ТЕХНОЛОГИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Пенопласты на основе фенолоформальдегидных композиций

Этот вид пенопластов по применению в строительстве занимает второе место после пенополистирольных изделий. Общий объем выпуска пенопластов на основе фенолоформальдегидных компози­ций в 1985 г. составил около 760 тыс. м-5. Этому способствуют ши­роко развитая производственная база для получения исходных компонентов, несложность технологии, значительные запасы сырья.

Пенопласты на основе фенолоформальдегидных композиций от­личаются повышенными тепло - и огнестойкостью. Они могут быть получены на основе термопластичных (новолачных), термореактив­ных (резольпых) фенолоформальдегидных полимеров.

В СССР промышленное применение для изготовления пеноплас­тов на основе фенолоформальдегидных полимеров получили в ос­новном два метода: беспрессовый и заливочный.

Беспрессовым методом получают пенопласты из ново - лачных полимеров, молекулы которых имеют линейное или развет­вленное строение. Отверждаться они могут лишь в присутствии уро­тропина, с которым взаимодействуют, образуя полимер пространст­венной структуры. В состав композиции кроме полимера и уротропина входят порофор ЧХЗ-57, сера, каучук, алюминиевая пудра и иногда стекловолокно.

Для получения пенопластов применяют новолачный феноло - формальдегидный полимер ЛЬ 18, получаемый конденсацией фено­ла и формальдегида в присутствии соляно - или щавелевокислого катализатора. Он представляет собой твердый хрупкий продукт, хорошо растворяющийся в спирте и ацетоне. Отвердитель — уро­тропин (CH2)6N4.

На основе композиций, приведенных в табл. 13.5, получают пено­пласты различных марок. Наиболее широкое промышленное произ­водство фенолоформальдегндиых пенопластов этим способом полу­чил пенопласт марки ФС-7.

Таблица 13.5. Составы промышленных марок пенопластов на основе новолачных фенолоформальдегндиых полимеров

Примечаиие. При введении в композицию ФК алюминиевой пудры (1.2... 1,8 мае. п.) получают пенопласт марки ФК-20-А-20; в качестве наполннтеля кроме стекловолокна может быть введен вспученный перлит.

Технологический процесс изготовления изделий включает следу­ющие основные операции: смешивание компонентов и приготовле­ние композиции; загрузку композиции в форму; вспенивание ком­позиции и отверждение.

Приготовление композиций, не содержащих каучук, осущест­вляют путем предварительного дробления фенолоформальдегидно - го полимера до частиц размером 10... 15 мм и последующего смеши­вания всех компонентов в шаровой мельнице, а для получения ком­позиций, содержащих каучук, эту операцию производят на вальцах.

Полученные композиции (полуфабрикат) в виде порошков или пленки (при вальцевании) равномерно укладывают в форму и под­вергают тепловой обработке, во время которой композиция претер­певает сложные физико-химические превращения. На первом этапе в камере термообработки поднимают температуру до 80,..90°С в течение 30 мин и дают выдержку в течение 1 1,5 ч. В это время композиции переходит в вязкотекучее состояние, что сопровождает­ся некоторым снижением ее объема. Конец этого этапа соответству­ет началу разложения газообразователя. Наиболее интенсивное газовыделение и вспенивание композиции происходят на втором этапе при температуре 90...110°С и продолжительности выдержки в течение 45...60 мин. Третий этап термообработки протекает при повышенной температуре (150...200°С), значения которой зависят от вида перерабатываемой композиции. Этот этап длится от 1,5 до 4 ч для различных композиций в зависимости от толщины слоя вспе­ненного материала, количества введенных в композицию отвсржда - ющпх и вулканизирующих добавок и вида термообработки. В это время происходят отверждение полимера и вулканизация каучука. После охлаждения производят распалубку и оправку изделий.

Пенопласты на основе новолачных фенолоформальдегидных смол марок ФФ, ФК, ФС-7 характеризуются средней плотностью от 70 до 200 кг/м3, при этом их теплопроводность колеблется в преде­лах 0,052 до 0,071 Вт/(м-°С), прочность при изгибе — 0,15...1,5 МПа, морозостойкость — 50 циклов, температура применения от —50 до + 150°С. Пенопласты марок ФФ и ФС — самозатухающий материал, а марки ФК — горючий.

