Полімерна композитна піна, спосіб її одержання та ізоляційна панель, що її містить

1. Полімерна композитна піна, що містить диспергуючу фазу фенольного або фуранового полімеру та дисперсну фазу спіненого полістиролового полімеру, яка відрізняється тим, що одержана шляхом каталізу рідкої здатної спінюватися композиції, що містить 5-50% мас. здатних спінюватися неспінених полістиролових гранул і 50-95 % мас. фенольної/фуранової смоли, причому каталізована здатна спінюватися композиція досягає температури, достатньої для полімеризації фенольної/фуранової смоли та спінювання полістиролового полімеру без використання при цьому зовнішніх джерел тепла або енергії. 2. Полімерна композитна піна за п.1, яка відрізняється тим, що вміст полістиролового полімеру у композитній піні складає 5-50% мас. 3. Полімерна композитна піна за п.2, яка відрізняється тим, що вміст полістиролового полімеру у композитній піні складає 10-40% мас. 4. Полімерна композитна піна за будь-яким з пп.13, яка відрізняється тим, що вона має густину в межах 25-200кг/м3. 5. Полімерна композитна піна за п.4, яка відрізняється тим, що вона має густину в межах 25-50кг/м3. 2 (19) 1 3 75637 4 каталізована здатна спінюватися композиція дося16. Полімерна композитна піна за будь-яким з пп.1-7 та 13-15, яка відрізняється тим, що вона гає температури принаймні 80°С. 14. Полімерна композитна піна за п.13, яка відріздодатково містить добавку, вибрану з групи, що няється тим, що при її одержанні каталізована складається з антипіренів, здатного спінюватися здатна спінюватися композиція досягає темпераграфіту, засобів, що спучують, і наповнювачів. 17. Полімерна композитна піна за п.16, яка відрізтури принаймні 90°С. 15. Полімерна композитна піна за п.14, яка відрізняється тим, що антипірен у вогні виділяє аміачняється тим, що при її одержанні каталізована ний газ. здатна спінюватися композиція досягає температури принаймні 100°С. Винахід відноситься до полімерних композитних пін. Винахід відноситься також до рідких композицій для приготування полімерних композитних пін та ізоляційних панелей, вироблених з цих пін. Полімерні піни широко використовують для теплової та звукової ізоляції у будівництві будинків. Полімерні піни, приміром, полістирольні піни, через їх чудові механічні властивості, високу ізоляційну здатність і низьку вартість широко використовують як серцевину, поміщену між сталевими листами, з отриманням у такий спосіб ізоляційних панелей для холодних приміщень та заводських цехів. Головним недоліком таких ізоляційних панелей є те, що у разі пожежі вони легко горять та (або) плавляться, що призводить до втрати конструктивної міцності. З іншого боку, фенольні та фуранові піни мають чудові вогнетривкі властивості, однак через їх погані механічні властивості їх не можна використовувати як серцевину, облицьовану сталевими листами. Ще одна проблема, пов'язана з фенольними та фурановими пінами, полягає у тому, що важко забезпечити задовільне зчеплення з металевими листами. У [заявці Великобританії на патент GB2013209A] описаний спосіб виготовлення панелей зі здатної до поліконденсації смоли. За цим винаходом розширення або спінювання смоли дисоціюється через її полімеризацію або поліконденсацію. Це означає, що спінювання відбувається до полімеризації або твердіння. Для цього способу потрібне зовнішнє нагрівання, оскільки спінювання має відбутися до полімеризації. Композиція може містити полістиролові гранули. Однак їх використовують у спіненій формі, оскільки реакція поліконденсації відбувається при приблизно 60°С, тобто при температурі, що дуже низька, щоб полістиролові гранули змогли спінитися. Для того щоб спінити полістиролові гранули, потрібні температури, близькі до точки розм'якшення або температури склування полістиролу. Щоб позбавитися проблем, що виникають через необхідність ув'язати процеси твердіння/полімеризації, цей спосіб має складний режим нагрівання. Саме через це спінювання та твердіння/полімеризація здатної до поліконденсації фази розділяють і використовують спінені полістиролові гранули. Заявка Бельгії [на патент BE 865001] схожа до розглянутого вище патенту Великобританії у тому, що композитну піну приготовляють з використанням спінених полістиролових гранул. Нагрівання у цьому процесі обмежують температурами, нижчими за потрібні для деформування полістиролових часток. [У патенті СРСР SU 585189] також розкриваються композиції, що передбачають використання спінених полістиролових гранул. [У патенті Німеччини DE19910257] описуються вогнетривкі композиції полімерної піни, що містять 5-50% за вагою здатного спінюватися графіту. Ці композиції готують доданням рідкої суміші у форму і нагріванням