Способ изготовления минераловатных плит

 

Изобретение относится к области производства минераловатных плит на синтетическом связующем, в том чис ле для изготовления субстрата из минеральной ваты для выращивания овощей и других растений. С целью повышения влагостойкости минераповатных плит и снижения окружающей среды используют фенолоформальдегидно-аминное связующее, содержащее 7-9% свободного фенола, 1,5-3% свободного формальдегида и 6,6- 17,4% гексаметилентетрамина. Содержание связующего 2,66-2,76%, потери связующего при термообработке минераловатных плит 8,0-11,3%, сжимаемость начальная 5,2-6,6%, после сорбционного увлажнения 5,0-6,9%. 4 табл. Q (Л

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 В 28 В 1/52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ по изОБРетениям и отнРцтиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4177324/29-33 (22) 05.01.87 (46) !5.01.89. Бюл, У 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт теплоизоляционных и акустических строительных материалов и изделий "ВНИИтеплоизоляция" (72) Э.Л.Грибаускене, Г.Б.Ластаускене и К.И.Ярушявичюс (53) 662. 998. 3 (088. 8) (56) Патент Франции У 2487362, кл. С 08 G 14/12, 1982, Авторское свидетельство СССР

11- 767977, кл. В 28 В 1/52, 1978, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИИНЕРАЛО ВАТНЫХ ПЛИТ (57) Изобретение относится к области

„„SU„„1453 02() А 1 производства минераловатных плит на синтетическом связующем, в том числе для изготовления субстрата из минеральной ваты для выращивания овощей и других растений. С целью повьппения влагостойкости минераловатных плит и снижения окружающей среды используют фенолоформальдегидно-аминное связующее, содержащее 7-9Х свободного фенола, 1,5-3% свободного формальдегида и 6,617,4Х гексаметилентетрамина. Содержание связующего 2,66-2,76%, потери связующего при термообработке минераловатных плит 8,0-II 3%, сжимаемость начальная 5,2-6,6Х, после сорбционного увлажнения 5,0-6,9Х, 4 табл.

1451020

Изобретение относится к производству минераловатных плит на синтетическом связующем, в том числе субстрата из минеральной ваты для вы5 ращивания овощей и других растений, Цель изобретения — повышение влагостойкости минераловатных плит и снижение загрязнения окружающей среды. 10

Применяемое связующее состоит из цепей фенолоформальдегидного и фенологексаметилентетраминового палимера, связанных между собой химическими связями. Фенологексаметилентетраминовые смолы образуются только при температуре не ниже 115 С (оптимальная температура 180-200 С), являются водонерастворимыми и в отдельности в минераловатном производ- 20 стве не могут быть использованы. Применение смолы,- содержащей 7-9Х свободного фенола и 6,6-17,4Ж гексаметилентетрамина, позволяет получить связующее, обладающее водорастворимостью, свойственной фенолоспиртам, и высокой влагостойкостью, свойственной фенологексаметилентетраминным смолам. Содержания компонентов в указанных количествах рассчитаны, исходя из дальнейших реакций их взаимодействия, происходящих в камере термообработки с учетом сохранения нужной водорастворимости связующего.

Механизм образования полимера при термообработке следующий: фенолоГ формальдегидные олигомеры поликонденсируются до линейного полимера (резитола). Одновременно свободный фенол, содержащийся в исходной смоле, при температуре термообработки ковра реагирует с гексаметилентетрамином, выделяя при этом свободный аммиак, а образовавшиеся фенологексаметилентетраминовые олигомеры взаимодействуют с молекулами фенолоформальдегидного резитола. В конечном итоге получают полимер. пространственной структуры (резит), обладающий высокой влагостойкостью и содержащий в отличие от фенолоформальдегидного резита атомы третичного азота. Образовавшийся аммиак в свою очередь реагирует со свободным формальдегидом. Так как образование фенолоформальдегидно-амин- ного полимера происходит в течение

-пребывания минераловатного ковра в камере термообработки, -непрерывно выделяющийся аммиак постоянно взаимодействует с выделяющимся формальдегидом в течение всего времени термообработки, Это отражается в снижении выделения летучих веществ во время термообработки связующего °

Для приготовления связующего в емкость, снабженную механической мешалкой, холодильником и термометром, загружают в соответствии с рецептурой фенол, водный раствор фор" мальдегида (формалин) и гидроксид бария. Реакционную смесь при постоянном перемешивании нагревают до о

50-60 С и выдерживают в течение 35 ч. После этого добавляют гексаметилентетрамин и продолжают конденсацию при той же температуре в течение

15-35 мин. По окончании конденсации реакционную смесь охлаждают и определяют ее физико-химические и прочностные показатели.

