Способ получения пенопласта Советский патент 1984 года по МПК C08J9/04 

ot

Изобретение относится к способу получения пенопластов из фенолформальдегидных смол реэольного типа, используемых в частности,в качестве теплоизоляционного материала в строительстве, транспортном машиностроении, холодильной технике и других областях.

Известен способ получения пенопласта на основе фенолформальдегидной смолы резольного типа путем смешения смолы с вспенивающим агентом, кислотным катализатором и при необходимости с другими функциональнЕлми добавками с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции при температуре окружающей среды или умеренном нагревании.

Требуемые параметры процесса и отдельные качественные характеристики готового пенопласта достигаются (в определенных пределах) изменением типа и количества входящих во вспениваемую композицию компонентов Cl3Недостатком этого способа являеся трудность получения на основе резольных смол пенопластов однородной ячеистой структуры,в особенности из композиций заливочного типа, отличающихся высокой активностью при вспенивании и отверждении без внешнего подог-рева.

Ближайшим по технической сущности к предлагаемому способу является известный способ получения пенопласта путем смешения фенолформальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции 2.

Недостаток этого способа заключается в том что получаемый пенопласт имеет относительно низкую механическую прочность (в частности при сжатии), что сдерживает или ограничивает применение такого пенопласта в ряде назначений, а также неравномерную структуру.

Целью изобретения является повышение механической прочности пенопласта и улучшение его структуры

Эта цель достигается тем, что. при осуществлении способа получения пенопласта путем смешения фенолформальдегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последую дим вспениванием и отверждением полу 1енной композиции в исходную смес вврдят 2-4%-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах в количестве 10-50% по массе в расчете на фeнoлфopмaльдeг днyю смолу.

Другое отличие предлагаемого способа состоит в том, что указанн раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах смешивают с исходной фенолформальдегидной смолой резольного типа предварительно , предпочтительно на стадии производства смолы, что позволяет упростить технологический процесс получения пенопласта за счет снижения вязкости -резольной смолы, повышения ее стабильности во времени и сокращения-числа составных компоненто вспениваемой композиции.

Способ согласно изобретению заключается в смешении 100 мае.ч. жидкой фенолформальдегидной смолы резольного типа сначала с 1050 мае.ч. 2-4%-ного раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах, а затем с заданными (общеупотреби- тельными) количествами кислотного катализатора (сильные минеральные кислоты НСг, , лучше - сульфоароматические кислоты или олигомерные продукты конденсации на их основе), вспенивающего-агента (тонкодисперсный порошок алюминия, хлорфторалканы с температурой кипения не выше 80 С и т.п.), поверхностно-активного вещества (ОП-7, силиконовые и другие неионогенные ПАВ) и при необходимости других известных функциональныхдобавок (наполнители, красители, модифицирующие агенты) и последующем вспенивании и отверждении образующейся реакционной смеси в форме или непосредственно в полости конструкции (изделия) при атмосферном давлении и температуре производственного помещения или пр умеренном (не выше 100°С) подогреве. Смешение перечисленных выше исходных компонентов можно осуществлять -в устройствах периодического или непрерывного действия в условиях стационарного производства или непосредственно на месте применения.

Введение в композицию раствора ортоборной кислоты в фенолоспиртах в количествах ниже 10% и выше 50% по массе (по отношению к исходной резольной смоле) нецелесообразно, поскольку в первом случае технический выигрыш становится практически не ощутимым, а во втором - равнозначная эффективность достигается менее экономично.

Раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах предпочтительно вводят во вспениваемую резольную смолу;на стадии ее изготовления, так как в этом случае удается совместимость в одну операцию нейтрализацию щелочрого катализатора в

получаемой смоле и смешение ее i: предлагаемой добавкой. При этом готовая смесь, имеющая fsH 4,5-7,0, лучше 5,5-6,5, обладает повышенной стабильностью при хранении и транспортировке, легче поддается строгой стандартизации по качеству и перерабигывается на месте .

Максимальный технический эффект достигается при получении пенопласта согласно изобретению на основе относительно высококонденсированны фенолформальдегидных смол резольного типа, т.е. именно тех высоковяз ких смол, которые наиболее трудно рационально перерабатывать в пенопласт приемлемого качества известным способом.

