Hаповhеhа клейова композиція

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к составам композиций, которые могут найти широкое применение в производстве легких теплоизоляционных материалов и изделий на их основе для использования в качестве утеплителя чердачных перекрытий, под полы и для перегородок, скорлуп для утепления водопровода и теплотрасс и т.д. Известна композиция для получения на ее основе теплоизоляционных изделий (Каменецкий С.П. Перлиты. Свойства, технология и применение. - М.: Госстройиздат, 1963) - прототип, мас.ч.: Мочевиноформальдегидная смола (на 100% в-во) 100 Отвердитель 0,5 - 1,5 Вспученный перлит 90,0 - 110,0 Вода, привносимая в композиция со смолой и отвердителем 83,9 - 87,9. Однако изделия на основе такой композиции отличаются низкими физико-механическими показателями (в том числе: прочностью на сжатие, сопротивлением выдергиванию гвоздей и шурупов, низкой огнестойкостью), что весьма сильно ограничивает область их применения, только в качестве теплоизоляционных (плиты утепления, скорлупа на теплотрассы, сегменты утепления и т.д.). Кроме того, из таких изделий выделяется формальдегид в количествах, превышающих допустимые нормы, что затрудняет условия эксплуатации. Задачей настоящего изобретения является повышение прочностных свойств материалов на основе такой композиции при одновременном снижении токсичности и повышении огнестойкости. Поставленная задача достигается тем, что в известной композиции, включающей аминоформальдегидную смолу, отвердитель и наполнитель, в качестве последнего используется смесь вспученного перлита и древесных частиц при соотношении в мас.% от 75 : 25 до 20 : 80 и дополнительно введены добавки: поглощающая выделяющийся формальдегид и повышающая огнестойкость изделия, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. на 100% вещество: Аминоформальдегидная смола 100,0 Отвердитель 0,5 - 1,5 Бикарбонат или карбонат аммония 1,5 - 2,5 Трихлорэтилфосфат 25,0 - 35,0 Наполнитель 100 - 185,7 Вода, привносимая в композицию со смолой и отвердителем 83,8 - 87,6 Используемый в заявляемом техническом решении вспученный перлит производится крупнотоннажно в промышленном масштабе по ТУ 21 УССР 391 - 86, в частности Жулянским цехом (г.Киев) ПО "Укрсахтеплоизоляция". Используемая в качестве связующего аминоформальдегидная смола под действием катализатора и температуры способна отверждаться и связывать в единое целое вспученный перлит и древесные частицы. Причем при отверждении аминоформальдегидной смолы метилольные группы, содержащиеся в ее структуре, способны взаимодействовать с гидроксильными группами целлюлозы по схеме повышая прочность взаимодействия на границе раздела связующее : наполнитель, и в конечном счете повышая прочностные свойства изделий. Вводимая в композицию в качестве добавки, поглощающей свободный формальдегид, соль углекислого аммония (или соль кислого углекислого аммония) при нагреве распадается по схеме Выделившийся аммиак связывает свободный или выделяющийся в результате деструкции смолы формальдегид по схеме Затем полученные соединения вступают в химические реакции с функциональными группами смолы по известной схеме принимая участие в структурировании полимерной матрицы, способствуя одновременно получению изделий, практически экологически чистых. Использование в сочетании со вспученным перлитом древесных частиц позволяет при сохранении теплофизических свойств одновременно повысить и механические свойство (прочность на сжатие и сопротивление выдергиванию шурупов). Т.е. только при сочетании вышеизложенных компонентов в заявляемом соотношении можно получать легкие прочные теплоизоляционные материалы, превосходящие по механическим свойствам базовый вариант (прототип). В настоящее время вспученный перлит применяется в основном как добавка в штукатурные растворы для повышения звукоизоляционных свойств (см. вышеуказанный источник, с.198). Углекислый аммоний используется в агропромышленном секторе в качестве ростостимулирующего удобрения. Для подтверждения заявляемого технического решения были изготовлены и испытаны образцы различных материалов. При этом использовали: В качестве связующего: - малотоксичную мочевиноформальдегидную смолу КФ-МТУ (ТУ ОП 1354 - 21 - 656 - 32 - 89) с с.о. 65% масс, и содержанием свободного формальдегида 0,06% масс.; - меламиноформальдегидную смолу СПМФ-4 производства Костопольского домостроительного комбината с с.