зовнішньою парою. В обох наведених прикладах користаються спіненими полістироловими гранулами, і співвідношення фенольна смола/полістирол є менш ніж 0,5 (за вагою). За одним з варіантів здійснення винаходу пропонується полімерна композитна піна, що містить диспергуючу фазу спіненого фенольного або фуранового (фенольного/фуранового) полімеру та дисперсну фазу спіненого полістиролового полімеру, яка відрізняється тим, що композитну піну готують у спосіб каталізу рідкої здатної спінюватися композиції, що містить 5-50% за вагою здатних спінюватися не спінених полістиролових гранул і 50-95% фенолової/фуранової смоли, причому зазначена каталізована композиція досягає температур, достатніх для полімеризації фенольної/фуранової смоли та спінювання полістиролового полімеру, не потребуючи при цьому використання зовнішніх джерел тепла або енергії. У варіанті здійснення винаходу, якому надається перевага, відсотковий вміст за вагою полістиролового полімеру у композитній піні є у межах 5-50, краще, як 10-40. Краще, як композитна піна має щільність у межах 25-200кг/м3 Краще, як композитна піна має щільність у межах 25-50кг/м3 Краще, як композитна піна має щільність у межах 50-200кг/м3 За другим з варіантів здійснення винаходу пропонується облицьована сталевими листами ізоляційна панель, що має серцевину з композитної піни, яка містить дисперчуючу фазу фенольного/фуранового полімеру та дисперсну фазу спіненого полістиролового полімеру і відрізняється тим, що вагове співвідношення фенольного/фуранового полімеру та полістиролу дорівнює принаймні 1. За ще одним з варіантів здійснення винаходу пропонується спосіб приготування маси полімерної композитної піни, що включає додання рідкої здатної спінюватися композиції, яка містить 5-50% за вагою здатних спінюватися не спінених полістиролових гранул і 50-95% фенольної/фуранової 5 75637 6 смоли, та ефективної кількості каталізатора у тимДля цілі даної заявки фуранові смоли визначасову форму у вигляді маси та видалення зазначаються як рідкі смоли, що містять принаймні 10% ченої форми після того, як рідка композиція почиза вагою сполук, молекулярна структура яких міснає спінюватися. тить фуранове кільце, яке зовсім не має або має Смолами, придатними для цього винаходу, є один або два подвійних зв'язка, і які можна стверсинтетичні термореактивні смоли. Їх можна отридити через нагрівання або додання кислого каталімати, наприклад, через конденсацію фенолу, зазатора з отриманням твердого термореактоміщених фенолів або фурфурилового спирту альпласта. дегідами, наприклад, формальдегідом, оцтовим У варіанті винаходу, якому надається переваальдегідом і фурфураллю. Фахівцям, однак, ясно, га, фуранова смола містить певну кількість фурщо фенол можна замінити повністю або частково фурилового спирту або продуктів реакції фурфуіншими речовинами, за складом схожими до ферилового спирту, наприклад, [описаних у патенті нолу, наприклад, заміщеними фенолами, крезоСША US 5 545 825]. лом або природними фенольними сполуками, наАльдегіди, що мають використовуватися для приклад, лігніном або таніном. Танін, зокрема, є реакції із зазначеними фенолами або фурфурилореакційноздатною речовиною, котрою можна ковим спиртом, зазвичай мають приблизно 1-8 атористатися відповідно до винаходу у значних кільмів вуглецю, краще, як 1-3 атоми вуглецю. Конкрекостях як дешевим спінювачем смол. Фурфурилотними прикладами альдегідів є формальдегід, вий спирт можна замінити іншими пропіоновий альдегід, фурфураль, бензойний реакційноздатними сполуками, що мають молекуальдегід тощо та їх суміші. У контексті цього виналярну структуру фурану, тобто кільце, утворене ходу перевага надається використанню формальчотирма атомами вуглецю й одним атомом кисню. дегіду. Серед найпоширеніших на ринку форм Зазначене кільце може не мати зовсім, мати один формальдегіду слід зазначити формалін, який або два подвійних зв'язка, краще, як два, оскільки зазвичай представляє собою 30-52 відсотковий (за це робить сполуку хімічно активнішою і підвищує вагою) водний розчин формальдегіду у воді, паймовірність обвуглювання під діянням високої тераформальдегід - твердий лінійний полімер формператури. Формальдегід можна замінити іншими мальдегіду та тріоксан, що представляє собою альдегідами, але вони зазвичай коштовніші та твердий циклічний триполімер формальдегіду. менш реакційноздатні і тому не є кращими. ФеноКоли в тексті цього опису вживається термін "фоло-формальдегідні смоли складають основний рмальдегід", маються на увазі вищезазначені та клас фенольних смол, придатних для цього винаінші джерела формальдегіду для реакції з феноходу. їх зазвичай готують реакцією з водним (37лом або фурфуриловим спиртом. 