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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2277518

Wärmedämmende Polymermaterial UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG

Name des Erfinders: Gerasimenya Valery (RU); Sobolev, Leonid (RU); Anisimov Dmitry G.
Der Name des Patentinhabers: Gerasimenya Valery
Korrespondenzanschrift: 105484, Moskau, ul. Park 13, 26, kv.116, V.P.Gerasimenya
Startdatum des Patents: 2004.04.28

Diese Erfindung bezieht sich auf anorganische Chemie und können zur Herstellung von Materialien auf Basis Schäume für die Wärmedämmung von Gebäudestrukturen in Bereichen Wohnen, Landwirtschaft und Industrie Bau verwendet werden. Wärmedämmpolymermaterial umfasst, auf das Gewicht%: 43,8-61,9 Harnstoff-Formaldehydharze ;. als Tensid - 0,25-0,5 Alkylbenzolsulfon- Klasse A; Säure als Härter - 1,05-3,3 Orthophosphorsäure; 0,015-0,17 Modifikator; 35,6-53,2 Wasser. Als Modifikator enthält es "Ammonia" Polyacrylamid-Gel oder Polyacrylamid oder geksametilendiaminoadipinat oder Caprolactam, oder Ammoniumpolyphosphat. Verfahren zur Herstellung eines wärmedämmenden Kunststoffmaterial herzustellen. Das technische Ergebnis - die Leistung des Schaums zu erhöhen, indem die Regelmäßigkeit der Struktur des Materials zu verbessern, die eine niedrige Formaldehyd-Emissionen bei der Herstellung und dem Betrieb des Schaums liefert, sondern auch die physikalischen und mechanischen Eigenschaften und die Erweiterung ihres Anwendungsbereichs verbessern.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung bezieht sich auf anorganische Chemie und können zur Herstellung von Materialien auf Basis Schäume für die Wärmedämmung von Gebäudestrukturen in Bereichen Wohnen, Landwirtschaft und Industriegebäude, Kraftfahrzeugkarosserien und Kabinen, Boote, Autos, Flugzeuge, Kühlgeräte und Verpackung sowie für Industrie- und Haushaltsgeräte verwendet werden.

Bekannt schaumbildende Zusammensetzung für die thermische Isolierung, einschließlich Harnstoff-Formaldehyd-Harz, einem Treibmittel, einem Säure Härtungskatalysator, einem mineralischen Füllstoff und Wasser (RF Patent 2.083.521, Kl. C 04 B 28/04, publ. 10.07.97 Stadt). Da der Harnstoff-Formaldehyd-Polymerharz verwendet CF-TM (GOST 14.231-78), die sich ergebende Kondensationsreaktion bei einem Molverhältnis von Harnstoff zu Formaldehyd ist gleich 1,0-1,3: 1,0-1,35. Als anionisches Tensid - einer Mischung von Natrium- oder Triethanolaminsalze von Alkylsulfaten primären Fettsäuren Alkohole Fraktion C ₁₀ -C ₁₈ und die Natrium- oder Triethanolaminsalze von Sulfaten alkilolamidov Fraktionen synthetischen Fettsäuren C ₁₀ -C ₁₆ usw. Als Härter verwendete Katalysator ist Phosphorsäure, Salzsäure, Oxalsäure, Essigsäure.

Der Nachteil der Zusammensetzung für die Herstellung von wärmeisolierenden Material schäumende ist eine langfristige (6.0 Monate oder länger) überschüssigen Emission von Formaldehyd aus dem Material, erheblich die Norm überschreitet, wenn das MPC-Strukturen in Gebäuden und Strukturen für verschiedene Zwecke arbeiten.

Aus diesen Gründen bekannt Harnstoff-Formaldehyd-Schaum-Anwendung durch schädliche Umwelteigenschaften begrenzt.

Eine Zusammensetzung zur Herstellung einer wärmeisolierenden Material ein Polymer, ein Tensid, ein saures Vernetzungsmittel, einen Füllstoff, einen Weichmacher und Wasser (RF Patent 2.055.820, Kl. B 04 C 28/12, publ. 10.03.96 g). In dieser Struktur als Polymer-Bindemittel verwendet, M-2, stabilisiert mit Ammoniak oder einem Bindemittel, M-3, ein modifiziertes vinakrilom und stabilisiert mit Ammoniak, Bindemittel oder VC-1, modifizierte und stabilisierte vinakrilom Borax (TU 6-06-0803396-88-90 ). Als Tensid, ₁₉ eine Mischung von Calcium- oder Natriumsalzen von Fettsäuren Fraktion C -C ₂₅ , und die Natrium- oder Triethanolaminsalze von Alkylschwefelsäuren Fraktion C ₁₀ -C ₁₆ et al. (38,5074-87 TU, TU 84-343-72) . Der verwendete Härter Phosphorsäure (GOST 10678-76). Die Zusammensetzung wurde als Prototyp gewählt.

