2020-04-20
93
Для улучшения процесса вспенивания и пористой структуры пенопласта в состав композиции вводится поверхностно-активное вещество (ПАВ).
В качестве ПАВ используется вещество ОП-7.
ОП-7 - неионогенное поверхностно-активное вещество, представляющее собой продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена. Маслоподобная жидкость или паста от светло-желтого до светло-коричневого цвета.
Горючее вещество, по степени воздействия на организм относится к веществам 3-го класса опасности.
Формула: R-[-СН2-СН2-О-]n-СН2-СН2-ОН, где R - алкильный остаток, содержащий 8-12 атомов углерода; n = 7-9.
Вещество ОП-7 обладают слабощелочной или слабокислой реакцией (pH = 6-8), хорошо растворяются в воде. Массовая доля основного вещества не менее 88%. Массовая доля воды не более 0,3%.
Срок хранения - 1 год со дня изготовления.
Для снижения содержания свободного фенола в пенопласте в композицию вводится добавка SnCl2 и AlF3. В пенопласте, изготовленном с применением этой добавки, свободный фенол практически отсутствует (0,25%).
Для снижения кислотного числа в композицию вводится добавка CaO. При использовании этой добавки кислотное число снижается до 1,0 мг KOH/г.
Состав композиции
Для производства пенопласта ФПБ принимается композиция следующего состава, % по массе:
§ смола Б - 75,4%;
§ ОП-7 - 2,1%;
§ Алюминиевая пудра ПАП-2 - 0,9%;
§ SnCl2 и AlF3 - 2,0%;
§ CaO - 1,1%;
§ ВОА - 18,5%.
Состав ВОА, % по массе:
§ Бензолсульфокислота - 57,8%;
§ Диэтиленгликоль - 23,1%;
§ Ортофосфорная кислота - 19,1%.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Технология производства заливочных фенольных пенопластов
Технология получения заливочных пенопластов заключается в механическом смешивании при комнатной температуре смоляной композиции, добавок, вспенивающего вещества и катализатора отверждения, заливке полученной композиции в форму или полость конструкции. Полученная смесь вспенивается водородом, выделяющимся в результате реакции между алюминиевой пудрой и минеральной кислотой. Твердение вспененной композиции происходит за счет реакции поликонденсации полимеров, в результате которой образуются трёхмерные пространственные макромолекулы. Отверждение резольных полимеров может быть осуществлено термическим воздействием или путём уменьшения pH (например, введение органических кислот). Реакция отверждения носит экзотермический характер и протекает с непрерывным выделением газообразных продуктов.
Заливочный пенопласт может быть получен в изобарном или изохорном процессах.
При изобарном процессе вспенивание производится при постоянном атмосферном давлении, т.е. в открытой форме. Критерием изобарного процесса является кратность вспенивания.
Пенопласт, полученный в изобарном процессе, отличает малая плотность, но невысокая механическая прочность.
Изохорный процесс характеризуется определённым постоянством объёма. В этом процессе форму заполняют композицией на определённую высоту (или полностью) и герметично закрывают крышкой. Стенки и крышка формы не позволяют композиции свободно вспениваться, поэтому выделяющиеся при вспенивании газы развивают внутри композиции избыточное давление.
Такой пенопласт характеризуется повышенной механической прочностью, но обладает высокой плотностью. Такой вариант применяют для вспенивания пенопласта в полости конструкций.
Технологический процесс получения заливочного пенопласта может быть периодическим и непрерывным.
При изготовлении пенопласта по периодическому способу применяют обычные смешивающие устройства (лопастные мешалки со скоростью 800-1500 об/мин).
Для непрерывной заливки применяют устройства, включающие: две расходные ёмкости (для смоляной и каталитической композиций), два подающих насоса и смесительную головку. Производительность смесительной машины 4-6 м3/ч.
Состав композиции определяют по расчетной рецептуре в соответствии с техническими условиями.
Выбор технологической схемы
Для проектируемого предприятия принимается непрерывный способ заливки.
Способ свободного вспенивания не позволяет получать изделия высокого качества. Вспенивание в различных (по площади плиты) местах идёт с неодинаковой скоростью, следовательно, в одних местах пена достигает верхней крышки несколько быстрее, чем в других. Именно это обстоятельство способствует появлению впадин на верхней грани при использовании деревянных форм. В металлических же формах во время свободного вспенивания на нижней поверхности верхней крышки образуется конденсат, из-за наличия которого верхняя поверхность пенопластовой плиты получается шероховатой. Даже появление избыточного давления в конечной стадии формования не позволяет получить абсолютно гладкой верхней грани пенопласта. Кроме того свободное вспенивание в начальной стадии формования приводит иногда к появлению в толще плит отдельных раковин, достигающих в диаметре 10-15 мм.
Наиболее высокое качество пенопластовых плит (гладкие поверхности, правильные углы и рёбра, равномерная и мелкоячеистая структура) достигается путём создания избыточного давления в течение всего процесса вспенивания композиции (т.е. при изохорном процессе вспенивания).
Однако формы для этого способа требуют больших трудозатрат при изготовлении и определённого времени на подготовку к работе, но это компенсируется более высокими физико-механическими показателями как самого пенопласта, так и изделий на его основе. Немаловажным преимуществом является возможность получения плит различной толщины, что становится возможным при использовании ограничительных форм с подвижной верхней крышкой.
Поэтому для проектируемого предприятия принимается изохорный процесс вспенивания.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ
