Гипсовый пеноматериал

 

Использование: гипсовые пеноматериалы для звуко-теплоизоляции в строительстве. Сущность: гипсовый пеноматериал содержит (мас.%) гипс 55-90 и поликарбомид 10-45. Получен из шихты, содержащей гипс, дифенилметан-4,4'-диизоцианат-форполимеры, воду и смачиватель, при этом он имеет удельную массу, равную 0,1-0,4 г/см³, и открытие поры. Причем 80% открытых пор имеют размер 0,3-2,0 мм. При этом гипсовый пеноматериал содержит 0,1-0,2% смачивателя от массы гипса и поликарбомида, а также 0,1-2,0% добавочных веществ - катализаторов от массы сухих гипса, поликарбомида и смачивателя. Материал имеет высокие звуко- и теплоизоляционные свойства. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение касается гипсового пеноматериала с пористой структурой для звуко-теплоизоляции в строительстве.

Звуко-теплоизолирующие материалы играют в строительстве значительную роль. Теплоизолирующие материалы уменьшают потребление энергии обогрева зданий и способствуют благодаря уменьшению эмиссии дымовых газов защите окружающей среды. Звукоизоляционные материалы используются при борьбе с шумом в акустике строений и помещений.

В качестве теплоизоляционных материалов применяются маты, пластины или формованные части из пористых или волокнистых органических и неорганических материалов с низкой теплопроводностью, как кокосовые, деревянные, стеклянные и минеральные волокна, или пробка, газобетон, искусственные пеноматериалы. В качестве звукопоглощающих материалов для строительства используются преимущественно абсорберы из минеральных волокон или других открытопористых пеноматериалов, которые получают по конструктивным причинам в зависимости от условий, звуконепроницаемое покрытие и укрепляются как несамостоятельные несущие конструкции строений на основаниях, вводятся между частями конструкций или заделываются в несущие конструкции.

Гипс является при внутренней отделке зданий известным, хорошо зарекомендовавшим себя строительным материалом, который, с одной стороны, разрабатывается в природных месторождениях, а с другой стороны, получается на электростанциях и установках по очистке серы и дымовых газов (REA) в таких больших количествах, что один REA-гипс мог бы удовлетворить годовую потребность в гипсе Федеративной Республики Германии. В случае продолжения усилий по поддержанию чистоты воздуха, получение REA- гипсов увеличится и приведет к серьезным проблемам использования. По этим причинам существует большая задача пустить в оборот гипсы с расширенными свойствами, кроме обычных применений гипсов при штукатурке, в плитах для стен, полов и перекрытий, к таким гипсам относятся гипсовые пеноматериалы.

Для получения гипсовых пеноматериалов для строительных конструкций производят до сих пор обычные в торговле гипсы с различными добавками, как, например, алюминиевый порошок, магниевый порошок, путем нагревания массы до 300-800^оС. При этом возникают гипсовые пеноматериалы с закрытыми порами, которые предлагаются как теплоизоляционные материалы. Эти гипсовые пеноматериалы имеют однако недостаток в том, что их получение является дорогостоящим, кроме того они содержат физиологически опасные металлы, и для их получения требуется много дополнительной энергии.

Известен способ получения гипсовой пены на основе гипса и изоцианатных соединений и строительных элементов их этой пены. Полученные при этом материалы обладают пористой структурой и, по сравнению с нормальными невспененными гипсовыми продуктами, улучшенной теплоизоляцией. Их плотность находится в диапазоне 0,45-0,8 г/см³. В известном способе применяются различные добавочные вещества. В качестве гипсового разжижителя применяются меламиновая смола, модифицированная сульфоновой кислотой, которая относительно дорого стоит. Используемая смесь гипса и воды имеет низкую вязкость, при этом активность составляет лишь 5 мин, что при работе вручную является недостаточным при практическом выполнении.

Известен также пеноматериал, содержащий гипс полугидрат и поликарбомид, полученный из полиизоцианатов, при необходимости армированный, например, опилками. Полученные пластины не имеют структуры с открытыми порами.

В основе данного изобретения лежит задача получить звукотеплоизоляционные материалы, которые показывают хорошие теплоизоляционные и звукопоглощающие свойства.

Поставленная задача решается тем, что гипсовый пеноматериал, содержащий гипс поликарбомид, содержит указанные компоненты, мас. гипс 55-90, поликарбомид 10-45, и получен из шихты, содержащей дифенилметан-4,4 -диизоцианат-форполимеров, воду и смачиватель. При этом гипсовый пеноматериал имеет удельную массу, равную 0,1-0,4 г/см³, и открытые поры. Причем в гипсовом пеноматериале по меньшей мере 80% открытых пор имеют размер 0,3-2,0 мм. Кроме того гипсовый пеноматериал содержит 0,1-2,0% смачивателя от массы гипса и поликарбомида, а также, при необходимости, добавочные вещества катализаторы в количестве 0,1-2,0 от массы сухих гипса, поликарбомида и смачивателя.