Die bekannte Zusammensetzung kann ein stabiles penomassu mit geringer Schrumpfung zu erhalten, eine geringe Dichte und zufriedenstellenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften. Materialien aus der bekannten Zusammensetzung abgeleitet ist, durch eine geringe mechanische Festigkeit aus.

Der Nachteil dieser Struktur ist ziemlich kompliziert Rezept Zusammensetzung Schäumen und eine lange (4,0 Monate oder mehr) überhöhte Emission von Formaldehyd aus dem Material, deutlich die maximal zulässigen Konzentration Normen in den Prozess der Produktion und den Betrieb von mehr als. Aus diesen Gründen Harnstoff-Formaldehyd-Schaum bekannt und hat einen begrenzten Anwendungsbereich.

Überschüssigem Formaldehyd-Emission ist auf die Anwesenheit von nicht umgesetztem Material in der Polykondensation von Formaldehyd und dessen Bildung wegen und wegen der Anwesenheit des Polymers und der Methylolgruppen metilenefirnyh Beziehungen, Umwandlung in Methylen. Während des Trocknungsprozesses wird der Großteil des Schaums aus der Formaldehyd-Material mit Feuchtigkeit entfernt.

Technologischen Wert und Perspektiven des Schaums, beispielsweise in der Konstruktion des äußeren Zaun von Gebäuden und Strukturen, begrenzt in erster Linie nur durch seine Toxizität verbunden mit verzögerter Freisetzung davon nach dem Trocknen des Formaldehyds durch hygroskopische chemischen oder thermischen Abbau der Materialstruktur der endständigen Gruppen verbleiben.

Erhöhten Gehalt an Formaldehyd in ungelüfteten Wohn- und Industriegebiete aus dem Schaum unter dem Einfluss von Feuchtigkeit und Wärme freigesetzt, hat einen negativen Einfluss auf die menschliche Gesundheit, was in erster Linie Schleimhautreizungen der oberen Atemwege und andere. Ähnliche unerwünschte Ereignisse.

Daher ist das Problem der Formaldehydemission bei der Herstellung eines Schaumstoffs zu reduzieren, und während in Betriebsgebäude mit seiner Verwendung, ist sehr wichtig.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Harnstoff-Formaldehyd-Schaum isolierende Zusammensetzung mit vermindertem Formaldehyd-Emission und verbesserte physikalische und mechanische Eigenschaften und ein Verfahren zu seiner Herstellung bereitzustellen.

Das technische Ergebnis ist die Leistung des Schaums zu erhöhen, indem die Regelmäßigkeit der Struktur des Materials zu verbessern, die eine niedrige Formaldehyd-Emissionen bei der Herstellung und dem Betrieb des Schaums liefert, sondern auch die physikalischen und mechanischen Eigenschaften zu verbessern und den Umfang ihrer Anwendung erweitern.

Das Ergebnis wird dadurch erreicht, daß das isolierende Polymermaterial ein Polymer umfasst, das saure Härtungsmittel, ein Tensid und Wasser zusätzlich ein Modifizierungsmittel enthält, verwendet, das Polymer Harnstoff-Formaldehyd-Harz, erhalten durch eine wässrige Lösung von Formaldehyd zu neutralisieren, um die Kondensation von Harnstoff mit Formaldehyd in einer Umgebung mit variabler Säure durch Erhitzen , Vakuumtrocknung, dokondensatsiey und Verfahren in Form eines mehrwertigen Alkohols in Gegenwart eines Modifizierungsmittels hält, vor dem Trocknen Vakuum in einer Menge von 1,5-2,5 Gewichtsteilen verabreicht 100 Teile Harnstoff in dem Kondensationsschritt eingeführt, und die Hydroxylzahl Polymer nach dokondensatsii als wässrige Lösung in einer Menge von 0,5-3,5 Gewichtsteilen verabreicht 100 Gewichtsteile Polymer Harnstoff in dem Kondensationsschritt eingeführt, schrittweise durchgeführt, wobei dokondensatsiyu in drei oder mehr Stufen mit der Einführung von Ammoniak in dem letzten Schritt zu einem endgültigen Molverhältnis Harnstoff: Formaldehyd: Ammoniak 1: 1,15-1,45: 0,1 bis 015, bzw. ( .. russischen Patent 2114870, auf 10.07.98 veröffentlicht, bei oder positive Entscheidung von 12.01.04 bis Patentanmeldung №2003102351 / 04 29.01.03 Stadt) datiert, im folgenden Verhältnis, wt%:

