СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОГИПСОВЫХ ИЗДЕЛИЙ, КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОГИПСОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1997 года по МПК C04B28/00 C04B28/00 C04B24/02 C04B24/12 C04B22/08 C04B40/00 

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности пеногипсовых изделий, используемых в качестве теплоизоляционного материала.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является способ приготовления композиции для пеногипсовых изделий, заключающийся в том, что приготавливают пену и вводят в нее при перемешивании гипсовое вяжущее, причем приготовление пены осуществляют из поверхностно-активного вещества, воды и 8 12%-ного водного раствора поливинилового спирта (ПВС) в количестве 3 11% от расхода гипсового вяжущего, вспененного путем введения боргидрида натрия в количестве 4 7% от расхода раствора ПВС, а затем полученные пены смешивают (1).

Известна композиция для изготовления пеногипсовых изделий, включая гипсовое вяжущее, пенообразующий агент, загуститель и воду (2).

Известные решения позволяют получить пеногипсовые изделия с относительно высокой плотностью, нестабильными свойствами, особенно в условиях воздействия повышенной влажности, и низким коэффициентом водостойкости.

Задачей предлагаемого изобретения является получение пористого теплоизоляционного материала с высокими технологическими свойствами значительно более водостойкого и обладающего стабильными характеристиками.

Эта задача решается за счет того, что в пеногенераторе приготавливают пену из смеси поверхностно-активного вещества с водой и загустителем и затем смешивают ее с гипсовым вяжущим. При этом загуститель готовят при температуре 70 80^oC и смешивают с полимерным связующим, а при изготовлении пены в пеногенератор в качестве добавок дополнительно вводят отвердитель полимерного связующего и ускоритель твердения гипса, взбивают пену до кратности 8 9, стабилизируют ее смесью полимерного связующего с загустителем, смешивают с гипсом, затем формуют изделие в формах, предварительно покрытых разделительно-гидрофобизирующей смазкой и подвергают двухстадийной сушке, на первой стадии которой поднимают температуру теплоносителя до 60 80^oC в течение не менее 4 часов и выдерживают изделие в течение 6 8 часов, а на второй стадии поднимают температуру теплоносителя до 80 100^oC в течение не менее 3 часов и выдерживают изделие в течение 4 6 часов. Композиция для изготовления пеногипсовых изделий содержит гипсовое вяжущее, пенообразователь, загуститель, а также полимерное связующее с отвердителем и ускоритель твердения гипса. В качестве пенообразователя используется натриевая соль вторичных алкилсульфатов, в качестве полимерного связующего - аминоформальдегидная смола, в качестве загустителя 8 12%-ный водный раствор поливинилового спирта или дисперсия поливинилацетатная, в качестве отвердителя полимерного связующего хлористый аммоний, в качестве ускорителя твердения гипса сернокислый калий или сернокислый натрий, находящиеся в следующем соотношении (мас. ч.):
Гипсовое вяжущее 100
Пенообразователь 0,2 0,35
Полимерное связующее 8 15
Загуститель раствор поливинилового спирта 12 30
Поливинилацетатная дисперсия 3 5
Отвердитель смолы 0,1 0,3
Ускоритель твердения гипса 0,5 1,5
Вода 155 200
Композиция может дополнительно содержать в качестве загустителя гипса в количестве 0,5 2,0 мас. ч. или акриловую эмульсию в количестве 10 30 мас. ч. а также антипирен в количестве 0,1 0,5 мас. ч. в качестве которого используется диаммонийфосфат или аммофос, и акцептор формальдегида в количестве 0,5 2,0% от массы аминоформальдегидной смолы.

Сопоставительный анализ заявленного изобретения с прототипом показывает, что оно отличается наличием и последовательностью проведению ряда новых операций и режимов их осуществления: загуститель перед смешиванием с полимерным связующим подогревают до температуры 70 80^oC, в процессе подогрева он растворяется и набухает, в пеногенератор при приготовлении пены дополнительно вводят отвердитель полимерного связующего и ускоритель твердения гипса: пену взбивают до кратности 8 9 и стабилизируют ее смесью полимерного связующего с загустителем и после смешивания с гипсом формуют изделие в формах, предварительно покрытых разделительно-гидрофобизирующим покрытием; термообработку отформованных изделий проводят в два этапа с соблюдением режима подъема и выдержки температуры на каждом из этапов. Кроме того, отличие заключается в составе компонентов, входящих в композицию, и в их порционном содержании. Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в заявленном изобретении.

