Композиція для отримання швидкотвердіючого пінистого ізоляційного матеріалу

Изобретение относится к ядерной технике, к материалам для защиты от излучений, и предназначено для использования при тушении пожаров на радиационно опасных объектах или создания вокруг таких объектов изолирующих радиационно-защитных экранов, Цель изобретения - уменьшение технологической усадки получаемого материала в процессе отверждения и расширение области применения за счет обеспечения повышенных радиационнозащитных свойств получаемого материала. Композиция для получения быстротвердеющего пенистого изоляционного материала содержит карбамидоформальдегидную смолу, поверхностно-активное вещество анионного типа, кислотный отвердитель, наполнитель и воду, причем наполнитель включает в себя мелкодисперсный минерал из группы опал-кристобалитовых пород, преимущественно диатомит, и соединение тяжелого металла, преимущественно оксид свинца, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: карбамидоформальдегидная смола 100; поверхностно-активное вещество анионного типа 4-5; кислотный отвердитель 17-18; мелкодисперсный минерал из группы опал-кристобалитовых пород 9,2-46; соединение тяжелого металла 10,8-54; вода 300-350. 2 табл. (Л СП ел to ОЭ Изобретение относится к ядерной технике, к материалам для защиты от излучений, и предназначено для использования при тушении пожаров на радиациснно опасных объектах, или для создания вокруг таких объектов изолирующих радиационно-защитных экранов. Целью изобретения является уменьшение технологической усадки получаемого материала в процессе отвержде21-91 . ния и расширение области применения за счет обеспечения повышенных радиационно-защитных свойств получаемого материала. Композиция содержит карбамядоформальдегидную смолу, поверхностно-активное вещество (ПАВ) анионного типа, кислотный отвердитель, наполнитель и воду, причем наполнитель включает в себя мелкодисперсный минерал 1655246 из группы опал-кркстобалитовых пород, преимущественно диатомит, и соединение тяжелого металла» преимушественяо оксид с в ш щ а , при следующее! соотношении компонентов, мас.ч,: Кар б амид оф ор м100 альдегидная смола Поверхностно-активное вещество анионного типа к-*5 Кислотный отверднтель 17-18 Мелкодисперсный минерал из группы опал-кристобалитовых пород 9,2-46 Соединение тяжелого 15 металла 10,8-54 Вода 300-350 Карбамид©формальдегидную смолу используют марок КФ-Б, КФ-Ж, КФ-МТ, КФ-БЖ (ГОСТ 14231-78), КФ-СьМТ (ТУ 20 6-05-1904-81), в качестве лов^рхнсстно-активного вещества анионного типа применяют соли султ.фоэфиров, например, метилалкилсульфонаты; в качестве кислотного отвердителя органические и неорганические хислоты, например, ортофосфорнуюs щаьелевую и др. j в качестве мелкодисперсного минерала из группы опалкристобалитовых пород испошьзушт 30 диатомиты, трепелы, опоки, содержащие главным обрлзом оксид креньия (SiO^.) и оксид алюминия (Al,,Cu) в аморфном состоянииs обладающие высокой степенью дисперсности (сум35 марный объем пор до 2,41 см*/г), в качестве соединения тяжелого метапла применяют преимущественно оксиды свинца или цинка. чески (подвижности) и существенно снизить технологическую усадку при повышении радиационно-защитных свойств получаемого материала. Высокая устойчивость пеномассы и низкая технологическая усадка связаны, в частности, с тем, что используемый в композиции наполнитель близок по плотности (около 1,15 г/см ) к смеси водного раствора карбамидоформальдегидпой смолы с поверхностно-активным 5 веществом (1,4-1,15 г/см" . ). 3, Использование предлагаемой композиции дает возможность подавать нсномассу в трудонодостуиные места и обеспечивать качественное заполнение пустот сложной конфигурации, тампонирование трещин в горящих твердых "материалах. Попадая на горячую поверхность, леномасса, обладая значительной адгезионной способностью, закрепляется на ней, образуя вспененный изоляционный слой, быстро отверждающийся под воздействием высокой температуры и кислотного катализатора» и тем самым предотвращает доступ кислорода к очагу горения, а также уменьшает выброс во внешнюю сроду радиоактивных газов и аэрозолей. Полученный пеноизоляционный слой вслед" ствие содержания в композиции пористого минерального наполнителя с развитой поверхностью и высокими адсорбционными свойствами способен длителъ-* ное время удерживать воду в порах пеноматериала, что приводит к усилению охлаждающего эффекта и повышению эффективности тушения» Получение пеномассы из предлагав™40 мой композиции осуществляют путем механического смешивания водного раствора карбамидоформальдегидной смолы споверхностно-активным веществом и наполнителем, вспенивания смеси сжатым газом и последующего распыления в образованную пену кислотного отвердителя. Полученная пеномасса подается по пожарным рукавам, трубопроводам или скважинам к месту использования* Применение в составе композиции в качестве наполнителя мелкодисперсного минерала из группы