und dadurch, daß als Tensid Alkylbenzolsulfonsäure Zeichen A, unter Verwendung von Phosphorsäure als Säure Härtungsmittel verwendet wurden und dass als Modifizierungsmittel enthält es ein Polyacrylamid-Gel "Ammoniak" oder eine wäßrige Lösung von Polyacrylamid oder geksametilendiaminoadipinat oder Caprolactam, oder Ammoniumpolyphosphat, oder deren binären oder ternären Mischungen in einem Gewichtsverhältnis der Bestandteile von 1: 1, und daß das Verfahren zur Herstellung einer wärmeisolierenden Kunststoffmaterial, wobei die erste Komponente ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz umfasst, in den ersten Behälter geladen ist, eine zweite Komponente, umfassend eine wässrige Lösung eines Gemisches Tensid und Säure Härtungsmittels in einen zweiten Behälter eingebracht, der die ersten und zweiten Komponenten der ersten und der zweiten Kapazität, um jeweils die ersten und zweiten Kanäle zu einer Mischeinheit gleichzeitig zugeführt werden, vermischt und geschäumt die endgültige isolierendes polymeres Material zu bilden, das durch den dritten Kanal zugeführt wird, in einer wässrigen Modifikator-Lösung bilden, ist es in den ersten Behälter und mit der ersten Komponente eingeführt wird, wurde die Mischung für 3-5 Minuten, und verzichtet auf dem ersten Kanal gerührt wird dem Mischaggregat zugeführt wird, die zweite Komponente vor vspenivaniyut zweiten Kanal und eine Mischeinheit Einspeisen erhalten Flüssigschaum von der Wasser-Luft-srednekratnuyu 100-200-facher Vergrößerung wird eine gerührte Mischung aus den ersten und zweiten Komponenten der Mischeinheit ist in dem dritten Kanal zu dem fertigen isolierendes polymeres Material in fein verteilter Form nizkokratnoy Polymerschaum mit 20-60-facher Vergrößerung und der Größe der Blasen intensiv mit Luft dispergiert 20 -200 Mikrometer und das fertige isolierenden polymeren Material hat die folgende Zusammensetzung in Gew%.:

und daß in die vorbereitete Mischung der ersten und zweiten Komponenten in dem ersten und dem zweiten Behälter vor der in die Mischeinheit Einspeisen erwärmt auf 30-35 ° C und bei dieser Temperatur gehalten, bis die Beendigung der Bildung des fertigen isolierenden Polymermaterial ist, und daß das isolierende Polymermaterial bereit zu stapeln Form mit positivem Temperatur härtende primären und produzieren die fertig isolierendes polymeres Material für 4-6 Stunden bei einer Temperatur von 15-25 ° C und dann Entformen gefüllten Formen und Schneiden des Materials auf die erforderlichen Abmessungen der Schichten erfolgt und die abschließende Fertigmaterialschichten Trocknung erfolgt in für 1-3 Tage bei 25-45 ° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 ~ 70%.

Isolier-Polymer-Material kann unter stationären Bedingungen (shop) auf der Baustelle oder auf der Schalungstechnik installierbar Form oder Vormischung hergestellt werden.

Bei der Arbeit der experimentellen Formulierungen zur Herstellung von wärmeisolierenden Polymermaterial aus verwendet: als Polymer - Harnstoff-Formaldehyd-Harz Klasse AMS-T (russische Patent 2.114.870, veröffentlicht 10.07.98 g.) Und einem modifizierten Harnstoff-Formaldehyd-Harz Klasse AMS-G (positive Entscheidung von 12.01.04 g . auf die Anmeldung einer Erfindung №2003102351 / 04 vom 29.01.03 Stadt); als Tensid - Alkylbenzol Klasse A (TU 2481-036-046893-75-95); Säure als Härter - Orthophosphorsäure (GOST 6552-80); als Modifikator - Polyacrylamidgel Technology "Ammoniak" (TU 6-01-1049-92) geksametilendiaminadipinat (Hersteller Firma "Ronpulenk", Frankreich), Caprolactam (GOST 7850-86) oder Ammoniumpolyphosphat (GOST 3772-74); Wasser (GOST 244202-81).

Isolierende Polymermaterial wurde wie folgt hergestellt.