Согласно изобретению гипс смешивают с дифенилметан-4,4 -диизоцианат-форполимерами. Дифенилметан-4,4 -диизоцианат-форполимеры имеют особое преимущество в том, что они без растворителя, и как форполимер имеют остающееся одинаковым содержание NCO групп и мономерное количество меньше 0,5% Предпочтительно применять продукт, который имеет NCO групп 12-20 мас. преимущественно 14-18 мас. и наиболее предпочтительно 16 мас. Такие продукты получают через торговую сеть. Они имеют вязкость при 20^оС 10000 МРа/S + 2000.

Диизоцианат-форполимер реагирует с водой, которая используется для получения гипса, с кристаллизационной вoдой гипса известным образом с образованием производной карбоминовой кислоты, которое переходит при отщеплении углекислого газа в первичный амин. Первичный амин взаимодействует с изоцианатом до карбомидного производного или уреида, который при необходимости может дальше вступать в реакцию.

Термин "поликарбомид" подразумевает образующиеся продукты поликонденсации из дифенилметан-4,4 -диизоцианат-форполимеров и воды. Гипсовый пеноматериал имеет удельную массу 0,1-0,4 г/см³, предпочтительно 0,15-0,35 г/см³; наиболее предпочтительно 0,15-0,35 г/см³; наиболее предпочтительно 0,2-0,3 г/см³. Предпочтительно, чтобы гипсовый пеноматериал имел как можно больше пор с размером 0,8-1,2 мм. Установление удельной массы происходит с помощью количества использованных дифенилметан-4,4 -диизоцианат-форполимеров.

Для получения гипсового пеноматериала -гипс, преимущественно, увлажняют водой к полученной каше добавляют форполимер и смачиватель. Смесь имеет активность 10-15 мин. Затем, после перемешивания смесь подают в нужную форму и она отверждается. Отверждение происходит при комнатной температуре в течение от 30 мин до 2 ч. После отверждения материал можно извлечь из формы. Окончательное отверждение происходит за 8-10 ч.

В качестве смачивателя могут быть использованы известные смачиватели, торговые продукты, такие как сульфонаты спиртов жирных кислот, четвертичные аммониевые соединения, а также другие катонные, анионные и неионогенные вещества. Например, окись этилена-окись пропилена-полигликоль, бетаинсилоксан-тензид, низкомолекулярный сополимер акрила и алкилфенол-оксиэтилат. Последний является наиболее предпочтительным. Смачиватели влияют на отверждение и эластификацию. Их применяют преимущественно в количествах 0,5-1,0 мас. особенно предпочтительно в количестве 0,5 мас. Смачиватель также регулирует размер пор: чем больше смачивателя, тем меньше размер пор.

П р и м е р 1. 65,5 мас. -гипса увлажняют 16,5 мас. воды. К гипсовой каше добавляют 16,5 мас. дифенилметан-4,4-диизоцианат-форполимера, без растворителя с содержанием NCO групп 16 мас. и 0,5 мас. неионогенного алкилфенолоксетиталата в качестве смачивателя. Образующийся при этом поликарбомид имеет незначительно больший вес по отношению к форполимеру.

Компоненты перемешивают и раскладывают по формам. Реакция начинается примерно через 10-12 мин и заканчивается приблизительно через 1 ч. Полученный продукт пластина с хорошей твердостью.

П р и м е р 2. 65,0 мас. -гипса смешивают с 21,5 мас. воды и 0,4 мас. смачивателя по примеру 1, затем добавляют 13,1 мас. дифенилметан-4, 4' -диизоцианат-форполимера, без растворителя и содержащего 16 мас. NCO групп. Смесь перемешивают и раскладывают в формы.

Получаемый гипсовый пеноматериал имеет очень хорошую звукоабсорбцию. Степень звуковой абсорбции для вертикального падения звука (измерение до Д1 52 215) для испытуемого образца толщиной 38 мм приведен в таблице для различных частот.

Он обладает значительно теплоизоляцией. Теплопроводность его составляет 0,045 W/мК. Гипсовый пеноматериал обладает низким удельной массой 0,6-0,7 г/см³.

В описываемый гипсовый пеноматериал можно забивать дюбели и гвозди, его можно склеивать, резать, распиливать, фрезеровать и придавать шероховатость щеткой.

При изготовлении гипсового пеноматериала не загрязняется окружающая среда, исключается необходимость использования гипсовых разжижителей.

Увеличено время активности смеси, нет необходимости предварительно нагревать воду увлажнения.

При изготовлении гипсового пеноматериала не требуется дорогих устройств и больших энергозатрат.

Формула изобретения

1. ГИПСОВЫЙ ПЕНОМАТЕРИАЛ, содержащий гипс и поликарбомид, отличающийся тем, что он содержит 55 90 мас. гипса, 10 45 мас. поликарбомида и получен из шихты, содержащей гипс, дифенилметан- 4,4 -диизоцианат-форполимеров, воду и смачиватель, при этом гипсовый пеноматериал имеет удельную массу 0,1 0,4 г/см³ и открытые поры.

2. Пеноматериал по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере 80% открытых пор имеют размер 0,3 2,0 мм.

3. Пеноматериал по п.1, отличающийся тем, что он содержит 0,1 2,0% смачивателя от массы гипса и поликарбомида, а также при необходимости 0,1 - 2,0% добавочных веществ-катализаторов от массы сухих гипса, поликарбомида и смачивателя.

РИСУНКИ

Рисунок 1