Способ получения пенопласта и установка для получения изделий из вспененных материалов Советский патент 1993 года по МПК C08J9/06 C08J9/30 C08L61/24 B29C67/20 

Изобретение относится к технологии получения карбамидоформальдегидных пе- нопластов и устройствам для получения композиционных материалов, в том числе полимеризующихся, используемых в качестве теплоизоляционных материалов в строительстве, особенно при выполнении работ, где выделение формальдегида нежелательно.

Целью изобретения является охрана окружающей среды и снижение удельного расхода карбамидоформальдегидной смолы за счет утилизации выделяющегося при сушке формальдегида,

На чертеже изображена схема установки.

Установка содержит дозировочные электронасосные агрегаты 1 и 2 для подачи растворов смолы и отвердителя (кислоты), электрокомпрессор 3 и соответствующие емкости 4 и 5 для растворов смолы и кислоты. Пеногенератор 4 и 6 выполнен в виде вспенивающей колонны, соединенной посредством трубопровода 7 со смесителем 8

00 СА) 00 СА)

Ю

ы

с формующей насадкой 9, Смеситель 8 соединен с емкостью 5 трубопроводом 10. Внутри сушильной камеры 11 с вентиляционной системой 12 и-вентилятором 13 распололсев транспортер 14.

Устройство для очистки воздуха от формальдегида, выделяемого при сушке изделий из карбамидного пенопласта выполнено в виде оросительной колонны 15, имеющей в верхней части патрубок 16 для вывода очищенного воздуха в атмосферу и ороситель 17 для подвода подкисленного рзствора из вспомогательной емкости 18 по напорному трубопроводу 19 насосом 20. Ороситель .17 выполнен в виде закрытого раструба с отверстиями. В нижней части оросительная колонна 15 снабжена ввод- sibiiv- патрубком 21, соединенным вентиляционной системой 12 сушильной камеры 11 и слоеной грубкой 22 для поддержания постоянного урооня раствора и слива насыщенного формальдегидом раствора во вспомогательную емкость 1.8 посредством еенг ипя 32,для насыщенного формальдегидом раствора соединена посредством вентиля 24 и дозатора 25 с промежуточной емкостью 26, предназначенной для хранения насыщенного формальдегидом раствора.

Ьзк 2 / для приготовления подкисленного раствора выполнен с мешалкой и снабжен счетно-дозирующим устройством 28 с вентилем 29.

Бак 30 для приготовления раствора, состоящего из карбамидноформальдегидной смолы и аспенивателя, соединен посредством вентиля 31 с промежуточной емкостью 26 и снабжен насосом 32 для перекачивания раствора в емкость 4.

Т.е. растворный узел состоит из ряда емкостей для приготовления растворов.

Установка работает следующим образом..

Раствор смолы с пенообразователем из емкости 4 подается насосом 1 по трубопроводу в пеногенератор б, туда же поступает сжатый воздух от компрессора 3, При-движении раствора и воздуха по каналам пено- генератора 6 происходит диспергирование воздуха и формирование пены, По выходному трубопроводу пена поступает в смеситель 8, куда подается отвердитель из бака 5 по трубопроводу 10 в виде водного раствора кислоты. Готовый материал через формирующую насадку 9 выдавливается на транспортер 11, который движется через сушильную камеру 11. При сушке выделяется формальдегид, который с воздухом по вентиляционной системе 12 вентилятором

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

13 через патрубок 21 подается в колонну 15. В верхнrorojjgcTb колонны 15 через ороситель 17 вспомогательной емкости 18 посредством ( насоса 20 по трубопроводу 19 поступает подкисленный раствор, содержащий карбамид и пенообразователь, предварительно приготовленный в баке 27 и залитый в емкость 18 посредством счетчика-дозатора 28 и вентиля 29. В колонну 15 заливается такое количество этого раствора, чтобы патрубок 21 был ниже уровня раствора, который поддерживается постоянным сливной трубкой 22. Подкисленный раствор непрерывно циркулирует в системе с помощью насоса 20 через ороситель 17 и сливную трубку 22. В результате прохождения насыщенного формальдегидом воздуха, поступающего по патрубку 21 через подкисленный раствор в колонне 15 образуется пена, уровень которой в колонне поддерживается постоянным (на 100-150 мм ниже оросителя 17) за счет подбора концентрации пенообразователя.

Пена орошается раствором из оросителя 17, подкисленный раствор, насыщаясь формальдегидом, стекает вниз колонки 15 и через сливную трубку 22 в бак 18. Очищенный воздух выбрасывается в атмосферу через патрубок 16. Раствор, насыщенный формальдегидом, сливается из бака 18 в промежуточную емкость 20 для хранения. Приготовление растворов для получения изделий из пенопласта осуществляется в баке 30, в который из емкости 26 заливается раствор, насыщенный формальдегидом, добавляется карбамидоформаль дегидная смола (например, марки КФЖ) и пенообразователь (например, сульфонол). Из бака 31 раствор насосом 32 закачивается в ёмкость 4 для приготовления рабочего раствора смолы, который далее направляется на получение изделий из пенопл.аста.

Заявляемый способ осуществляют посредством предлагаемой установки следующим образом.

При м е р Т. Водный раствор карбэми- доформальдегидной смолы 18 мас.% и пенообразователя (сульфонола) 0,3 мас.% вспенивали сжатым воздухом, отверждали кислым катализатором (ортофосфорная кислота) 2,0 мас.% и получали пенопласт, который помещали в формы или на транспортер, где резали на блоки требуемой длины, которые оставляли на 20 мин для окончательного отверждения.