50%) формальдегідом при температурі 50-100°С у Можна використовувати поверхнево-активні присутності основного каталізатора. речовини, що вибираються з будь-яких прийнятних Фенольні смоли, які є найприйнятнішими за стабілізуючих засобів, придатних для стабілізації цим винаходом, відносять до феноло-альдегідних пін з рідких феноло-альдегідних смол. Поверхнесмол, і вони зазвичай містять одну фенольну й во-активна речовина може бути аніонною, катіонодну альдегідну складові. Двома загальними тиною, неіонною або амфотерною. Головне обмепами відомих фенольних смол є новолаки та реження полягає у тім, що вона не повинна заважати золі. процесу спінювання. Відома значна кількість приЯк загальне правило, рідкі резольні смоли гойнятних поверхнево-активних речовин, розкритих тують реакцією одного або більше фенолів з наду численних публікаціях. Серед звичайно застосолишком одного або більше альдегідів у водній фавуваних поверхнево-активних речовин можна зазі та у присутності лужного каталізатора. У значити силіконові поверхнево-активні речовини, залежності від типу потрібної смоли надлишок наприклад, співполімери силоксану-оксиалкілену, альдегіду може бути малим або великим. та органічні поверхнево-активні речовини, наприНоволаки зазвичай отримують реакцією надклад, прості поліефіри та поліспирти, включаючи лишкових кількостей фенолу з формальдегідом. продукти їх конденсації, та оксиди алкілену, наМолекула новолакової смоли утворюється з дигідприклад, оксиди етилену та оксиди пропілену, з роксифенілметану, який при подальшому доданні алкільними фенолами, жирними кислотами, алкілформальдегіду та негайній конденсації спиртових силанами та силіконами. Конкретні приклади: погруп, утворених з іншою молекулою фенолу, дає ліоксиетилену октадецилфенол, поліоксиетилену лінійні сполуки, що мають загальну формулу децилфенолу сульфат, поліоксиетилену додецилфенол, поліоксиетилену октилфенол, складний Н[С6Н3(ОН).СН2]nС6Н4 ОН, а також розгалужені ефір поліоксиетилен-линолевої кислоти, складний полімери, в яких деякі бензольні кільця у кислих ефір поліоксиетилен-стеаринової кислоти, поліокумовах мають три приєднання метиленовим містсиетилен-сорбіт-монолаурат, поліоксиетиленком. Новолаки можна готувати й у лужних умовах, сорбіт-тристеарат. і обидва типа новолаків можна включати в резол, Кількість поверхнево-активної речовини заприготований окремо або на місці для виробництзвичай не є критичною, оскільки навіть малі кільва фенольних пін. кості, наприклад, 1% або менше від ваги смоли, Термін "фенол" може охоплювати не лише часто спричиняє суттєве зменшення поверхневого сам фенол (включаючи чистий та технічний фенатягу смоли. нол), але й інші фенольні сполуки, наприклад, реТипові пороутворювачі, якими можна користазорцин, крезол, ксиленол, хлорфенол, бісфенол-А, тися для приготування фенольної або фуранової альфа-нафтол, в-нафтол тощо та їх суміші. складової пропонованої піни, включають фізичні 7 75637 8 та хімічні пороутворювачі разом із застосовуваникористатися й іншими добавками, наприклад, опими механічними способами пороутворення. У васаними для відомих пін. Наприклад, щоб підвищиріанті здійснення винаходу, якому надається перети вогнетривкість, можна додавати антипірени, вага, пороутворювачем є вода у смолі, яка наприклад, хлор, бром, бор, фосфор або аміак, присутня у смолі при приготуванні останньої або особливо, фосфат амонію. Крім того, з успіхом утворюється в процесі твердіння. Хоча й краще, можна використовувати здатний спінюватися граале не суттєво, щоб фенольна смола або фуранофіт, наприклад, [описаний в DE19910257A1]. При ва смола була здатною спінюватися. Втім, з міркувисоких температурах, що мають місце при пожевань вартості та теплоізоляційних властивостей жі, графіт розширюється. У тій самій заявці на пакраще, як фенольна смола або фуранова смола є тент описується використання добавок, що спучуздатною спінюватися. ють, наприклад, суміш меламіну, співполімеру Типові кислотні каталізатори включають до ПВА, пентаеритриту та фосфату амонію. Ці та інші себе фосфорну кислоту, алкансульфонові кислодобавки зі схожою дією можна додавати до пропоти, наприклад, метансульфонову кислоту, соляну нованих композицій. Для того щоб зменшити викислоту та сірчану кислоту або їх суміші. Прийняттрати, можна додавати дешеві наповнювачі, наними є відомі кислоти, використовувані для тверприклад, перліт, зольну пилюку та вермикуліт. діння фенольних смол. їх зазвичай характеризуЗазначені наповнювачі можуть бути корисними ють як сильні кислоти. Каталізатори можна також через те, що вони можуть діяти як зароджувальні вибрати з ароматичних сульфонових кислот, назасоби, зменшуючи середній розмір клітин склаприклад, фенолсульфонова