Рецептуры и режимы изготовления связующего приведены в табл. 1, конкретные примеры составов используемого в способе по изобретению связующего с граничным содержанием компонентов — в табл. 2.

Физико-химические характеристики применяемой фенолоформальдегидноаминной смолы следующие . внешний вид — однородная жидкость краснокоричневого или вишневого цвета; разбавляемость дистиллированной водой при отгрузке, не менее 1:10 а в течение гарантийного срока хранения не менее 1:3; массовая доля нелетучих веществ (сухого остатка) не менее 58Х; массовая доля свободного фенола 7-9Х; массовая доля свободного формальдегида 1, 5-37.; . массовая доля гексаметилентетрамина 6,6-17,4Х; водородный показатель (рН) не более 9 время желатинизао ции при 150 С не менее 150 с гарано тийный срок хранения при 20 С не менее 14 сут.

Способ изготовления минераловатных плит осуществляют следующим образом.

К 100 кг 607.-ной фенолоформальдегидно-аминной смолы добавляют

300 кг воды. Полученный рабочий раствор связующего (концентрацией 15 ) путем пульверизации вводят в минераловатный ковер в количестве 20 кг рабочего раствора на 1 м ковра. Пропиз танный связующим влажный ковер постуз 145 пает в камеру термообработки, в которой через него продувают дымовые газы или воздух, содержащий углекислый газ, Термообработку проводят при 180190 С в течение 10 мин. После резки ковра получают минераловатные плиты марки П 1257.

Характеристики используемого связующего согласно примерам приведены в табл, 3, физико-механические показатели полученных минераловатных плит - в табл. 4.

Все минераловатные плиты по показателю начальной сжимаемости соответствуют требованиям ГОСТ ф9573-82 для плит высшей категории качества.

Потери связующего при термообработке минераловатных плит, изготовленных предлагаемь1м способом по сравнению с плитами, изготовленными известным способом, в 1,5-2,1 раза меньше.

Для определения прочностных характеристик самого связующего и стабильности этих характеристик во влажной среде и в питательных растворах готовят образцы на основе кварцевого песка связывающего (ЗХ связующего в пересчете на

100Х-ное и 97 r песка). Связующее смешивают с кварцевым песком и при постоянном перемешивании через массу продувают углекислый газ, после чего формируют бруски размером 120 « «15 10 мм н проводят термообработку при 180-190 С.

Определяют начальную предельную прочность на изгиб и прочность на изгиб образцон, выдержанных в течение 3 сут в питательном растворе. ,Питательный раствор состоит из растворенных в воде MgS04, NaN0>, КБОэ, Са(Н Р04), Н ВО, ZnS04, Рe (S04), Н Б011 МпБО41 (NH4)q МоО «СО(МОз)

CuS04 суммарной концентрации около

0,2X

Определение массовой доли летучих веществ н связующем после его термообработки в течение 1 ч при о

180 С из образцов, высушенных н теа „ чение 1 ч при 100 (,", показывает снижение выделения летучих веществ в

1,46-1,80 раза по сравнению с изнестным.

Таким образом, применение предлагаемого способа обеспечивает значительное улучшение влагостойкости иэделий н 1,8-2,7 раза, что особенно важно в случае использования минераловатных плит при изготовлении субстрата для выращивания растений, а также снижение загрязнений окружающей среды (в 1,5-2 раза).

Кроме того, использование способа позволяет получить экономическую эффективность (благодаря снижению себестоимости минералонатных изделий) н количестве 32 тыс. руб ° на э

100 тыс.м., иэделий.