Сравнение заявленных способа и композиции для формования пеногипсовых изделий с другими аналогами показывает, что сочетание заявленных компонентов в указанных пропорциях с условиями подготовки на их основе формовочной композиции и режимами ее термообработки позволяет получить пеногипсовые изделия, обладающие низкой плотностью, более высокой водостойкостью, хорошими теплоизоляционными свойствами, негорючестью и отвечающие санитарно-гигиеническим требованиям. Это сравнение позволяет делать вывод о превышении заявленного изобретения существующего уровня техники, причем этот эффект может быть достигнут известными приемами.

Сущность изобретения поясняется примерами его выполнения: вначале происходит подготовка сырья и переходных компонентов. Из силосной банки гипс с помощью транспортирующего шнека подается в расходный бункер, рассчитанный на сменную производительность линии. Технологическая вода поступает в расходный бак с мешалкой, оборудованной электроподогревом, где подогревается до температуры 45 50^oC. В этот же бак отвешивается соответствующие количества добавок: диаммонийфосфата, аммония хлористого и калия сернокислого, и при необходимости акцептора формальдегида. После растворения добавок в бак заливается пенообразователь "Прогресс" (натриевые соли вторичных алкилсульфатов, ТУ 38 10719 82).

Приготовленный и подогретый водный раствор добавок подается в пеногенератор.

Ввиду того, что поливиниловый спирт (ПВС) в технологии используется в виде водного 8 12% раствора, его готовят в обогреваемом реакторе, подогревая до температуры 60 80^oC. При приготовлении необходимого на смену количества раствора ПВС в реактор из мерника заливают водопроводную воду, отвешивают необходимое количество поливинилового спирта и при перемешивании постепенно засыпают в воду. Подогрев и перемешивание ведут до полного растворения и набухания порошка ПВС. Из реактора готовый раствор ПВС подается в расходный бак с перемешивающим устройством.

Смола насосом подается в мерник, где дозируется требуемое количество смолы для работы на смену, после чего смола переливается в расходный бак с готовым раствором поливинилового спирта и перемешивается с ним, затем с помощью объемного дозатора полимерное связующее подается в пеногенератор для стабилизации уже приготовленного объема пены.

Для промыва емкостей и аппаратов, используемых в работе с водными растворами полимеров, применяют подогретую до 40 50^oC воду.

Одновременно с подготовкой сырья и исходных материалов подготавливают к заливке формы: их чистят и наносят слой специальной смазки, которая не только разделяет материал формы и изделия, но и создает на поверхности изделия гидрофобизирующее покрытие.

Приготовление формовочной пенополимергипсовой смеси осуществляется в следующем порядке: в пеногенератор заливают водный раствор добавок и в течение 2 мин взбивается пена кратностью 8 9, которая затем в течение 1 мин стабилизируется смесью 8 12% раствора ПВС и аминоформальдегидной смолы. Готовую пену переливают из пеногенератора в работающий смеситель и туда же в течение 0,5 1,5 мин засыпают дозирующим шнеком необходимое количество гипса. Весь цикл приготовления формовочной пенополимергипсовой смеси занимает не более 6 мин.

Из смесителя готовую пенополимергипсовую смесь разливают в формы. Общее время разлива приготовленного замеса и заполнения форм смесью должно составлять 2 3 мин и не превышать время "жизнеспособности" смеси.

Заполненные формы выдерживают в течение 15 17 мин до окончания схватывания смеси. После затвердевания смеси форму с затвердевшим изделием, имеющим влажность до 95 100% поднимают и переносят в вертикальном положении и устанавливают в контейнер, который после заполнения отсеков направляют в сушилку, где производят их сушку в две стадии на первой стадии поднимают температуру носителя до 60 80^oC в течение не менее 4 часов и выдерживают изделие при этой температуре в течение 6 8 часов, а на второй стадии поднимают температуру теплоносителя до 80 100^oC в течение не менее 3 часов и снова выдерживают изделие в течение 4 6 часов. Охлаждают изделия за 1,5 2 часа до температуры 40 45^oC.

В конце смены или при остановке работ производят в течение 2 3 минут промывания смесителя. Воду после промывки смесителя сливают в отстойник. Отстоявшейся водой с помощью насоса и шланга можно снова промывать смеситель или же использовать ее в технологии, добавляя в готовящийся замес в количестве до 15% от общего расхода воды.

Композиция для изготовления пеногипсовых изделий содержит пенообразователь с загустителем и гипсовое вяжущее. Дополнительно в композицию включены полимерное связующее с отвердителем и ускоритель твердения гипса. В качестве пенообразователя используется натриевая соль вторичных алкилсульфатов ("Прогресс" по ТУ 38-10719-77), в качестве полимерного связующего - аминоформальдегидная смола, в качестве загустителя 8 12% раствор поливинилового спирта и/или поливинилацетатная дисперсия, в качестве отвердителя полимерного связующего хлористый аммоний, в качестве ускорителя твердения гипса сернокислый калий или сернокислый натрий, находящиеся в следующем соотношении, мас.ч.