кислота, бензолсульдової піни смоли. Замість деяких фенольних або фонова кислота, толуолсульфонова кислота та фуранових смол можна також використовувати ксилолсульфонова кислота. Можна також користасамостійно або продукти реакції з альдегідами, тися льюїсовими кислотами. краще, як з формальдегідом, карбамід, меланін та У більшості випадків кислотний каталізатор інші сполуки, що містять азот, здатні реагувати як додають у кількостях, достатніх для відновлення фенол та фурфуриловий спирт з альдегідами у вихідного рН рідкої суміші смоли до нижче, ніж 4, відомій двоступеневій реакції з подальшою конкраще, як між 1,5 та 3,0. Крім того, кількість каталіденсацією. До здатної спінюватися суміші можна затора можна визначити через оцінювання бажадодавати нейтралізуючі засоби, наприклад, повіного часу старту та часу твердіння реакційної сульно розчинні солі, скажімо, безводний боракс. До міші. Кажучи, однак, взагалі, концентрація цього опису через посилання включаються спосокаталізатора, що міститься у реакційній суміші, що би, описані [в патенті US 4 122 045]. спінюється, коливатиметься у межах 5-20% за ваПолістироловим полімером, прийнятним для гою від фенольної/фуранової смоли. Каталізатор винаходу, може бути один зі стиролових полімерів, перетворює смолу на полімер. що зазвичай використовуються для виготовлення Рідка композиція смоли повинна мати відповіполістиролових гранул (для утворення полістиродну реакційну здатність, іншими словами, вона лових гранул піни їх необхідно задути). Окрім стиповинна виділяти у екзотермічній хімічній реакції ролу як єдиного мономера, можна використовувадостатньо тепла, щоб спричинити спінювання здати інші додаткові мономери, що полімеризуються, і тних спінюватися полістиролових гранул. Зазначетакі співполімери у цьому описі охоплюються терний процес зазвичай не відбуватиметься, доки міном "полістирол". Стирол завжди присутній як температура смоли не досягне принаймні 80°С, основна складова полістиролового полімеру. Далі, краще, як принаймні 90°С, найкраще, як принаймні полістиролові полімери можна модифікувати че100°С. рез додання антипіренів. У варіанті винаходу, якоПід досягненням конкретної температури після му надається перевага, полістиролові гранули каталізу мається на увазі, що якщо 1000г здатної містять антипірени, наприклад, гранули, що постаспінюватися смоли помістити у циліндричну судивляються компанією Huntsman під торговою нану ємністю 10 літрів і діаметром 200мм, після казвою Spacel 4940 та Spacel 7740. талізу досягається саме ця температура. Завдяки Пропонується також використання не спінених цій відмітній ознаці винаходу забезпечується та полістиролових гранул. Це дозволяє включити до перевага, що панелі можна виготовляти за допоостаточного пінного композиту відносно високі могою відносно простого та дешевого устаткуванрівні полістиролу, оскільки реологія та текучі власня. Зовнішні джерела тепла, наприклад, пара або тивості рідких композицій є набагато контрольовамікрохвилі, як правило, не потрібні. Однак зазнанішими. У разі використання спінених полістирочені джерела тепла можуть знадобитися для прилових гранул до композитної піни, якщо готування пропонованих композицій. використовують суміш, яку можна виливати, можУ варіанті здійснення винаходу, якому надана було б включити лише відносно низькі рівні поється перевага, можна додавати добавки, що підлістиролу. вищують тепло, яке під час каталізу виділяє смоУ варіанті винаходу, якому надається перевала, наприклад, фурфуриловий спирт або га, пороутворювач для полістиролу та спосіб попероксиди, краще, як пероксид водню через його роутворення включають до себе використання високу реакційну здатність і низьку вартість. Ясно, фізичних пороутворювачів, засобів, що представщо при використанні зазначених добавок слід зваляють собою летючі рідини, котрі виділяють порожувати на те, чи прийнятною є смола з точки зору утворюючий газ через випаровування пороутвовідповідності екзотермічному іспиту. рювача або через розкладання пороутворювача Для того щоб покращити будь-яку конкретну протягом екзотермічної реакції. фізичну властивість або зменшити витрати, можна Відомі численні пороутворювачі для викорис 9 75637 10 тання у контексті цього винаходу. Ідеально, пороувагою цього ефекту "пам'ятання" форми попередтворювач повинний бути рідиною з температурою нього підйому є той факт, що піну можна вироблякипіння під атмосферним тиском у межах -50 ти, користаючись надзвичайно простим і відтак 100°С, краще, як у межах 0-50°С. дешевим устаткуванням. Наприклад, для виробПрикладами летючих пороутворювачів є органицтва блоків товарного розміру можна користатинічні сполуки, скажімо, вуглеводи, галогенізовані