После этого блоки помещали в сушильную камеру для сушки на 24 часа при температуре 40°С, где при высыхании блоков выделяется формальдегид. Газ с парами формальдегида из сушильной камеры через

вентиляционную систему поступал в колонну, в которую по циркуляционной системе через ороситель подавали подкисленный до рН 3,5 раствор, содержащий карбамид 0.25 мас.% и пенообразователь 0,013 мас.%. Этот раствор вспенивали в колонне вентиляционным газом, при этом содержание пенообразователя в подкисленном растворе и скорость его подачи через ороситель подбирали таким образом, чтобы высота столба пены в колонне оставалась постоянной для соблюдения постоянства режима. При прохождении подкисленного раствора через ороситель обеспечивалась достаточно большая поверхность контакта раствора и газа, что приводило к переходу формальдегида в раствор с последующими связыванием его в метзлолмочевины и их производные. Циркуляцию раствора осуществляли до первого проскока формальдегида, обеспечивающего степень очистки 99,9%. После этого раствор заменяли на свежеприготовленный, а насыщенный раствор использовали для приготовления растворов компонентов, при этом свежей карбамидоформальдегидной смолы для приготовления рабочего раствора брали меньше.

Пример 2. Получение пенопласта осуществляли аналогично примеру 1.

Карбамидоформальдегидной смолы брали 16,87 мас.%, а в качестве растворителя - подкисленный раствор, насыщенный формальдегидом, согласно изобретению. У пенопластов, полученных по примерам 1 и 2, проверялись механические свойства. Исходные данные и результаты представлены в табл.1.

Из табл.1 видно, что использование подкисленного раствора в качестве растворителя для приготовления рабочих растворов позволяет снизить расход карбамидоформальдегидной смолы. В то же время из таблицы видно, что использование в качестве растворителя подкисленного раствора не оказывает отрицательного влияния на механические свойства пенопласта.

П р и м е р 3. Получение пенопласта осуществляли аналогично примеру 1, а для экспериментальной проверки утилизации формальдегида были использованы следующие соотношения ингредиентов, мас.%, подкисленного раствора:

карбамид 0,25, 1,0, 2,0 - 0,25. 0,25. 0,25,1.0

пенообразователь 0,01, 0,01, 0,01, 0,01, 0,08,0,014,0,013,0,013.

Также были проверены оптимальные соотношения ингредиентов при подкисле- нии раствора до рН 3,5-4.0. Результаты сведены в табл.2.

Как следует из табл.2, наиболее эффективно улавливание формальдегида раствором, содержащим 0.25-1.0 мас.% карбамида. Это объясняется тем, что в данных условиях

выдерживается оптимальное соотношение формальдегида и карбамида, отвечающее реакциям образования моно- и диметилолмочевины. Увеличение содержания карбамида R подкисленном растворе хотя и приводит к

0 некоторому увеличению емкости, сопровождается образованием нерастворимой метиле- омочевины, которая забивает насосы и другие аппараты. Уменьшение содержания карбамида в подкисленном растворе уменьшает ем5 кость раствора, что снижает качество утилизации.

Использование предлагаемого способа и установки позволит утилизировать формальдегид, который по степени воздействия

0 на организм относится ко второму классу опасности, и тем самым, способствовать охране окружэю чег сред-..1 ;: сокращению удельного расхода карбамидоформальдегидной смолы.

5 Формула изобретения

1.Способ получения пенопласта вспе- ниванием воздухом раствора композиции на основе карбамидной смолы, отверждени- ем полученной пены и сушкой, отличаю0 щ и и с я тем. что композицию на основе карбамидной смолы растворяют в смеси ионо- и диметилолмочевины и продуктов их конденсации, полученной при пропускании газа, образующегося при сушке, и насыщен5 ного парами формальдегида через вспененный раствор, содержащий, мае. %: карбамид 0,250-1,000; пенообразователь 0,010- 0,013; вода, подкисленная до рН 3,5-4,0 - остальное.

0 2.Установка для получения изделий из вспененных материалов, содержащая емкости для отвердителя и раствора смолы, последовательно соединенные пеногенератор и смеситель с формующей насадкой, су5 шильную камеру с вентиляционной системой, систему трубопроводов, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для очистки воздуха, выполненным в виде оросительной колонны, имеющей в верхней

0 части патрубок, связанный с атмосферой, в нижней части - вводный патрубок, соединенный вентиляционной -системой с сушильной камерой, и сливную трубку, связанную со вспомогательной емкостью,

5 которой снабжена емкость для раствора смолы, причем ороситель колонны расположен в ее верхней части, выполнен в виде закрытого раструба с отверстиями и подсоединен напорным трубопроводом вспомогательной емкости,

Т а б л и ц а 1 Зависимость механических свойств пенопласта от состава рабочих растворов

Использование: технология получения карбамидоформальдегидных пенопласта. Сущность изобретения: композицию на основе карбамиднсГ; смолы роыворяют в смеси моно- и диметилолмочевины и продуктов их конденсации, полученной при пропускании газа, образующегося при сушке и насыщенного парами формальдегида, через вспененный раствор, содержащий, мас.%: карбамид 0,250-1,000; пенообразователь 0,010-0,13 и воду, подкисленную до рН 3,5- 4,0 остальное. Установка содержит емкости для отвердителя и раствора смолы, пеноге- .нератор, смеситель с формующей посадкой и сушильную камеру с вентиляционной системой. Устройство для очистки воздуха выполнено в виде оросительной колонны, имеющей в верхней части патрубок, связанный с атмосферой, а в нижней части - вводный патрубок, соединенный вентиляционной системой с сушильной камерой, и сливную труб ку, связанную с вспомогательной емкостью. Ороситель выполнен в виде закрытого раструба с отверстиями и расположен в верхней части колонны. 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 2 табл. (Л С

Таблица 2

ОН

о

&t