КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КАРБАМИДНОГО ПЕНОПЛАСТА
CARBAMIDE FOAM PLASTIC COMPOSITION

Изобретение относится к полимерным композициям для предохранения грунтов, карьеров сырьевых материалов, хранящихся на открытых складах, от сезонного промерзания.
Известна композиция пенопласта, включающая карбамидоформальдегидную смолу, отвердитель (соляную кислоту) и отход производства синтетического каучука - серум (Патент SU №1807995, МПК С08J 9/06, С08L 61/24, опубл. 1993 г.).
Пенопласт, получаемый на основе этой композиции, обладает недостаточными физико-химическими и экологическими свойствами, высокой токсичностью и степенью горючестью, что не позволяет применять его в строительстве, так как высокое выделение свободного формальдегида (НСНО) как в процессе производства, так и при его эксплуатации ограничивается нормами ПДК.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является композиция для карбамидного пенопласта (Патент SU №1790582, МПК С08L 61/24, С08L 9/30, опубл. 1993 г.), включающая карбамидоформальдегидную смолу пенообразователь, отвердитель, хлоридсульфат-тиосульфат натрия и воду.
Пенопласт, полученный на основе этой композиции, имеет ряд существенных недостатков - высокая горючесть, воспламеняемость, недостаточная прочность, а также большой индекс токсичности 140-150%, при этом равномерная концентрация HCHJ содержания формальдегида в рабочей зоне превышает нормы ПДК.
Техническим результатом заявляемого изобретения является снижение токсичности, уменьшение степени горючести и повышение прочности карбамидного пенопласта из предлагаемой композиции.
Поставленная задача для достижения технического результата решается тем, что композиция для карбамидного пенопласта, содержащая карбамидоформальдегидную смолу, пенообразователь, отвердитель - ортофосфорную кислоту 10% концентрации, воду, согласно изобретению она дополнительно содержит экстракты коры хвойных пород и органоминеральный модификатор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Карбамидоформальдегидная смола
23-25
Пенообразователь
5-8
Отвердитель
10-12
Экстракты коры хвойных пород
9-14
Органоминеральный модификатор
7-20
Вода
остальное
В карбамидоформальдегидной смоле массовая доля свободного формальдегида не превышает 0,15%, экстракты коры хвойных пород содержат танниды и полифенолы, в качестве пенообразователя использована альфобензосульфанокислота или сульфанол, в качестве органоминерального модификатора использована зола-унос, полученная от сжигания углей, содержащая оксиды железа, алюминия, кальция, магния.
Введение в состав композиции золы-уноса, получаемой от сжигания углей в качестве органоминерального модификатора, повышает прочность, так как она содержит оксид железа от 6,0 до 14,0%, оксид алюминия от 4,0 до 10,0%, оксид кальция от 20,0 до 35,0%, оксид магния от 3,0 до 6,0%, а введение на стадии изготовления в эмульсионный раствор экстрактов коры хвойных пород, содержащих танниды и полифенолы, понижает токсичность и горючесть карбамидного пенопласта за счет химического взаимодействия формальдегида с полифенолами.
Пример 1
Одновременно подготавливают два раствора.
Путем механического перемешивания 23 мас.% карбамидоформальдегидной малотоксичной смолы (КФМТ-15), 9 мас.%, экстракта коры хвойных пород и 7 мас.% органоминерального модификатора - золы-уноса, получаемого, например, от сжигания углей месторождения КАТЭК, полученный эмульсионный раствор (смоляной эмульсии) после перемешивания дополнительно обрабатывают в течение 8 мин озоном. При этом отдельно готовят раствор пенообразователя, в качестве которого использована 5 мас.% альфобензосульфанокислота и 10 мас.%. ортофосфорной кислоты 10% концентрации (отвердитель), вода остальное, затем дополнительно его подогревают до температуры 40÷50°С и перемешивают до полной гомогенизации и стабильности. В образующуюся пену методом вспрыскивания подают раствор смоляной эмульсии, при этом происходит химический процесс поликонденсации - процесс частичного отверждения. Частично отвержденная гелеобразная полимерная масса пены подается по пенопроводу, увеличиваясь в объеме с кратностью 30-45 об. ед., масса заливается на подготавливаемую к утеплению поверхность грунта, где она в течение ориентировочно 25÷40 мин превращается в пенопласт.
Пример 2
Получение композиции осуществляют аналогично примеру 1, при смешивании 24 мас.% карбамидоформальдегидной смолы марки КФМТ-15, 12 мас.% экстракта коры хвойных пород и 14 мас.% органоминерального модификатора (золы-уноса). При этом раствор пенообразователя содержит 6 мас.% альфобензосульфанокислоты и 11 мас.%. отвердителя (10% ортофосфорная кислота), вода остальное.
Пример 3
Получение композиции осуществляют аналогично примеру 1, при смешивании 25 мас.% карбамидоформальдегидной смолы марки КФМТ-15, 14 мас.%. экстракта коры хвойных пород и 20 мас.%. органоминерального модификатора (золы-уноса). При этом пенообразователь содержит 8 мас.% поверхностно-активного вещества - альфобензосульфанокислоту и 12 мас.% отвердителя - ортофосфорной кислоты, вода остальное.
Рецептура композиции и результаты испытания предлагаемой композиции приведены в табл.1 и 2.
Таблица 1.
№
Компонент
Содержание компонентов, мас. %
1
2
3
1
Карбамидоформальдегидная малотоксичная смола КФМТ-15
23
24
25
2
Пенообразователь, альфобензосульфанокислота
5
6
8
3
Отвердитель, ортофосфорная кислота 10% концентрации
10
11
12
4
Экстракты коры хвойных пород
9
12
14
5
Органоминеральный модификатор, зола-унос (отход производства)
7
14
20
6
Вода
Остальное
Таблица 2.
Композиция
Прочность на сжатие, МПа
Степень горючести по СНиП 21-01-97
Степень воспламеняемости по СНиП 21-01-47
1
0,12
Г-2
В-2
2
0,15
Г-2
В-1
3
0,19
Г-1
В-1
Результаты испытаний (табл.1 и 2) композиции карбамидного пенопласта показывают влияние экстракта коры хвойных пород на экологические и токсилогические свойства пенопласта, а применение в составе композиции органоминерального модификатора (золы-унос) отхода производства ТЭС повышает огнестойкость пенопласта, одновременно снижая его степень горючести, воспламеняемости, а также повышает прочность пенопласта. Использование данной композиции экологически и экономически оправдано, так как в ней используются отходы производства ТЭС (зола-унос) и экстракт коры хвойных пород канифольного производства, что ставит ее в разряд промышленного применения и внедрения.
Полученный с широкими функционально-технологическими возможностями карбамидный пенопласт по данной композиции представляет мезапористый быстротвердеющий, прочный, термостойкий, экологически чистый поропласт с развитой ячеистой структурой, с низким коэффициентом теплопроводности λ=0,033-0,056 Вт/мК и степени горючести Г-1.