ся картонною коробкою, що використовують для вуглеводи, спирти, кетони та прості ефіри. Конкреупаковки. У цьому разі чотири вертикальні кути тними прикладами вуглеводних пороутворювачів є коробки слід розрізати, щоб усі вертикальні боки пропан, пентан, ізопентан і гексан. Кращим пороурозкласти у горизонтальне положення на підлозі. творювачем є пентан. У вертикальному положенні (тобто положенні, у Пороутворювачі використовують у кількості, якому вони утворюють коробку) ці чотири боки слід достатній, щоб надати отримуваній у результаті тримати лише стільки часу, скільки треба, щоб полістироловій піні необхідну щільність. У разі цьозалити у коробку здатну спінюватися суміш і щоб го винаходу встановлено, що найкраще користапочався підйом або спінювання. тися здатними спінюватися полістироловими граПісля початку підйому чотири вертикальні боки нулами, що спінюються до щільності приблизно коробки можна розкласти у горизонтальне поло13-20кг/м3, якщо спучуються парою у звичаєвий ження, дозволяючи піні розширюватися в усіх спосіб в одноступеневому процесі. У цьому описі трьох розмірах, водночас підтримуючи приблизно та відповідно до практики галузі зазначена щільвихідну форму, тобто співвідношення довжина : ність означає щільність упакованих спінених граширина : висота. Використання цієї розкладної нул полістиролу. З урахуванням об'єму пакування коробки або форми є прикладом використання фактична щільність цих спінених гранул є приблитимчасової форми. Подальшими прикладами тимзно на 50% вищою, тобто, приблизно дорівнює 20часових форм є лотки, утворені ламкими або пла30кг/м3. У цьому винаході щільність фенольної вкими стінками. Після того як здатна спінюватися фази піни краще, як принаймні вдвічі перевищує композиція піддається екзотермічній реакції, досящільність полістиролової піни, і, виражаючи це гається температура або тиск, при якій або під співвідношення, ми посилаємося на фактичні яким стінка плавиться, послабляється або руйнущільності двох фаз. Фенольні піни меншої щільноється, і таким чином здатна спінюватися композисті надають перевагу менших витрат, але мають ція, що розширяється, вже не утримується стінкагірші механічні властивості. У разі ізоляційних пами тимчасової форми. Коли здатна спінюватися нелей загального призначення піна щільністю 25композиція, що розширяється, вже не утримується 50кг/м3 зазвичай забезпечує достатню міцність, стінками тимчасової форми, вважають, що стінки але корисними можуть бути й піни меншої щільновидалені. Видалення стінок можна досягти через сті. Для випадків застосування, що потребують розплавлення або руйнування, а також фізичним максимальної вогнетривкості та (або) конструктиввтручанням оператора. У іншому варіанті здійсної міцності, вища щільність може виявитися кранення стінки розбірної коробки стінки можна утрищою, наприклад, 50-200кг/м3 або вище. мувати у положенні, що визначає форму, за допоДля цього винаходу важливу роль відіграють могою плавких утримуючих засобів. Коли здатна відносні вагові пропорції фази полістиролового спінюватися піна піддається екзотермічній реакції і полімеру та фази фенольного або фуранового розширюється, вона досягає заданої температури, полімеру. В цьому описі відносні пропорції розращо спричиняє руйнування утримуючих засобів і ховуються через посилання на склад рідкої здатвипадання стінок форми назовні, після чого маса, ної спінюватися композиції. При цих розрахунках що розширюється, вже не утримується. Тимчасову фенольна або фуранова фаза включає усі добавформу, тобто, пристрій, який просторово обмежує ки, наприклад, каталізатори, наповнювачі, воду, рідку здатну спінюватися композицію лише до поповерхнево-активні речовини та антипірени. Вичатку розширення, можна також з успіхом викорисключені лише полістиролові гранули. Ясно, що товувати на поточних лініях, наприклад, у поточфактичні відносні вагові пропорції фази полі стиному виробництві блоків. У цьому разі тимчасову ролового полімеру та фази фенольного або фураформу можна створити, наприклад, механічним нового полімеру у композитній піні можуть дещо складанням паперу, що подають з рулону, в жоловідрізнятися від відносних вагових пропорцій, розбоподібну форму, яка утримує відповідну кількість рахованих у вищезазначений спосіб. Ці відмінності каталізованої рідкої композиції лише до початку можуть пояснюватися втратою летючих складоспінювання. вих. Втім, вищезазначеним способом користаютьУ варіанті здійснення вищезазначеного спосося лише для зручності. бу тимчасову форму, що містить каталізовану рідВідмінною ознакою цього винаходу, що стаку здатну спінюватися композицію, можна помістивить його осторонь інших жорстких пін, наприклад, ти