Пример. Для получения пенопласта используют резольную смолу, полученную конденсацией 1 моль фенола с 2 моль формальдегида в щелочной среде до достижения вязкости 1000 сП. в эту смолу (перед сушкой) вводят 50% по массе 3%-ного раствора ортоборной кислоты в, фенолоспиртах, представляющих собой первичные продукты реакции 1 моль фенола с 0,7 моль формальдегида в присутствии катсшитического количества щелочи.

При добавлении раствора кислоты рН смолы снижается с 9,2 до 5,5.. Затем нейтрализованную смолу сушат в вакууме. Готовая резольная смола имеет вязкость 7000 сП.

Композицию для вспенивания готовят смешением 100 мае.ч. полученной резольной смолы, 3 мае.ч. ОП-7, 2 мае.ч. алюминиевой пудры и 20 мае.ч. продукта ВАГ-3. Полученную композицию вспенивают и отверждают при комнатной температуре е образованием пенопластна, имеющего кажущуюся плотность 72 кг/м- и предел прочности при сжатии 5,0 кгс/см .

Резольную смолу, полученную в диалогичных условиях и при тех же параметрах синтеза, но в отсутствии раствора ортоборной кислоты в фенолоепиртах при комнатны температурах, из-за малой активноти ее при вспенивании и отверждеНИИ переработать в пенопласт не удалось.

П р и м е р 2. Композицию для вспенивания готовят смешением следующих компонентов, мае.ч.: Резольная смола марки СФ-39-21С (вязкость 50 сП)100 4%-ный раствор ортоборной кислоты в

фенолоспиртах, представляющих собой первичные продукты реакции 1 моль фенола с 1,5 моль формальдегида в щелочной среде ,10 Лапрол 5003-2Б-10 (простой полиэфир на основе окиси пропилена, окиси этилена) о, 5 ,2-Трихлор-1,2,3трифторэтан (фреон113) .7

Кислотный катализатор (продукт конденсации фенолсульфомочевины е формальдегидом) 20 Полученную композицию выливают в картонную коробку, где она вспенивается и отверждается без внешнего подогрева, образуя жееткий пеноплает с кажущейея плотноетью 57 кг/м и пределом прочноети при сжатии 4,1 кге/ем.

П р и м е р 3. Блок пенопласта получают формованием на холоду в металлической форме размером О,8-0,6-0,1 м из вспенивающейся компрзиции, образующейся при смешении 100 мае.ч. резольной фенолформальдегидной смолы марки ФРВ-4, в которую на стадии изготовления вводят 30% по масее 2%-ного раствора ортоборной кислоты в фенолоепиртах, 3 мае.ч. ОП-10, 1 мае.ч. алюминиевой пудры и 15 мае.ч. продукта ВАГ-3. Полученный блок пенопласта имеет среднюю кажущуюся плотность 79 кг/м и предел прочности при сжатии 5,0 кге/см.

П р и м е р 4. Для сравнения получают пенопласт известным епоеобом 2 1.

Композицию для вспенивания готовят смешением 100 мае.ч. резольной емолы марки ФРВ-1А, полученной конденсацией 1 моль фенола с 1,65 моль формальдегида в присутствии едкого натра до достижения совмещаемости с водой 1:10, нейтрализованной кислотой до рН около 7,0 и высушенной в вакууме, с

0 1 мае.ч. алюминиевой пудры, 3 мае.ч ОП-10 и 17 мае.ч. продукта ВАГ-3. Вспенивание и отверждение композиции оеущеетвляют в металличес.кой форме размером 0,8-0, м

5 йри комнатной температуре (около ). Полученный пенопласт имеет кажущуюся плотноеть 75 кг/м и предел прочности при сжатии к ГС/ем .

0

Показатели пенопластов, полученных, как описано в примерах 1-4, приведены в таблице.

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОПЛАСТА путем, смешения фенолформаль- дегидной смолы резольного типа с вспенивающим агентом и кислотным катализатором с последующим вспениванием и отверждением полученной композиции, отличающийся тем, что, с целью повышения механической прочности пенопласта и улучшения его структугал, в исходную смесь вводят 2-4%-ный раствор ортоборно^ кислоты в фенолоспиртах в количестве 10-50% по массе в расчете на фенолформальдегидную смолу. 2; Способ по п.1, отличающий с я тем, что 2-4%-ный раствор ортоборной кислоты в фенолоспиртах смешивают с фенолформальде-^ гидной смолой предварительно.IО)