Формула изобретения

Способ изготовления минераловатных плит на водорастворимом феноль30 ном связующем с катализатором — гидроксидом щелочноземельного металла, включающий связывание свободного формальдегида аммиаком, ввод связующего в ковер с последующей его ней- . трализацией углекислым газом, термообработку и резку ковра на плиты, отличающийся тем, что, с целью повышения нлагостойкости минералонатных плит и снижения загрязнения окружающей среды, в качестве водорастноримогo фенольного связующего используют фенолоформальдегидно-аминное связующее, содержащее 7-9Х свободного

4 фенола, 1,5-3,0Х свободного формальдегида и 6,6-17,4Х гексаметилентетрамина.

Таблица 1

1451020

Сэквукп)ее ло лримервм

Еомлоненты и раним синтееа

Формалин 37Х-ный, г

Гидроксид бария технический, г

Ген саметилентетра» мин технический, г

34 7 65 ° 8

3,5 3,5 3,0 4,0

4.,0 4,0 4,0 4,0

Т а б.л и ц-в 2

Кассовая доля сэо» бодного фенола, Х

Иассовая доля гексаметилентетрвмина, Х 6,6 1) 8 17,4 6,6 ll ° 8 17,4 6,6 . 1 1,8 17,4

Иассоввя доля водму Х .

Фенол синтетн" ческий техничес кий, г

Темлервтура коиденса» ции фенола с формвльдегидом, С

Продолнительность кокденсации фенола с формвльдегидом ч

Продолкитальность взаимодействия фенол формальдегидной.смолы с гексвметнлвнтетрамином, мнн

Ивссовая доля свободного формальдегнда, Х

Иассовая доля продуктов конденсации, Х! 2 - 3 4 5 6 7 8 9

188 ) BS 188 188 188 188 188 188 188

283 7 283 7 283,7 243,0 243,0 243 0 243,0 283,7 243,0

20,08 20,08 20 08 17 ° 32 20,08 20,08 20,08 20,08 17,32 i

103 6 31,7 60,3 95,0 31,8 65,8 94,4

60 60 50 60 60 60 60 60 60

30 25 30 30 25 20 25 30 ЭО

7 0 7,0 7,0 8,5 8>5 8,5 9,0 9,0 9,0

3,0 3 0 2,0 2,0 ° 2,0, 2,0 1,5 1 ° 5 ))5

43,9 39,9 34,9 . 43,0 38,6 32 4 41,4 35,7 32,0

39,5 38,3 Э8 ° 7 39 9 39,! 39,7 41,5 42,О 40,1

1451020

Таблица 3

95 0

23,0

75,8

Массовая доля летучкн веществ, 2

18,0

Таблица 4

Составитель Н. Кошелева

Техред А.Кравчук

Корректор А. Обручар

Редактор Т. Лазоренко

Заказ 7022/13 Тираж 517 Подписное

ВНИ:1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д . 4/5

Производственно-полиграфическое. предприятие, г. Ужгород, ул; Проектная, 4

Прочность на яэ» гкб образцов, изготовленных ка освове связующего, хгс/сн

После выдергивания

Э сут в актателэяон растворе (вла» гостойхостэ) Потеря ярочкостн, 2 ° лосле вндервкваяия в нктателэкон растворе

Содеряакке связующего (органического) вещества, й

Потери связующего лрк тернообработхе нккераловатнмх

llew BT Й

Симаеность, и начальная восле сорбци» онйого увлавкекия

65,3 68,5 80,! 88 105,,8 81,0 !!0,0 !09,0 114,4

42 ° l 61,9 58,9 54,8 68,2 59,1 64 ° 1 63,2 68,7

35 6 9 7 26 ° 5 37 ° 8 35,6 27 ° 1 41,8 42 ° I 39 9

10,1 9,9 10,6 9,5 9,8 10,9 10,1 10,1 !2,3

2,73 2,76 2,73 2,76 2,76 2,74 2,74 2,76 2,66 2 ° 48

90 80 90 80 80 86 86 80 113 .17Э

6 ° 6 6 ° 3 6,5 6 ° I 5,2 6,4 5,8 4,7 5,9 6;0

6,9 6,3 6,7 6,3 5,4 6,6 6,2 5,0 6,2 .19,Э