СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРБЕТОННОЙ ИЗОЛЯЦИИ Российский патент 1994 года по МПК C08G18/08 C08G18/08 C08G101/00 C08L75/04 C04B26/16 

Изобретение относится к строительству, а точнее к изготовлению полимербетонных изоляционных материалов для защиты подземных и наземных теплопроводов, а также других конструкций от тепловых потерь, коррозии и воздействия агрессивных сред. По своей химической природе полимербетонная изоляция относится к заполненным пенополиуретанам и конструк- ционно представляет собой трехслойную моноструктуру с пористой сердцевиной и внутренней и наружной защитными корками.

Известен способ изготовления полимербетонной изоляции смешением полиизоцианата, диэтиленгликоля, диметил- кетона, минерального наполнителя, триэтаноламина и кренийорганической жидкости. При сложности компонентного состава время отверждения такой композиции довольно большое (2-3 ч).

Известен способ изготовления полимербетонной изоляции с поверхностным упрочненным слоем, в котором компоненты вводятся в определенной последовательности: полиизоцианат совмещается с диэтиленгликолем, вводится минеральный наполнитель и гранулы полистирола, а затем триэтаноламин и кремнийорганическая жидкость. Регламент смешивания компонентов является достаточно жестким по времени, так как совмещение диэтиленгликоля с полиизоцианатом дает старт реакции пенополиуретанообразования и лимитирует все последующие операции изготовления заливочной композиции. Время отверждения полимербетонной изоляции несколько меньше, чем в описанных выше способах и составляет 30-40 минут.

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления полимербетонной изоляции, включающий смешение 100 ч. кубовых остатков дистилляции толуоилендиизоцианата, 20-50 ч. диэтиленгликоля, 8-30 ч. диметилкетона, 2-5 ч триэтаноламина и 200-400 ч. минерального наполнителя (силикатная содовая мука, строительный песок). При осуществлении способа получают полимербетонную изоляцию с хорошими механическими и теплофизическими свойствами. Заливочная композиция включает сравнительно небольшое количество компонентов, что упрощает и удешевляет технологию, однако, время отверждения остается в тех же пределах, что и в других аналогах (30-60 мин). В каждом конкретном случае изготовления полимербетонных пеноматериалов приходится решать задачу оптимизации технологического режима для обеспечения необходимых эксплуатационных свойств изделия. Наряду с этой общей задачей также решается задача увеличения производительности труда за счет сокращения цикла формования, а точнее за счет уменьшения времени отверждения заливочной композиции.

Для решения поставленных задач предлагается способ изготовления полимербетонной изоляции смешением полифункцио- нального органического изоцианата (полизоцианата), диметилкетона, диэтиленгликоля, триэтаноламина и минерального наполнителя с последующей заливкой смеси в форму, вспениванием и отверждением, отличающийся тем, что раздельно готовят состав А смешением полиизоцианата, минерального наполнителя и триэтаноламина и состав Б смешением диэтиленгликоля с диметилкетоном, а затем совмещают состав А с составом Б при следующем соотношении компонентов, ч: Полиизоционат 100 Диэтиленгликоль 30,3-34,4 Диметилкетон 6,7-8,8 Триэтаноламин 0,9-1,0 Минеральный наполнитель 133,3-187,5
При осуществлении способа получают полимербетонную изоляцию с ячеистой структурой и внутренней и наружной защитными корками, эксплуатационные свойства которой удовлетворяют требованиям к теплоизоляционным материалам данного типа. При этом время отверждения композиции составляет не более 15 мин. Таким образом решается задача увеличения производительности за счет сокращения цикла формования. Достигается этот технический результат благодаря заявленной совокупности отличительных признаков: раздельного приготовления состава А и состав Б с последующим их смешением перед заливкой при определенном соотношении компонентов.

Различные варианты компоновки ингредиентов при изготовлении пенополиуретанов с последующим их смешением известны. Так, например, используют двухкомпонентную смесь, объединяя полиол, катализатор и другие добавки в один компонент, а полиизоцианат вводят перед заливкой. Приготовление составов А и Б не лимитируется временем смешения, т. к. эти смеси являются химически инертными до момента их совмещения. Это позволяет добиться необходимой степени и качества смешения заблаговременно (за 1,5-2 суток до момента изготовления полимер-бетонной изоляции). Особенно важны эти преимущества для работы в полевых условиях. Еще одним достоинством способа является уменьшенное по сравнению с прототипом количество катализатора ( ≈в 2 раза).

