ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технология изготовления карбамидных пенопластов из "Пенополимеры на основе реакционноспособных олигомеров" В том случае, когда имеются готовые к употреблению растворы, пенопласты можно получать как периодическим, так и непрерывным методом. Первый из них, получивший распространение на раннем этапе промышленного производства пенопластов, в настоящее время находит ограниченное применение ввиду его малой производительности и экономической нецелесообразности. По одному из вариантов периодического метода пену с помощью мешалки взбивают в цилиндрическом сосуде, в котором находится раствор карбамидоформальдегидного олигомера и пенообразователя. В конце взбивания в сосуд добавляют разбавленный раствор кислого катализатора. Согласно другому варианту, в смеситель сначала вводят и взбивают раствор пенообразователя и катализатора, а в конце взбивания в полученную цену добавляют раствор карб-амидного олигомера. Преимущество второго варианта заключается в том, что можно использовать сильно разбавленные растворы кислот и не опасаться подкисления смолы, т. е. повысить стабильность и однородность пены. Время желатинизации таких пен составляет 1—3 мин. [c.258] Оба варианта периодического процесса легли в основу получения пенопластов непрерывным методом, которым сейчас получают подавляющее число карбамидных пен [7, 20—22]. В Советском Союзе налажен промышленный выпуск нескольких марок карбамидных пенопластов как периодическим, так и непрерывным способом [23]. [c.258] Блочный пенопласт мипора (марок М и Н) выпускается в виде блоков с кажущейся плотностью 10 кг/м и более. Технологический процесс получения мипоры включает подготовку сырья, приготовление раствора карбамидоформальдегидного олигомера, приготовление пенообразующего раствора, вспенивание, отверждение и сушку пенопласта 1, 11]. [c.258] Рабочий раствор пенообразователя получают смешением концентрированного раствора, состоящего из отвердителя — контакта Петрова (водный раствор сульфонафтеновых кислот), ортофосфорной кислоты, резорцина, умягченной воды (или конденсата) с раствором щавелевой кислоты и умягченной воды. Растворы карб-амидного олигомера, пенообразователя и фосфорнокислого аммония поступают в рабочие емкости, откуда через дозаторы подаются на смешение в пеновзбиватель. В верхнюю часть пеновзбивате-ля при работающей мешалке вначале подают пенообразователь, который в течение 3—4 мин взбивают в пену при непрерывном поступлении сжатого воздуха в нижнюю часть. Затем за 1—2 мин подаются растворы олигомера и фосфорнокислого аммония, и перемешивание продолжается еще 15—20 с, после чего пену сливают через выдвижное дно аппарата в формы, уложенные на движущийся транспортер. [c.258] Отверждение блоков производят в специальной камере, где их выдерживают при 18—22 °С в течение 3,5—4 ч, затем блоки сушат по следующему режиму 30—40 °С — 1 сут 40—50°С — 2 сут 50 °С — 1 сут. После сушки блоки поступают в камеру выстаивания, где находятся 72 ч при 20 °С. Процесс сушки может быть зна-чательно ускорен при помощи высокочастотного или комбиниро-ваннного нагрева. [c.259] Сушка свежеприготовленных карбамидных пенопластов — важный и необходимый этап их изготовления. Дело в том, что два основных компонента исходной для вспенивания композиции (олигомер и пенообразователь) являются, по существу, водными растворами. Поэтому свежеприготовленная карбамидная пена может содержать значительное количество несвязанной воды [до 200% (масс.) ]i. [c.259] Пенопласт МФП-1 (р=10—25 кг/м ) получают на месте применения вспенивающейся композиции, состоящей из водной дисперсии карбамидоформальдегидного олигомера и вспенивающего и отверждающего агента ABO, в состав которого входят поверхностно-активное вещество, контакт Петрова, ортофосфорная кислота и резорцин. Перед употреблением раствор ABO необходимо разбавить водой [90% (масс.) воды на 10% (масс.) ABO] [23, 25]. Пенопласт получают смешением олигомера и ABO (в соотношении 1 1) с воздухом на передвижной пневматической заливочной установке производительностью до 20 м /ч 26]. Образующейся пеной с помощью гибкого шланга заполняют формы. В течение 2— 4 ч пена теряет текучесть и становится твердой, а через 2—7 сут окончательно высыхает. [c.259] В процессе отверждения (4—5 ч при 22—25 °С) и сушки карбамидных пенопластов наблюдается значительная усадка, тем большая, чем выше температура и скорость сушки [28, 29]. Результатом усадки может быть отслаивание материала от стенок формы. В этом случае рекомендуется дополнительная заливка пены по периметру изделия. [c.259] После отверждения изделия и блоки помещают в сушилку — камерную или туннельную. Для предотвращения растрескивания блоков их сушат при