у другу або зовнішню форму. Ця зовнішня фенольних, поліуретану або пінополістиролу форма може бути відкритою з одного боку або (EPS), є здатність суміші піни попереднього підйоповністю закритою. Ми встановили, що у разі виму "пам'ятати" свою форму, завдяки чому одеркористання тимчасової форми у зовнішній формі жують остаточний повністю спінений виріб прибостаточні поверхні композитної піни рівномірніші лизно такої самої форми, як суміш попереднього та більш відтворювані і відтак потребують меншої підйому. Вираз "така сама форма" означає, що обрізки. співвідношення довжина : ширина : висота для Слід особливо зазначити, що користаючись остаточної піни є приблизно таким самим, як у цим простим способом, який дозволяє основній суміші попереднього підйому. Дуже великою перечастині розширення піни відбуватися без будь 11 75637 12 яких просторових обмежень, можна виробляти випливає, що вагова складова полістиролу має блоки товарного розміру, наприклад, більш ніж бути 13% від 151кг/м3, тобто 20кг/м3. Розрахували 3 1м , на відміну від інших пластмасових пінних бловаговий відсоток фенольної/фуранової фази ків, які потребують просторового обмеження при87%. Оскільки питома щільність спінених полістинаймні двох розмірів (фенольні та поліуретанові ролових гранул за попереднім розрахунком склала 3 піни) і часто трьох розмірів (пінополістирол (EPS)). 28кг/м , вага 20кг на кубічний метр представляє У разі пінополістиролу додатково потрібна зовнішоб'єм 20: 28м3=0,71м3, тобто об'ємну фракцію ня подача пари під тиском, що ускладнює устатку71%. вання та робить його дорожчим. Поверхня порізу піни не була ламкою, як відоОкрім того, що описаним вище простим спосомі фенольні піни, і при тому ця піна у вогні не плабом можна користатися для пропонованого виробвилася і не горіла, як полістирольна піна. ництва блоків піни, цю піну можна також виготовПриклад 2 ляти в обмеженому просторі за умови, що форма є У цьому прикладі ілюструється ефект більшого досить міцна, щоб витримати тиск піни, що розшивмісту полістиролу. Здатну спінюватися суміш прирюється. Пропоновану піну можна виробляти і на готували з наведеним нижче складом: поточних лініях. Одна зі значних преваг винаходу фенольна смола, марка IL-1737 компанії полягає у тому, що не потрібні зовнішні джерела Huntsman 1000г тепла або енергії. Дивно, що композитні піни можполістиролові гранули, марка Spacel на виготовлювати у спосіб, у якому тепло екзотер4940 компанії Huntsman 400г мічної реакції полімеризації однієї полімерної фази фурфуриловий спирт 100г можна використати для спінювання не лише цієї Teric C12 (поверхнево-активна речовина) фази, а ще й другої полімерної фази. Це відрізняє компанії Huntsman 40г винахід від відомих рішень, розглянутих вище, у перліт 10г яких поділ цих ролей вважається суттєвим. У ві75% фенолсульфокислота 140г } Премікс домих рішеннях зазвичай використовують спінені 85% фосфорна кислота 60г полістиролові гранули та покладаються на зовнішУ бадді ємністю 10л змішали усі зазначені нє тепло. Далі винахід описуватиметься з посикомпоненти за винятком суміші кислот і підігріли ланням на варіанти здійснення, яким надається до 30°С. Додали кислотну суміш-каталізатор, і усю перевага, у наведених нижче прикладах. суміш інтенсивно перемішували протягом 30 сеПриклад 1 кунд. Менш ніж через 1 хвилину рідка суміш почаЗдатну спінюватися суміш приготували з нала швидко розбухати і температура суміші досягла веденим нижче складом, до якого як зароджуваль100°С. Протягом короткого періоду часу утворилоний засіб включили перліт, щоб сприяти спінюванся пластмасове тіло піни з приблизним об'ємом 14 ню фенольної смоли. літрів. Того ж самого дня з піни вирізали зразок, фенольна смола, марка IL1737 компанії звісили, та обміряли. Зразок мав щільність 98кг/м3. Huntsman 1000г На усіх порізаних поверхнях було добре видно полістиролові гранули, марка Spacel численні спінені полістиролові гранули діаметром 4940 компанії Huntsman 200г здебільшого 1-2мм. Розрахований середній розмір фурфуриловий спирт 100г склав 1,5мм. Teric C12 (поверхнево-активна речовина) Розрахували відсоток полістиролу у суміші за компанії Huntsman 40г вагою (23%) і за об'ємом (81%). Розрахували вагоперліт 10г вий відсоток фенольного/фуранового полімеру 75% фенолсульфокислота 140г 77%. } Премікс 85% фосфорна кислота 60г Поверхня порізу піни не була ламкою, як відоУ бадді ємністю 10л змішали усі зазначені мі фенольні піни, і при тому ця піна у вогні не плакомпоненти за винятком суміші кислот і підігріли вилася і не горіла, як полістирольна піна. до 30°С. Додали кислотну суміш-каталізатор, і усю Приклад 3 суміш інтенсивно перемішували протягом 30 сеУ цьому прикладі