Возможность осуществления способа показана в примерах конкретного выполнения.

Во всех примерах были использованы компоненты, качество которых регламентируется ГОСТ и ТУ.

Полиизоцианат марки Д (ПИЦ "Д") по ТУ 6-03-29-6-78 или ПИЦ "К" по ТУ 6-03-29-6-78.

Диэтиленгликоль по ГОСТ 10136-77.

Диметилкетон (ацетон) по ГОСТ 2768-69.

Триэтаноламин по ТУ 6-02-916-79.

В качестве минерального наполнителя - андезитовая мука по ТУ 6-12-101-77.

Может также использоваться строительный песок в смеси с силикатной содовой мукой.

П р и м е р 1. Для изготовления изоляционного покрытия толщиной 46,5 мм (наружной диаметр трубы - 57 мм, длина 1000 мм) готовят состав А, смешивая 2,05 кг ПИЦ "Д", 3,33 кг кислотоупорной андезитовой муки, и 0,0225 кг триэтаноламина, перемешивают до получения однородной массы. Готовят состав Б, смешивая 0,75 кг диэтиленгликоля и 0,17 кг диметилкетона, перемешивают до получения однородной смеси.

Перед заливкой в форму состав "А" совмещали с составом "Б", перемешивая в течение 3 мин.

Время старта не более 1 мин, время вспенивания - не более 2 мин.

Время отверждения 10 мин.

Температура окружающей среды +25^оС.

П р и м е р 2. Готовят смесь по технологии, описанной в примере 1 для изоляции трубы с наружным диаметром 108 мм и длиной 1000 мм. Состав А получают смешением 4,3 кг ПИЦ "К", 8,06 кг андезитовой муки, 0,043 кг триэтаноламина; состав Б - смешением 1,48 кг диэтиленгликоля и 0,38 кг диметилкетона.

Время отверждения смеси 13 мин. Температура окружающей среды 20оС.

П р и м е р 3. Используют технологию смешения и компоненты по примеру 1. Приготовленные составы "А" и "Б" хранят в течение 1 сут. , затем доставляют на место монтирования трубопровода. Состав "А": 2 кг полиизоцианата.

3,23 кг андезитовой муки,
0,02 кг триэтаноламина. Состав "Б": 0,64 кг диэтиленгликоля
0,15 кг диметилкетона.

Перед заливкой места стыка трубопровода под смонтированную опалубку смешивают состав "А" и состав "Б".

Время отверждения 15 мин.

Температура окружающей среды 16^оС.

В табл. 1 приведены рецептуры составов, используемых в примерах 1-3 и по прототипу.

В табл. 2 представлены показатели свойств полученной полимербетонной изоляции. (56) Авторское свидетельство СССР N 695985, кл. С 04 В 26/18, 1977.

Авторское свидетельство СССР N 1392049, кл. С 04 В 26/16, 1985.

Авторское свидетельство СССР N 1010090, кл. С 08 L 75/04, 1981.

Берлин А. А. , Шутов Ф. А. Пеноматериалы на основе реакционно-способных олигомеров. М. , 1987, с. 76.

Использование: для защиты подземных и наземных теплопроводов от тепловых потерь и воздействия агрессивных сред. Сущность изобретения: раздельно готовят состав А смешением 100 мас. ч. полиизоцианата, 133,3 - 187,5 мас. ч. минерального наполнителя и 0,9 - 1,0 мас. ч. триэтаноламина и состав Б смешением 30,0 - 34,4 мас. ч. диэтиленгликоля и 6,7 - 8,8 мас. ч. диметилкетона. Совмещают оба состава, заливают смесь в форму, вспенивают и отверждают. 2 табл.

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРБЕТОННОЙ ИЗОЛЯЦИИ смешением полиизоцианата, диэтиленгликоля, диметилкетона, триэтаноламина и минерального наполнителя с последующей заливкой смеси в форму, вспениванием и отверждением, отличающийся тем, что раздельно готовят состав А смешением полиизоцианата, минерального наполнителя и триэтаноламина и состав Б смешением диэтиленгликоля с диметилкетоном, а затем совмещают составы А и Б при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Полиизоцианат 100,0
Диэтиленгликоль 30,0 - 34,4
Диметилкетон 6,7 - 8,8
Триэтаноламин 0,9 - 1,0
Минеральный наполнитель 133,3 - 187,5