температуре не выше 40—45 °С и при высокой относительной влажности воздуха. [c.259] Свежеприготовленная пена имеет кажущуюся плотность около 50 кг/м , а после отверждения и сушки плотность снижается до 10—12 кг/м за счет удаления значительных количеств воды (на 1 м — до 40 кг) и формальдегида (на 1 м —1,5—2 кг). Окончательная влажность материала не превышает 5% для МПФ-1 и 12% —для мипоры. Важно подчеркнуть, что количество воды, которое остается после вспенивания и удаляется во время сушки, зависит не от количества воды, использованной в качестве растворителя при изготовлении пенопласта, а от объемного содержания капилляров Гиббса (см. стр. 269) и составляет около 3% (об.) [30]. [c.259] Как уже говорилось, при отверждении и сушке выделяется значительное количество свободного формальдегида, концентрация которого близка к взрывоопасной, поэтому на этих стадиях необходим непрерывный отсос или подача воздуха 31]. Однако нельзя проводить отверждение и сушку под сильной струей воздуха, так как это приводит к разрушению хрупких стенок ячеек и появлению трещин в материале [13]. [c.260] Поскольку во время подачи пены через гибкий шланг давление постепенно снижается до атмосферного, то заполняемые формы могут быть выполнены из низкопрочных и тонких материалов [25]. Это выгодно отличает данный пенопласт от других заливочных пенопластов (полиуретановых, фенольных, эпоксидных и др.), при вспенивании которых в закрытых формах создаются значительные давления, что обусловливает необходимость применения высокопрочных материалов для изготовления форм с большой толщиной стенок и с ребрами жесткости [31]. [c.260] Еще одним важным достоинством данного материала является возможность получения и заливки пены при температурах несколько ниже нуля [25]. Существенно, что снижение температуры не ухуд ттяе- кэчества пены, позволяя при этом снизить скорость ее отверждения и высыхания. [c.260] Советскими учеными создана еще одна марка быстротвердею-щей карбамидной пены — БТП [32] и ее модификация — БТП-М [33]. Пенопласт получают механическим смешением с помощью эжекторного устройства водного раствора смолы МФ-17 и пенообразователя с добавкой отвердителя (соляной кислоты). Отверждение и сушка пены занимают приблизительно 1—2 сут при комнатной температуре. [c.260] Исходная композиция для получения карбамидного пенопласта БТП-М содержит резорцин и синтетический латекс, способствующие улучшению прочностных свойств материала. Кроме того, это позволяет производить вспенивание и заливку при температурах до —17 °С [33, 34]. Отметим, однако, что применение пенопластов БТП и БТП-М ограничено их высокой коррозионной активностью из-за использования в качестве отвердителя соляной кислоты. [c.260] За рубежом карбамидные пенопласты изготовляются как непрерывными [35—40], так и периодическими методами [3, 41]. В литературе описано много конструкций стационарных установок для получения карбамидных пен [42—46]. Так, периодическим способом в ФРГ в промышленном масштабе выпускается пенопласт ипорка (р = 5—12 кг/мЗ) по технологии, аналогичной технологии получения мипоры [10, 22] в ГДР — пенопласт пиатерм (р=Ю— 13 кг/м ) [13]. Подобные пенопласты выпускаются и в ряде других стран [47, 184—187]. Большинство же марок карбамидных пенопластов получают непрерывным способом [12, 48—58]. Технологические схемы и установки для получения пенопластов за рубежом подробно описаны в монографии Беннинга [17]. [c.260] Во всех странах широкое распространение получил заливочный метод производства пенопластов на месте применения. Существующие установки имеют различную производительность — от 10 до 100 м /ч [66]. Для небольших партий материала используется ручное перемешивание компонентов, для крупных — с помощью мешалок [59—61], а сами компоненты вводят либо через напорные резервуары [59, 61, 62], либо с помощью насосов [63—65]. В ФРГ заливочным методом на месте применения изготавливают пенопласт изошаум (р = 3—25 кг/мЗ). Компоненты композиции подаются в распылитель (шприц-пистолет) под давлением 0,95 МПа и после смешения наносятся на поверхность производительность установки 2—3 м /ч [12, 48]. Другой метод, разработанный в ФРГ, позволяет получать достаточно тонкие листы пенопласта, причем отверждение изделия завершается за 0,5—1 мин [17, 67, 68]. В ФРГ выпускается также пенопласт гидромуль [12], имеющий низкую кажущуюся плотность и рыхлую структуру (применяется в качестве гидропонного средства). [c.261] Заливочные карбамидные пенопласты (р=10 кг/м ) получают во Франции и в ФРГ [40] методом напыления пены на рабочую поверхность под давлением 0,2 МПа. Выпускаемую в Японии пену диафом (р=8—30 кг/м ) также наносят методом напыления [69]. [c.261] Вернуться к основной статье