Производство фенольного пенопласта марки ФПБ заливочным способом - диплом по химии

Пенопласты можно изготовить из большинства синтетических и многих природных полимеров. Фенолоформальдегидные смолы - наиболее распространенные и дешевые полимеры. Пенопласты, изготовленные на их основе, обладают рядом ценных технологических и эксплуатационных свойств, что предопределяет их эффективное использование для строительной и промышленной теплоизоляции. Наряду с низкой плотностью и высокими теплозащитными свойствами фенольные пенопласты в отличие от других видов газонаполненных пластмасс (пенополистирола, пенополиуретана, пенополивинилхлорида и др.) имеют сравнительно высокую теплостойкость (до +150˚C) и низкую степень возгораемости, что позволяет отнести их к группе трудносгораемых материалов. Эти качества обусловливают использование фенольных пенопластов в строительных ограждающих конструкциях с применением листовых конструкционных материалов из асбестоцемента, металла и пластмасс. Фенольный пенопласт применяется главным образом при изготовлении трёхслойных панелей типа «сандвич». Помимо использования его в ограждающих конструкциях, он также широко применяется в качестве звукоизоляционного материала, материала для изоляции теплотрасс, нефте- и газопроводов, промышленных холодильников. Применяется также в судо- и вагоностроении, авиационной промышленности.

Для производства фенольных пенопластов в нашей стране имеются практически неограниченные возможности и сырьевые ресурсы.

Фенолоформальдегидные пенопласты получают:

)    на основе термопластичных (новолачных) смол беспрессовым способом;

)    на основе термореактивных (резольных) смол заливочным способом.

Заливочный способ получил более широкое распространение. Для этого метода используются сравнительно недорогие недефицитные резольные термореактивные смолы и довольно простые технологии получения пенопластов.

Способом заливки изготавливают следующие марки пенопластов: ФРП-1, ФЛ-1, ФЛ-2, ФЛ-3, Резопен, Пенорезол, Виларес, РНП-60А, ФПБ и др.

Для легких металлических ограждающих конструкций наиболее перспективным теплоизоляционным материалом является пенопласт марки ФПБ. Этот пенопласт имеет довольно низкую плотность (ρ = 25-150 кг/м³) и теплопроводность (λ = 0,035-0,045 Вт/(м·˚C)). Однако его прочность недостаточно высока (R_сж ≈ 0,9-1,5 МПа, при 10% деформ.), поэтому его можно использовать только в двух- или трехслойных ограждающих конструкциях. Последнее обстоятельство и определило пенопласту ФПБ роль сугубо теплоизоляционного материала.

Применяемая для их изготовления смола марки Б содержит до 11% свободного фенола. Остающиеся 4-7% фенола в пенопласте и необходимость устройства энергоемких систем вентиляции и очистки ограничивают применение пенопластов в жилых зданиях и на пищевых и медицинских объектах. Пенопласт ФПБ - горючий трудновоспламеняющийся материал (группа горючести Г2; воспламеняемость В1). При горении тлеет и выделяет токсичные вещества. Они характеризуются повышенным кислотным числом и высоким водопоглощением.

Поэтому актуальной задачей является разработка научно-обоснованных методов получения модифицированных фенольных пенопластов, устраняющих указанные недостатки пенопласта ФПБ путем введения доступных добавок.

Продукция, выпускаемая предприятием, должна соответствовать требованиями ГОСТ 20916-87 «Плиты теплоизоляционные из пенопласта на основе резольных феноло-формальдегидных смол».

Плиты предназначаются для тепловой изоляции покрытий зданий со стальными профилированными настилами, а плиты марки 50 - для тепловой изоляции других видов строительных ограждающих конструкций. Температура изолируемых поверхностей не должна быть выше 130°С.

Плиты относятся к группе трудногорючих. Плиты марки 50 относятся к группе горючих.

Плиты в зависимости от предельного значения плотности подразделяют на марки 50; 80; 90.

Номинальные размеры плит должны быть, мм:

)    по длине - от 600 до 3000, с интервалом 100;

)    по ширине - от 500 до 1200, с интервалом 100;

)    по толщине - от 50 до 170, с интервалом 10. 

Предельные отклонения от номинальных размеров не должны превышать, мм:

)    по длине:

    для плит длиной до 1000 включ.: ±5;

    для плит длиной св. 1000 до 2000 включ.: ±7,5;

    для плит длиной св. 2000: ±10;

)    по ширине:

    для плит длиной до 1000 включ.: ±5;

    для плит длиной св. 1000: ±7,5;

)    по толщине: ±3.

Плиты должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда. Разность длин диагоналей не должна превышать, мм:

    для плит длиной до 1000: ±5;

    для плит св. 1000: ±10.

Отклонение от плоскостности не должно быть более 5 мм на 500 мм длины грани плиты, но не более 10 мм на всю длину грани плиты.

На поверхности плит без покровного материала не допускаются впадины глубиной более 5 мм, длиной более 50 мм, шириной более 20 мм и выпуклости высотой более 3 мм.

На поверхности плит с покровным материалом из бумаги не допускаются складки длиной более 200 мм и глубиной более 5 мм.

В плитах не допускаются отбитости или притупленности ребер и углов на глубину более 10 мм от вершины прямого угла.

Физико-механические показатели плит должны соответствовать нормам, указанным в таблице 1.1.

Ортофосфорная кислота - бесцветные моноклинные кристаллы (при комнатной температуре). Гигроскопичное вещество. Обычно ортофосфорной (или просто фосфорной) кислотой называют её 85% водный раствор (бесцветная сиропообразная жидкость без запаха). Растворимость в воде - 548 г/100 мл.

Температура плавления - 42,35°C, температура разложения - 213°C. Плотность - 1,87 г/см³ (при 20°C).

Ортофосфорная кислота входит в состав вспенивающе - отверждающего агента (ВОА). Готовый ВОА представляет собой густую жидкость черного цвета плотностью 1,40-1,44 г/см³ (при 20°C).

Алюминий вводится в композицию в виде алюминиевой пудры ПАП-2.

Пудра представляет собой легкомажущийся продукт серебристо-серого цвета, не содержащий видимых невооруженным глазом инородных примесей. Частицы алюминия в пудре имеют пластинчатую форму и покрыты тонкой оксидной и жировой пленкой. Средняя толщина лепестков составляет приблизительно 0,25-0,50 мкм, а средний линейный размер 20-30 мкм.

Насыпная плотность пудры составляет около 0,15-0,30 г/см³, содержание активного алюминия - 85-93%. Остаток на сите 008 - 0% (по массе); 0056 - 0,3%; 0045 - 0,5%. Всплываемость - 80%. Площадь покрытия на воде - 10400 см²/г. Жировые добавки - 2,6%.