Заливочный способ применяют для получения резольных фенолоформальдегидных пенопластов, он выгодно отличается от беспрессового способа своей технологичностью, недефицитностью исходных компонентов, благодаря чему получил большое распрост­ранение в промышленности.

В качестве сырья используют резольные фенолоформальдегид - ные олигомеры ФРВ-1 и ФРВ-2, ФРВ-1А. Олигомер ФРВ-І—-гомо­генная жидкость от вишневого до темно-коричневого цвета, со сла­бым запахом фенола н формальдегида, представляющая собой полидисперсную смесь первичных продуктов конденсации фенола с формальдегидом в присутствии едкого натра в качестве катализато­ра. Форполимер марки ФРВ-1А представляет собой смесь водора­створимого фенолоформальдегидного форполимера ФВР-1 с про­дуктом ОП-7 и алюминиевой пудрой марки ПАК-4. Форполимер ФРВ-2—вязкая гомогенная жидкость вишневого цвета; по раство­римости, наличию свободных фенола и формальдегида аналогичен ФРВ-1.

В качестве вспенивающего вещества применяют продукты марок ВАГ-1, ВАГ-2 и ВАГ-3. ВАГ-1—смесь соляной и ортофосфорной кислот с мочевиной, взятых в массовом соотношении соответственно 2:1: 1. ВАГ-2 — низковязкая гомогенная жидкость со слабым запа­хом фенола, представляющая собой диэтиленгликолевый раствор смеси сульфофенола и ортофосфорной кислоты. ВАГ-3 — гомоген­ная низковязкая жидкость от желтого до коричневого цвета со сла­бым запахом фенола, представляющая собой продукт конденсации сульфофенилмочевины с формальдегидом и ортофосфорной кисло­той. Эти вещества взрывобезопасны и трудповоспламепяемы.

Технологический процесс получения пенопластов ФРП включает следующие основные операции: механическое смешивание при нор­мальной температуре в соответствующем соотношении форполиме - pa и вспенивающего агента и заливка полученной композиции в полость формы или конструкции, подлежащей заполнению. Компо­зиция вспенивается в результате экзотермической реакции оконча­тельной поликонденсации фенолоформальдегидного форполнмера с кислотным катализатором.

При использовании формополимера ФРВ-1 А, содержащего алю­миниевую пудру, композиция вспенивается водородом, выделяю­щимся при реакции кислого катализатора с алюминиевой пудрой. При использовании фориолнмеров ФРВ-1 и ФРВ-2 под действием экзотермической реакции полнкопдсисацип испаряется содержаще­еся в полимере легкокинящее вещество, например четыреххлорпс - тый углерод, или фреон-113, пары которого вспенивают компози­цию. Таким образом композиция вспенивается и отверждается в изделии или форме без подвода теплоты извне.

Исходные соотношения между компонентами в рассмотренных композициях следующие, масс, ч.: I) ФРВ-1 100; ВАГ-2 — 15...20;

2) ФРВ-2—100, ВАГ-2—15...20, легкокипящая жидкость —3...8;

3) ФРВ-1а— 100 ВАГ-3— 15...25. Точную величину этих соотноше­ний для частных условий заливки устанавливают предварительно по результатам контрольных опытов.

Технология заливки композиции в форму илн полость конструк­ции может быть периодической (при использовании периодически действующих смесителей) или непрерывной (при использовании машины непрерывного действия УЗФП-1). Машина УЗФП-1 состоит из двух емкостей (для форполимера и вещества ВАГ), двух насосов и смесительной головкн, соединяющейся с машиной посредством двух шлангов, по которым подаются форполимер и ВАГ в необхо­димых количествах. Наиболее эффективно применение этой машины в сочетании с конвейерной установкой для производства изделий из заливочных пенопластов. Свойства заливочных пенопластов на ос­нове фенолоформальдегидных полимеров приведены в табл. 13.6.

Таблица 13.6. Основные свойства заливочных пенопластов

Фенолоформальдегндные пенопласты, получаемые обоими рас­смотренными способами, применяют в трехслойных стеновых папе - лях, плитах покрытии, для тепловой изоляции трубопроводов. Пли­ты пенопласта можно приклеивать на подготовленную теплоизоли­руемую поверхность горячими битумными мастиками, при этом слой мастики может служить одновременно пароизоляцией.

Фенолоформальдегидные пенопласты затухают после удаления источника огня, характеризуются хорошей химической стойкостью.