Способ получения модифицированного пенопласта Советский патент 1978 года по МПК C08G18/82 

I

Изобретение относится к получению модифицировднных эластичных пенополиуретанов (ППУ), используемых в качестве легких и прочных теплозвукоиэоляционных материалов с пониженной горючестью/ например при изготовлении огнестойких перегородок, для теплоизоляции трубопроводов, как кислотостойкий материал.

Известен способ получения модифицированного пенопласта путем обработки эластичного пенопласта жидким стеклом с последующим его отверждением ij.

Однако такой пенопласт, хотя и обла 1ает пониженной горючестью, имеет невысокую механическую прочность,.за счет того, что жидкое стекло наносится только на поверхьость ППУ.

Прототипом изобретения является способ получения модифицированного пе нопласта путем обработка эластичного ППУ жидким стэклом по всему объему с последующей заданной деформацией ППУ и фиксированием деформированной структуры при отверждении жидкого стекла. ППУ сжимают до 40-75% и фиксируют в сжатом состоянии pj . Получают модифицированный пенопласт со значительно повышенной механической прочностью пр сохранении пониженной горючести.

2

Однако дальнейшее увеличение механической прочности пеноматериалов является весьма актуальной задачей. Кроме того, при фиксировании остаточной дефО «ации по такому способу расход ППУ значителен.

С целью увеличения прочности модифицированного пенопласта предлагается способ его получения, в котором ППУ фиксируют в состоянии вытяжки на 1015%, что обеспечивает довольно регулярную одноосную бриентацию тяжей ячеек макроструктуры в направлении вытяжки .

В результате тонкие тяжи при растяжении рабртают на разрыв. При фиксировании ППУ в сжатом состоянии (по прототипу) обеспечивается лишь слоистая упаковка тяжек макроячеек, т.е. в плоскости слоя тяжи не ориентированы и расположены довольно равномерно по всем направлениям. В результате значительная часть тонких тяжей работает в режиме продольно-поперечного изгиба при растяжении пеноМатериала.. Поскольку разрушающая нагрузка при изгибе тонких стержней оказывается меньше, чем при растяжении, более регулярный по структуре одноосновытянутый пеноматериал имеет более высокую прочность.-

Степень вытяжки материала менее 10% не оказывает существенного влияния на прочность модифицированного материала; степень вытяжки более 50% также нецелесообразна, поскольку некоторые марки ППУ при дальнейшем растяжении начинают разрушаться.

Обработку жидким стеклом проводят периодическим обжатием эластичного ППУ до заполнения .им порового пространства с последующим частичным удалением стекла. Перед отверждением жидкого стекла фиксируют определенную степень вытяжки ППУ. Затем проводят отверждение жидкого стекла как в естественных условиях, так и при тепловой обработке, например 10 ч при100 С Для ускорени-1 прютекания коллоиднохимических процессов отверждения жидкого стекла (что в свою очередь спо.собствует увеличению прочности материала} в него можно вводить непосред.ственно перед пропиткой.ППУ кремнефтористый натрий.

Приме р.Модифицирование эластичного ППУ на основе сложных полиэфиров.

На 100 вес.ч. жидкого натриевого стекла добавляют 10 вес.ч. кремнефтористого натрия, тщательно парем оивают смесь при комнатной температуре () 2-3 мин. Затем образцы ППУ пв5риодически 10-15 раз через 2-5 с) обрабатывают (погружением с последую щим отжатием} в приготовленной смеси. После полной пропитки и необходимого отжатия (конечная степень отжатия оп. ределяется требуемым объемным весом) образцы растягивают в специальной обойме на заданную величину и при дот стигнутой степени растяжения фиксируют структуру пеноматериала, отверж дая жидкое стекло. Отверждение прово-бдят в термошкафу при 10 ч.Затем определяют физико-механические свойства полученных образцов по общепринятым методикам.

20 Результаты определения прочнсГсти модифицированного по предложенному спсобу материала в сравнении с исходным и модифицированным путем сжа.тия.мате риалов представлены в таблице.

Пеноматериал не наполнен.

Пеиоматериал наполнен жидким стеклом без заданной деформации.

Степень сжатияИз таблицы видно, что пропитка жидким стеклом без модификации макрострук туры снижает прочность при растяжении пеноматериала (опыты 1-4). В то же время при вытяжке на 10% прочность при -растяжении увеличивается в 1,5-2 раза

(опыты 2 и 6; 4 и 7). При дальнейшем увеличении степени вытяжки до 30% прочность при растяжении возрастает в 2-3 раза (опыты 3 и 8; 9; 4 и 10), а при 50% вытяжке в 3-4 раза (опыты 2, 3 и 11, 12; 4 и 13) . Сопоставление показывает, что в и вестие методе при остаточлой деформации 40-50% и объемиомПэбЬе 227278 кг/м (опыты 14/ 15) прочность при растяжении составляет 1,5 1,6 кгс/см , в то время как в предло женном способе при объемном весе лиш 200 кг/м и вытяжке 30% она уже составляет 1,7 кгс/см 2, а при вытяжке 50% и объемном весе даже 153 кг/м достигает 1,9 кгс/смг. вытяжка менее 10% мало эффективна (опыты 2-5), поэтому нецелесообразна. Таким образом, модификация ячеистой структуры ВЫТЯЖКОЙ значительно упрочняет пеиоматериал, причем эффек упрочнения оказывается даже более сил ным, чем в случае фиксирования остаточной деформации. Другие физико-химические показатели материалов (коэффициент теплопроводности, горючесть), полученных по целевому способу, практически не отли чаются от показателей для материалов полученных по известному способу 2 . Таким Образом, предложенный способ прост, надежен и обеспечивает по срав нению с существующим способом возможность получения более прочного пеноматериала; кроме того, уменьшается расход дорогострящего компонента niiy для получения пеноматериала, поскольку при фиксировании остаточной деформации 50-70% по известному способу расход ППУ увеличивается в 2-3 раза. Формула изобретения Способ получения модифицированного пенопласта путем обработки эластичного пенополиуретана жидким стеклом по всему объему с последующей заданной деформацией пенополиуретана и фиксированием дефО1 лированной структуры при отверждении жидкого стекла, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности-конечного продукта, пенополиуретан фиксируют в состоянии вытяжки на 10-50%, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент Японии 5533, серия 2, 1971. 2.Заявка 2131980, : кл. С 08 Q 18/82, 1975, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства .