RU2651156C1 - Method of manufacturing a heat-resistant filled high density foam - Google Patents
Method of manufacturing a heat-resistant filled high density foam Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651156C1 RU2651156C1 RU2016140566A RU2016140566A RU2651156C1 RU 2651156 C1 RU2651156 C1 RU 2651156C1 RU 2016140566 A RU2016140566 A RU 2016140566A RU 2016140566 A RU2016140566 A RU 2016140566A RU 2651156 C1 RU2651156 C1 RU 2651156C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- foam
- temperature
- mold
- filler
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000004619 high density foam Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 16
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims description 9
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011417 postcuring Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/28—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by elimination of a liquid phase from a macromolecular composition or article, e.g. drying of coagulum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08L61/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols
- C08L61/14—Modified phenol-aldehyde condensates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Заявляемое изобретение относится к способам приготовления композиций органических высокомолекулярных соединений. Точнее к переработке высокомолекулярных веществ в пористые или ячеистые изделия или материалы с последующей их обработкой.The claimed invention relates to methods for preparing compositions of organic macromolecular compounds. More precisely, the processing of high molecular weight substances into porous or cellular products or materials with their subsequent processing.
Изобретение может быть использовано при изготовлении наполненного пенопласта высокой плотности из порошковой композиции, предназначенной для изготовления легкого пенопласта, которые найдут применение в деталях теплоотсечки в атомной промышленности, металлургии, машиностроении. Там, где требуется сохранение работоспособности материала при многократном воздействии температуры порядка +250°C.The invention can be used in the manufacture of filled high-density foam from a powder composition intended for the manufacture of lightweight foam, which will be used in heat cutoff parts in the nuclear industry, metallurgy, and mechanical engineering. Where it is required to maintain the working capacity of the material under repeated exposure to a temperature of the order of + 250 ° C.
Предшествующий уровень техникиState of the art
Известен способ изготовления фенолформальдегидного пенопласта из авторского свидетельства СССР №933671 «Композиция для получения пенопласта», опубл. 07.06.1982, МПК С08J 9/10, С08L 61/10; авторы Гаибов В.М., Маматов, Абдужабаров Х.С. (СССР). Способ заключается в том, что предварительно готовят композицию - сплавляют компоненты, смешивают компоненты между собой. Затем композицию загружают в ограничительную форму и вспенивают при температуре от +150°C до +160°C в течение двух часов. Готовые образцы пенопласта термообрабатывают при температуре 200-220°C в течение 2-2,5 часов.A known method of manufacturing phenol-formaldehyde foam from the author's certificate of the USSR No. 933671 "Composition for foam", publ. 06/07/1982, IPC С08J 9/10, С08L 61/10; authors Gaibov V.M., Mamatov, Abdujabarov H.S. (THE USSR). The method consists in pre-preparing the composition — alloying the components, mixing the components together. Then the composition is loaded into a restrictive form and foamed at a temperature of from + 150 ° C to + 160 ° C for two hours. Finished foam samples are heat treated at a temperature of 200-220 ° C for 2-2.5 hours.
Недостатком данного технического решения является достаточно большое количество подготовительных операций, продолжительность которых сравнима с продолжительностью непосредственно изготовления пенопласта, то есть вспениванием и термообработкой.The disadvantage of this technical solution is a fairly large number of preparatory operations, the duration of which is comparable to the duration of the direct production of foam, that is, foaming and heat treatment.