Zur Herstellung von 1 m ³ Schaumdichte, beispielsweise 10,5 kg / m ^3, zunächst separat Modifikator wie Polyacrylamid-Gel - Technology "Ammonia" in einer Menge von 40 g in 250 ml heißem Wasser (t = 45-50 ° C) verdünnt.

Als nächstes wird die erste Komponente aus Harnstoff-Formaldehyd-Harz, Grade AMS-T in einer Menge von 10,5 kg in einen separaten Behälter gegossen. In der gleichen Kapazität gießen Modifikator vorbereitet, die für 3-5 min mit Harz gerührt wurde. In einem zweiten Behälter wird eine zweite Komponente, hergestellt, und zwar wird der Tank 15 Liter Wasser, 120 Gramm Tensid ABSFK, 425 g des sauren Härters - Orthophosphorsäure-Konzentration von 85% oder 800 g 52% iger Konzentration. Durchnäßt in den zweiten Behälter Abmischkomponenten werden, bis eine gleichmäßige homogene Mischung gründlich vermischt.

Ferner wird in beiden Behältern hergestellte Mischung auf 30 ° C erhitzt und bei dieser Temperatur bis zum Ende des technologischen Zyklus des fertigen Materials gehalten.

Die hergestellte Mischung, nämlich eine erste Komponente, die durch einen separaten Kanal direkt mit der Mischeinheit, die gleichzeitig die Lösung der zweiten Komponente zugeführt wird, über einen separaten Kanal unterschiedlich zu der erzwungenen Schäumfähigkeit (z.B. retikulierten Schaumgenerator) zugeführt wird, ein flüssiges Wasser-Luft-Schaum srednekratnoy Multiplizität zu bilden 100-200 falten, bevor sie mit der ersten Komponente Lösung zu mischen. Als nächstes schäumte die erste Komponente und die zweite Komponente Einheit gerührte Mischung und anschließend das fertige isolierenden Polymermaterialmischung gemischte erste und zweite Komponenten gründlich rasch mit Luft unter Druck 2,5-3,5 bar zusammen mit einer Rate von 0,6 dispergiert ist, zu erzeugen, 1,2 ^m3 / min in der dritten separaten Kanal nizkokratnoy Mischung zum fertigen als feinPolymerSchaum mit 50-60-facher Vergrößerung und der Größe von 20-200 Mikrometer Blasen geteilt.

Anschließend wird die fertige Mischung in einer Form und anfänglichen Aushärten gebracht wird, bei 25 ° C aus der Polymermasse während 4 h durch Dies wird gefolgt von gefüllten Formen Entformung und schneiden das Material auf die gewünschte Größe Betten.

Endtrocknung wird Materialschichten abgeschlossen erfolgt für 3 Tage bei 25 ° C und 50% relativer Luftfeuchtigkeit.

Prüfung von physikalischen und mechanischen Eigenschaften des fertigen wärmeisolierenden Polymermaterial in Übereinstimmung mit GOST hergestellt 10180-90, GOST 12730,2-78, GOST 12.730,3-78.

Überprüfen Sanitär Eigenschaften wurden durchgeführt nach dem Verfahren gemäß GOST 22.648-77, MU №2158-80 gazohromoticheskim von RD 5.204,186-89.

Beispiele für verschiedene Varianten von Wärmeisoliermaterial Testergebnisse sind in der Tabelle zusammengefasst.

Experimentelle Untersuchungen haben, dass die sich aus der vorgeschlagenen Zusammensetzung hergestellten Schaum dargestellt, die Trennung von freiem Formaldehyd in die Atmosphäre nach den ersten 5 Tagen nach der Herstellung des 5-6-mal niedriger als die des Materials aus der bekannten Zusammensetzung erhalten wird, als ein Prototyp gewählt. Darüber hinaus ist der freie Formaldehyd-Emission aus dem Schaum unabhängig von seiner Schüttdichte.

Es wird festgestellt, dass die Leistung Raten von MPC Formaldehydemissionen aus dem Material nach dem Trocknen während 25 bis 35 Tage in Anspruch nimmt.

Somit ist es durch das neue Verfahren hergestellt die erfindungsgemäße isolierende Polymermaterial und eine neue Zusammensetzung hat eine verbesserte Leistung (Umwelt) und physikalischen Spezifikationen durch die Regelmäßigkeit der Struktur des Materials zu erhöhen, was folglich seine Verwendung verlängern kann, da Umwelt-, uprugoelasticheskie Eigenschaften, geringe Wasseraufnahme, usw. ermöglichen die Verwendung des Materials in dem Gehäuse, landwirtschaftlichen und industriellen Bau von Gebäuden und Strukturen.