опал-кри~ стобалитовых пород в сочетании с соединением тял;елого металла - окси- 55 дом свинца или цинка - позволяет попу-* чить пеномассу с высокой устойчивостью при сохранении необходимой теку Высокая сорбционная способность используемого наполнителя обе спечи™- • > вчет также эффективное связывание выделяемых объектом радиоактивных материалов, в частности аэрозолей, и тем дополнительно уменьшает их выкос во внешнюю среду. Относительно высокое содержание в пьноматериале водыэ органических соединений, а также оксидов кремния и алюминия способствует повышению эффективности замедления нейтронов, а паличне в нем соединения тяжелого металла - оксида свинца - повышает эффективность поглощения гамма-излучения, придает пеноматерналу повышенную прочность и огнестойкость* В табл,1 приведены примеры состава предлагаемой композиции, реализованные при исследовании свойств по 1655246 лучаемого материала, а в табл.2 Формула и з о б р е т е н и я результаты таких исследований. Композиция для получения быстротвердеющего пенистого изоляционного Яз приведенных данных видно, что материала, содержащая карбамидоформпредлагаемый состав композиции (приальдегидную смолу, поверхностномеры 2-Ю) позволяет обеспечить доактивное вещество анионного типа, стижение поставленной цели, т . е . кислотный отвердитель, наполнитель получить низкую технологическую и воду, о т л и ч а ю щ а я с я тем» усадку и достаточно высокие радиацнонно-эащитные свойства получаемо- 10 что, с целью уменьшения технологической усадки получаемого материала в го материала, а также его повышенпроцессе отверждения и расширения ную механическую прочность. области применения за счет обеспечеУменьшение содержания игредиенния повышенных радиационно-эащитных тов наполнителя в композиции ниже соответствующих нижних пределов не 15 свойств получаемого материала, композиция содержит в качестве наполниобеспечивает предусматриваемого потеля мелкодисперсный минерал из групложительного эффекта, превышение же пы опал-кристобалитовых пород и соесоответствующих верхних пределов не динение тяжелого металла при следуюцелесообразно, поскольку связано 20 щем соотношении компонентов, мас.ч.: с увеличением экономических затрат Кар бамидоформбез существенного дальнейшего улучальдегидная смола 100 шения фиэико-мехаш4ческих и радиа, ционно-защитных свойств получаемого Поверхностно-активное материале. вещество анионного 1 25 типа 4-5 Использование изобретения позвоКислотный отвердитель 17-18 ляет повысить герметичность и наМелкодисперсный минерал дежность изоляции объекта слоем пеиз группы опал-кристокоматериала, способствует повышению балитовых пород 9,2-46 безопасности работ по тушению пожа30 Соединение тяжелого ров или созданию изоляционных экметалла 10,8-54 ранов на радиационно опасных объВода 300-350, ектах. Т а б л и ц а Примеры 1 2 3 4 5 6 7 в 9 10 11 Карбамидоформальдегидная смола •100 100 100 100 100. 100 100 100 100 100 100 ПАВ анионного типа (сульфонал НП-3) 4,0 4,0 4,0 4,0 4,5 4,5 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 Диспергированный пористый минерал диатомиты трепелы опоки 7,0 9,2 18,4 27,6 36,8 46,0 48,0 9,2 46,0 Оксид свинца 46,0 8,0 10,8 10,8 10,8 21,6 32,4 43,2 54,0 54,0 54,0 57,0 1 Кислотный отвердитель (ортофосфорная кислота) 17,0 17,0 17,0 17,0 17,5 17,5 17,5 18,0 18,0 18,0 18,0 Вода 300 300 300 300 325 325 325 350 350 350 350 Г в в л я ц'а Свойства пеиомассы и материала, полученного при отверждевии композиция Пример устойчивость нсотвержценной композиции (пены) время выделения 50% жидкости, мни 1 2 3 ч 4 5 6 7 8 9 10 1 1 2 24 28 28 28 35 38 • 40 42 ч 44 44 44 период полураспада столба п е ны, мин * 30 42 4? 42 46 57 88 107 210 210 210 . 'линейная усадка отвержпенного пеноматериала, X 7-10 2-3 2-2,5 2-2,7 2-2,5 1,8-2,3 t,7-2,2 1.5-2,1 1,5-2,0 1,4-1,8 1.4-1,8 . предел прочности на сжатие при ЮЖН Й линейной О деформация отвержденяого пеноматериала, КПа 55-60 60-70 62-72 66-70 70-75 80-90 90-І0О . 110-117 110-117 110-120 117-120 ' линейный коэффициент' ослабления гамма-кзлучеиня отзержденным пеноиатериалом лд • с»~ Кратность ослабления гамма- * излучения слоем аевоматериала толщиной 70 ми источник излу-. чения Cs-137 (Е« 0 , 6 6 2 МэВ) источник излучения цезий-137 (Е - 0,662 МэВ) 0,0087 0,0100 0,0100 0,0100 0,0114 • . 0,0114 0,0133 0,0229 0,0229 0,0229 0,0231 источник излучекия Сог-60 ( Е - 1 , 2 5 МэВ) . : 0,0049 0,0057 0,0057 0,0057 -••••• 0,0078 0,0078 0,0085 0,0158 . ' 0,0158 0,0158 . . 0,0160 1,040 1,069 1,069 1,069 1,083 1,083 1,133 1,170 1,170 1,170 1,175источник излучения Сс-60 (Е - 1,25 МэВ) 1,030 1,041 1,041 1,041 1,052 1,047 1,071 1,116 1,116 1,П* 1,119 (Л Ln ГО 00 1655246 Редактор С„Кулакова Составитель АДротов Техред Л.Олийкош Корректор Н.Ревская Ззказ 22О2/ДСП Тираж 169 Подписное ВНИИТИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Т13035, Москва, Ж-35 9 Раушская наб е , д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101