Гипсовое вяжущее 100
Пенообразователь 0,2 0,35
Полимерное связующее 8 15
Загуститель 10%-ный раствор поливинилового спирта 12 30
или
Поливинилацетатная дисперсия 3 5
Отвердитель смолы 0,1 0,3
Ускоритель твердения гипса 0,5 1,5
Вода 155 200
Композиция дополнительно содержит в качестве загустителя гипан в количестве 0,5 2,0 мас.ч. или акриловую эмульсию в количестве 10 30 мас.ч. Кроме того, она дополнительно может содержать антипирен в количестве 0,1 0,8 мас. ч. в качестве которого использован диаммонийфосфат или аммофос, и акцептор формальдегида в количестве 0,5 2,0% от массы аминоформальдегидной смолы.

Для обеспечения санитарных требований в рецептуре композиции предусмотрено применение смол с содержанием свободного формальдегида не более 0,2% и добавок, связывающих формальдегид поливиниловый спирт, акцептор формальдегида (ТУ ОП 13-0273643-94-93). Вместе с процессом сушки применение этих компонентов обеспечивает полное отверждение смолы и максимальное, до 80% связывание свободного формальдегида.

В таблице приведены примеры рецептуры композиции и ее технические характеристики.

Область применения: изготовление стеновых теплоизоляционных плит в строительстве из пеногипса. Сущность изобретения заключается в том, что при приготовлении в пеногенераторе пены из смеси поверхностно-активного вещества с водой и загустителем, загуститель предварительно смешивают с полимерным связующим, а в качестве добавок в пеногенератор дополнительно вводят отвердитель полимерного связующего и ускоритель твердения гипса. Пену взбивают до кратности 8 - 9, стабилизируют ее смесью полимерного связующего с загустителем, смешивают с гипсом, а затем формуют изделие в формах, предварительно покрытых раздельно-гидрофобизирующей смазкой. Изделия подвергают двустадийной сушке, на первой стадии поднимают температуру теплоносителя до 60 - 80^oC в течение не менее 4 ч и выдерживают изделие в течение 6 - 8 ч, а на второй стадии поднимают температуру теплоносителя до 80 - 100^oC в течение не менее 3 ч и выдерживают изделие в течение 4 - 6 ч. Средняя плотность изделий составила до 215 кг/м³, предел прочности при сжатии - до 1,75 МПа, сорбционное увлажнение в течение 72 ч - 0,0715%, теплопроводность - 0,0705 Вт/т.к. , группа горючести - не горючий, концентрация формальдегида через 60 сут. - 0. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ изготовления пеногипсовых изделий, заключающийся в приготовлении пены из смеси поверхностно-активного вещества, загустителя и воды, смешении ее с гипсовым вяжущим, формовании и сушку изделий, отличающийся тем, что загуститель предварительно смешивают с дополнительно вводимым полимерным связующим, в поверхностно-активное вещество дополнительно вводят отвердитель полимерного связующего и ускоритель твердения гипсового вяжущего, пену взбивают до кратности 8 9, перемешивают ее со смесью полимерного связуюшего с загустителем и гипсовым вяжущим, после чего изделия формуют и сушат в две стадии: на первой стадии поднимают температуру теплоносителя до 60 80^oС в течение не менее 4 ч и выдерживают изделие в течение 6 8 ч и на второй стадии поднимают температуру теплоносителя до 80 100^oС в течение не менее 3 ч и выдерживают изделие в течение 4 6 ч. 2. Композиция для изготовления пеногипсовых изделий, включающая гипсовое вяжущее, пенообразователь, загуститель и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве пенообразователя натриевую соль вторичных алкилсульфатов, в качестве загустителя 8 12%-ный раствор поливинилового спирта и/или поливинилацетатную дисперсию, дополнительно содержит аминоформальдегидную смолу с отвердителем хлористым аммонием и ускоритель твердения гипсового вяжущего сернокислый калий или сернокислый натрий при следующих соотношениях компонентов, мас.ч.

Гипсовое вяжущее 100
Указанный пенообразователь 0,2 0,35
8 12%-ный Раствор поливинилового спирта 12 30
и/или
Поливинилацетатная дисперсия 3 5
Аминоформальдегидная смола 8 15
Хлористый аммоний 0,1 0,3
Сернокислый калий или сернокислый натрий 0,5 1,5
Вода 155 200
3. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве загустителя гипан в количестве 0,5 2,0 мас.ч.