FORDERUNGEN

1. Wärmeisolierende polymeres Material, umfassend ein Polymer, das saure Härtungsmittel, ein Tensid und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner ein Modifizierungsmittel umfaßt, in einem sauren Härtungsmittel enthält Phosphorsäure, einem oberflächenaktiven Mittel - Alkylbenzolsulfonsäure Zeichen A, und das Polymer enthält, Harnstoff-Formaldehyd-Harz, erhalten durch eine wässrige Lösung von Formaldehyd zu neutralisieren, die Kondensation von Formaldehyd mit einem ersten Teil des Harnstoffs in einem Medium mit variabler Säure durch Erwärmen, Vakuumtrocknung, dokondensatsiey zweite und dritte Abschnitt von Harnstoff und der Durchführung des Verfahrens in Gegenwart von Modifizierungsmitteln in Form eines mehrwertigen Alkohols vor der Vakuumtrocknung eingeführt eine Menge von 1,5-2,5 Gewichtsteile 100 Teile der erste Teil von Harnstoff und Hydroxylgruppen-Polymer nach dokondensatsii als wässrige Lösung in einer Menge von 0,5-3,5 Gewichtsteilen verabreicht 100 Gewichtsteile Polymer der erste Teil der Harnstoff und dokondensatsiyu ausgeführt schrittweise in drei oder mehr Stufen mit der Einführung von Ammoniak in dem letzten Schritt zu einem endgültigen Molverhältnis Harnstoff: Formaldehyd: Ammoniak von 1: 1,15-1,45: 0,1-0,15 bzw. . das folgende Verhältnis, wt%:

2. Polymermaterial nach Anspruch Isolier 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Modifizierungsmittel-Polyacrylamid-Gel "Ammonia" enthält oder Polyacrylamid oder geksametilendiaminoadipinat oder Caprolactam, oder Ammoniumpolyphosphat.

3. Verfahren zur Herstellung einer wärmeisolierenden Kunststoffmaterial für die Herstellung, wobei die erste Komponente ein Harnstoff-Formaldehyd-Harz umfasst, in den ersten Behälter geladen ist, eine zweite Komponente, eine wässrige Lösung einer Mischung von Tensid und Säure Härtungsmittel umfassen, wurden in ein zweites Gefß gefüllt, wobei die ersten und zweiten Komponenten des ersten und des zweiten Behälter für jeweils die ersten und zweiten Kanäle gleichzeitig in eine Mischeinheit zugeführt, vermischt und geschäumt die endgültige isolierendes polymeres Material zu bilden, die dann in den ersten Behälter und mit dem ersten vermischt eingeführt wird, durch den dritten Kanal zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Modifikator-Lösung zugeführt wird, Komponente wurde die Mischung für 3-5 Minuten und dosiert durch die erste Leitung in die Mischeinheit, die zweite Komponente gerührt, bevor sie in die Mischeinheit Einspeisen auf dem zweiten Kanal aufgeschäumt wird und flüssige Schaum aus dem Wasser-Luft-srednekratnuyu Vielzahl 100-200 und vermischte Gemisch des ersten Empfangs und die zweite Komponente der Mischeinheit intensiv mit Luft unter Druck von 2,5-3,5 bar mit einem Luftstrom von 0,6 bis 1,2 m / min in den dritten Kanal, dispergiert, wobei die Härtung thermisch getragen polymeres Schaummaterial isolierend, um eine fein nizkokratnoy zu bilden Polymerschaum mit einer Vielzahl von 20-60 und 20-200 micron Blasengröße und dem isolierenden Polymermaterial besitzt die folgende Zusammensetzung in Gew%.:

dann fertig Polymermaterial isolierend in die Form bei positiver Temperatur-Härtung und erzeugen zusätzliche isolierende Polymermaterial bereit für 4-6 Stunden bei einer Temperatur von 15-25 ° C gelegt wird, und dann gefüllten Formen durch Entformung und das Material auf die erforderlichen Abmessungen von Schichten und Schneiden Endtrocknung der fertigen Materialschichten erfolgt für 1-3 Tage bei 25-45 ° C und die relative Luftfeuchtigkeit 50-70%.

4. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbereitete Mischung der ersten und zweiten Komponenten in dem ersten und zweiten Behälter, bevor sie in der Mischeinheit zum Zuführen von auf 30-35 ° C erhitzt und gehalten, bis die Beendigung der Bildung des fertigen isolierenden Polymermaterial bei dieser Temperatur.

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Erscheinungsdatum 18.01.2007gg

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