ілюструється ефект більшого кунд. Менш ніж через 1 хвилину рідка суміш почавмісту фурфурилового спирту, що призводить до ла швидко розбухати і температура суміші досягла більшого спінювання і, відтак, меншої щільності 100°С. Протягом короткого періоду часу утворилопіни. Цей приклад ілюструє також використання ся пластмасове тіло піни з приблизним об'ємом 9 фуранової смоли. літрів. Того ж самого дня з піни вирізали зразок, фенольна смола, марка IL-1737 компанії звісили, та обміряли. Зразок мав щільність Huntsman 1000г 151кг/м3. На усіх порізаних поверхнях було добре полістиролові гранули, марка Spacel видно спінені полістиролові гранули діаметром 4940 компанії Huntsman 400г здебільшого 1-2мм. Розрахований середній розмір фурфуриловий спирт 150г складав 1,5мм, що відповідає об'єму 1,8мм3. ОскіTeric C12 (поверхнево-активна речовильки середній об'єм не спінених полістиролових на) компанії Huntsman 40г 3 гранул був лише приблизно 0,05мм , середнє роперліт 10г зширення дорівнювало 36-кратному вихідному 75% фенолсульфокислота 140г } Премікс об'єму. Отже, оскільки питома щільність не спіне85% фосфорна кислота 60г 3 них полістиролових гранул була 1000кг/м , середУ бадді ємністю 10л змішали смолу, полістиня питома щільність спінених гранул за розрахунролові гранули, фурфуриловий спирт, Teric C12 і ком склала 28кг/м3. Оскільки відсоток полістиролу перліт, і суміш підігріли до 30°С. Додали кислотну у суміші за вагою був 200г: 1550г=13%, з цього суміш-каталізатор, і усю суміш інтенсивно перемі 13 75637 14 шували протягом 30 секунд. Менш ніж через 1 гом короткого періоду часу утворилося пластмасохвилину рідка суміш почала швидко розбухати і ве тіло піни з приблизним об'ємом 22 літрів. Того ж температура суміші досягла 103°С. Протягом косамого дня з піни вирізали зразок, звісили, та оброткого періоду часу утворилося пластмасове тіло міряли. Зразок мав щільність 61кг/м3. Через чотипіни з приблизним об'ємом 20 літрів. ри тижні зразок знову зважили. Через втрату ваги 3 Того ж самого дня з піни вирізали зразок, зві10% остаточна щільність дорівнювала 55кг/м . 3 сили, та обміряли. Зразок мав щільність 74кг/м . Схоже, що втрату ваги спричинила насамперед Через чотири тижні зразок знову зважили. Через надлишкова волога і, можливо, пентановий пороувтрату ваги 10% остаточна щільність дорівнювала творювач у полістиролових гранулах. 67кг/м3. Схоже, що втрату ваги спричинила насамНа усіх порізаних поверхнях було добре видно перед надлишкова волога і, можливо, пентановий спінені полістиролові гранули діаметром здебільпороутворювач у полістиролових гранулах. На усіх шого 1,0-2,5мм. Розрахований середній розмір порізаних поверхнях було добре видно спінені склав 1,5мм, що відповідає об'єму 1,8мм3. Оскільполістиролові гранули діаметром здебільшого 1,0ки середній об'єм не спінених полістиролових гра2,5мм. Розрахований середній розмір складав нул був лише приблизно 0,05мм3, середнє спіню3 1,5мм, що відповідає об'єму 1,8мм . Оскільки севання дорівнювало 36-кратному вихідному об'єму. редній об'єм не спінених полістиролових гранул Отже, оскільки питома щільність не спінених полібув лише приблизно 0,05мм3, середнє спінювання стиролових гранул була 1000кг/м3, середня питома дорівнювало 36-кратному вихідному об'єму. Отже, щільність спінених гранул за розрахунком склала оскільки питома щільність не спінених полістиро28кг/м3. Оскільки відсоток полістиролу у суміші за 3 лових гранул була 1000кг/м , середня питома вагою був 600г: 1740г=34%, з цього випливає, що щільність спінених гранул за розрахунком склала вагова складова полістиролу має бути 34% від 28кг/м3. Оскільки відсоток полістиролу у суміші за 61кг/м3, тобто 21кг/м3. Оскільки питома щільність вагою був 400г: 1880г=22%, з цього випливає, щоспінених полістиролових гранул за попереднім вагова складова полістиролу має бути 22% від розрахунком склала 28кг/м3, вага 21кг на кубічний 3 3 74кг/м , тобто 16кг/м . Оскільки питома щільність метр представляє об'єм 21: 28=0,75м3, тобто об'єспінених полістиролових гранул за попереднім мну фракцію 75%. розрахунком склала 28кг/м3, вага 16кг на кубічний Отже, виражену через вагове та об'ємне співметр представляє об'єм 16: 28=0,57м3, тобто об'євідношення композитну піну можна було б описати мну фракцію 57%. як таку, що містить полістиролову фазу піни, яка Отже, виражену через вагове та об'ємне співпредставляє 34% за вагою, але 75% за об'ємом, і відношення композитну піну можна було б описати фенольну фазу піни, що представляє 66% за ваяк таку, що містить полістиролову фазу піни, яка гою, але лише 25% за об'ємом. За розрахунком представляє 22% за вагою, але 57% за об'ємом, і фенольна складова мала питому щільність фенольну/фуранову