о. 55% масс. и содержанием свободного формальдегида 0,34% масс. В качестве наполнителя: - стружка смешанных пород постоянного состава фракции 10/5 и 5/0 с влажностью 4% масс., получаемую из отходов деревообработки, дровяной древесины, технологической щепы, отходов фанерного, мебельного и других производств; - вспученный перлит Арагацкого (армения) и Береговского (Закарпатская обл.) месторождений с дисперсностью частиц 0 - 2мм (ТУ 21 УССР 391 86) с плотностью: вспученный перлит Арагацкого месторождения 78кг/м3; вспученный перлит Береговского месторождения 113кг/м3. В качестве отвердителя аминоформальдегидных смол могут быть использованы любые известные. В нашем случае применялись: - хлористый аммоний (ГОСТ 2210 - 73) в виде 20% по массе водного раствора; - сернокислый алюминий (ГОСТ 3758 - 75) в виде 20% по массе водного раствора. В качестве добавки, поглощающей формальдегид: - углекислый аммоний (ГОСТ 9325 - 79); - кислый углекислый аммоний (ГОСТ 3762 78). В качестве добавки, повышающей огнестойкость получаемых материалов трихлорэтилфосфат (ТУ 6 - 05 - 1611 - 78). Технология приготовления наполненной композиции как по рецептуре прототипа, так и по заявляемому техническому решению (опытные образцы) заключалась в следующем: в лабораторный смеситель сначала загружают сыпучий наполнитель. После перемешивания в течение 5 - 10мин. добавляют предварительно приготовленное связующее с добавками. Смесь еще перемешивают 5 - 6мин. до достижении однородности. Полученной проклеенной массой заполняют формы, уплотняя вручную или вибрированием и отверждают при 100°C в течение 24час. По окончании тепловой обработки изделие вынимают из формы, выдерживают 24 часа при комнатной температуре и испытывают на следующие показатели: - плотность; - прочность на сжатие по ГОСТ 10180 - 78; - сопротивление выдергиванию шурупов по ГОСТ 10637 - 88; потери массы при испытании на огнестойкость по методу "огневой трубы" (Селькевич А.А., Полубояринов О.И., Щедрова В. и др. Консервирование древесины. - Л., 1971. С.82); - коэффициент температуропроводности по ГОСТ 7076 - 87; - эмиссию свободного формальдегида по методу "Перфоратор". Пример 1. Композицию по рецептуре №3 табл.1 готовят путем смешения в лабораторном смесителе в течение 5 - 6мин. расчетного количества перлита и древесных частиц, добавлением расчетного количества связующего (смола + отвердитель + добавка, поглощающая формальдегид + огнестойкая добавка) и перемешиванием в течение 5 - 6мин. Полученную массу помещают в формы с внутренними размерами 10 ´ 10 ´ 10см и 5 ´ 20 ´ 20см. Массу уплотняют вручную или вибрированием и помещают в термошкаф, где выдерживают 24 часа при 100°C. Вынимают изделия из форм, выдерживают сутки при комнатной температуре и испытывают. Рецептуры композиций приведены в табл.1. Физико-механические характеристики полученных материалов приведены в табл.2. Для удобства интерпретации экспериментальных данных номера опытов в табл.1 и 2 совпадают. Из полученных экспериментальных данных видно, что во всех случаях опытные образцы по физико-механическим свойствам превосходят образцы по прототипу. В частности: прочность на сжатие для опытных образцов колеблется в пределах 1,5 - 2,64МПа против 0,8МПа для прототипа (повышение на 90 200%); сопротивление выдергиванию шурупов 0,1 0,3н/мм против 0 для прототипа (повышение на 10 30%); потери массы по методу "огневой трубы" составляют 7,0 - 9,3мас.%, что позволяет отнести материалы на основе заявляемой композиции к негорючим, в то время как материалы по прототипу, исходя из процента потерь массы, относятся только к трудносгораемым. При практически одинаковых теплозащитных свойствах эмиссия свободного формальдегида из изделий по заявляемой композиции составляет 6 9,2мг/100г изделия против 37мг/100г изделия по прототипу. Изделия на основе заявляемой композиции по эмиссии формальдегида соответствуют требованиям класса E-1 европейского стандарта и относятся к нетоксичным. На основании заявляемой композиции беспрессовым методом можно изготовлять различные блочные материалы. Изобретение создано в связи с проведением работ по теме "Отработка экологически чистых технологий в производстве искусственных древесных материалов", выполняемой по свободному плану в отраслевой научноисследовательский лаборатории искусственных древесных материалов Днепропетровского химикотехнологического института.