фазу піни, що представляє (0,6 61)/0,25=161кг/м3 (перед втратою летючих 78% за вагою, але лише 43% за об'ємом. За розречовин при старінні). Отже, у цьому випадку пирахунком фенольна/фуранова складова мала питома щільність фенольної складової за розрахунтому щільність (0,78 74)/0,43=134кг/м3 (перед ком була у 161/28=5,8 рази більшою, ніж щільність втратою летючих речовин при старінні). Отже, у полістиролової піни. цьому випадку питома щільність фенольПоверхня порізу піни не була ламкою, як відоної/фуранової складової за розрахунком була у мі фенольні піни, і при тому ця піна у вогні не пла134/28=4,8 рази більшою, ніж щільність полістировилася і не горіла, як полістирольна піна. Це дивно лової піни. з огляду на те, що три чверті об'єму композитної Поверхня порізу піни не була ламкою, як відопіни складала полістиролова піна, яка, якщо само мі фенольні піни, і при тому ця піна у вогні не плапо собі, у вогні відразу плавиться, а потім горить. вилася і не горіла, як полістирольна піна. Це дивно Приклад 5 з огляду на те, що приблизно три чверті об'єму Цей приклад показує, що пропонованим спокомпозитної піни складала полістиролова піна, собом можна користатися для виробництва компояка, якщо само по собі, у вогні відразу плавиться, зитної піни дуже низької щільності, наприклад, а потім горить. менш, ніж 30кг/м3. Приклад 4 фенольна смола, марка IL1737 компанії У цьому прикладі ілюструється, що спінювати Huntsman 3000г фенольну смолу можна без присутності поверхнефуранова смола, марка NBB101 компаво-активної речовини. нії Foseco 1200г фенольна смола, Cascophen PA 2027 полістиролові гранули, марка Spacel компанії Borden 1000г 7740 компанії Huntsman 3900г полістиролові гранули, марка Spacel фосфат амонію 600г 4940 компанії Huntsman 600г 50% сірчана кислота 270г } Премікс 75% фенолсульфокислота 80г 81% фосфорна кислота 270г } Премікс 85% фосфорна кислота 60г 50% пероксид водню 60г У бадді ємністю 10л змішали смолу та полісУ бадді ємністю 25л з пластиковим мішком тиролові гранули, і суміш підігріли до 30°С. Додали усередині змішали фенольну смолу, фуранову кислотну суміш-каталізатор, і усю суміш інтенсивсмолу та полістиролові гранули і підігріли до 31°С. но перемішували протягом 30 секунд. Менш ніж Додали кислотну суміш-каталізатор, і усю суміш через 1 хвилину рідка суміш почала швидко розбуінтенсивно перемішували протягом 45 секунд. Похати і температура суміші досягла 102°С. Протятім пластиковий мішок із сумішшю витяти з бадді, 15 75637 16 щоб дати піні можливість розширятися без головлові гранули і підігріли до 27°С. Додали кислотну ного обмеження. Спінювання фактично закінчилосуміш-каталізатор, і усю суміш інтенсивно переміся менш, ніж через п'ять хвилин. Через 2 години шували протягом 40 секунд. Потім суміш вилили у вирізали зразки та визначили щільність, яка була картонну коробку розмірами 600 600 300 (довжи25кг/м3. Дивно, що навіть при такій низький щільна ширина висота). Коробка була облицьована ності поверхня порізу піни не була ламкою, як віпластиковою плівкою, і усі чотири вертикальні кути домі фенольні піни, і при тому ця піна у вогні не були розрізані, щоб боки коробки могли розгортаплавилася і не горіла, як полістирольна піна. У тися в горизонтальне положення, тобто, лягати на цьому прикладі були використані фуранова смола, підлогу. Чотири боки коробки тримали у вертикащо є на ринку, антипірен і пероксид, причому льному положенні (у якому вони утворювали короостанній є прикладом добавок, що підвищують бку) до початку підйому - менш, ніж 1 хвилину. тепло екзотермічної реакції, яке виділяється у Після цього боки коробки кинули підтримувати, і пропонованому процесі. піна, що розширялася, швидко видавила їх в гориПриклад 6 зонтальне положення. Примітно, що нестримувана Цей приклад ілюструє здатність піни "пам'ятапіна продовжувала розширятися в усіх напрямках, ти" форму попереднього підйому. приблизно зберігаючи свою форму попереднього фенольна смола, марка IL1737 компапідйому. Наприкінці повністю спінений блок мав нії Huntsman 30000г розміри 1,2 1,2 0,6м з майже вертикальними бофуранова смола, марка NBB101 комками. Вирізали зразок піни і визначили щільність, панії Foseco 6000г яка дорівнювала 42кг/м3. полістиролові гранули, марка Spacel Спеціалістам ясно, що можливі й інші варіанти 4940 компанії Huntsman 15000г здійснення у межах суті та об'єму винаходу, і тому фосфат амонію 2700г винахід не обмежується конкретним варіантом 50% сірчана кислота 2700г здійснення, описаним вище для прикладу. } Премікс 81% фосфорна кислота 2700г У бочці ємністю 100л змішали фенольну смолу, фуранову смолу, фосфат амонію та полістиро Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601