В качестве прототипа способа изготовления был выбран способ изготовления фенопласта из «Композиции для получения пенопласта», описанный в авторском свидетельстве СССР №358341 от 01.03.1971, опубл. 03.11.1972, МПК С08G 53/08, авторы Головачев М.Е. и другие. Прототип включает следующие технологические операции: подготовку наполненной порошковой композиции, которая включает измельчение и отбор определенной фракции смолы (200-300 мкм), смешивание компонентов в смесителе и на вальцах (вальцевание), вспенивание полученной порошковой композиции в ограничительной форме при температуре (175±5)°C в течение 20-25 минут. Загрузку композиции производят в форму, разогретую до температуры 170-180°C; термическую обработку готового пенопласта проводят в свободном состоянии при температуре (215±5)°C в течение 4-5 часов. В результате получают пенопласт низкой плотности (от 0,09 до 0,12 г/см3) с повышенными прочностными свойствами и теплостойкостью. Повышение прочностных свойств полученного пенопласта обеспечивается введением в композицию дополнительного сшивающего агента - полиоксибензиламина и наполнителя.As a prototype of the manufacturing method, a method for manufacturing a phenoplast from “Composition for the production of foam”, described in the USSR author's certificate No. 358341 of 03/01/1971, publ. 11/03/1972, IPC S08G 53/08, authors Golovachev M.E. and others. The prototype includes the following technological operations: preparing a filled powder composition, which includes grinding and selecting a specific fraction of the resin (200-300 μm), mixing the components in the mixer and on the rollers (rolling), foaming the resulting powder composition in a restrictive form at a temperature of (175 ± 5 ) ° C for 20-25 minutes. The composition is loaded into a mold heated to a temperature of 170-180 ° C; the heat treatment of the finished foam is carried out in a free state at a temperature of (215 ± 5) ° C for 4-5 hours. The result is a foam of low density (from 0.09 to 0.12 g / cm 3 ) with increased strength properties and heat resistance. The increase in strength properties of the obtained foam is provided by the introduction of an additional crosslinking agent, polyoxybenzylamine and a filler, into the composition.
Недостатком данного способа является то, что максимальная плотность пенопласта, получаемого данным способом, достигает 120 кг/м3. Этого недостаточно для решения поставленных перед нами задач.The disadvantage of this method is that the maximum density of the foam obtained by this method reaches 120 kg / m 3 . This is not enough to solve the tasks assigned to us.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка ускоренного способа изготовления наполненного пенопласта повышенной плотности, стабильности его размеров при воздействии повышенных температур, прочности, и требуемой теплопроводности из готовой порошковой композиции, предназначенной для изготовления легкого пенопласта.The problem to which the invention is directed is the development of an accelerated method for the manufacture of filled foam with increased density, dimensional stability when exposed to elevated temperatures, strength, and the required thermal conductivity of the finished powder composition intended for the manufacture of lightweight foam.
Технический результат заключается в сокращении количества подготовительных операций, частичном удалении летучих компонентов из готовой композиции, использовании полого наполнителя, образовании закрытоячеистой структуры материала под давлением.The technical result consists in reducing the number of preparatory operations, the partial removal of volatile components from the finished composition, the use of a hollow filler, the formation of a closed-cell structure of the material under pressure.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления термостойкого наполненного пенопласта высокой плотности, содержащем смешение измельченной композиции с наполнителем в смесителе, загрузку композиции в форму, нагрев формы с композицией, вспенивание и отверждение композиции, охлаждение и термообработку пенопласта, согласно изобретению исходную порошковую композицию для получения легкого пенопласта нагревают и выдерживают при температуре разложения порообразователя в течение 30 минут, полученный расплав охлаждают до температуры (15-30)°C, измельчают, полученную композицию смешивают с наполнителем, загружают в пресс-форму, прессуют заготовку при удельном давлении 0,15-0,34 МПа на разогретом до температуры (105±5)°C прессе, вспенивают и отверждают композицию под давлением по ступенчатому режиму, после охлаждения разбирают форму, термообрабатывают заготовку в свободном состоянии при температуре, соответствующей максимальной температуре эксплуатации данного материала. Продолжительность термообработки рассчитывают в зависимости от размера заготовки - 1 мин на миллиметр толщины.The technical result is achieved in that in a method for manufacturing a heat-resistant filled high-density foam containing mixing the crushed composition with the filler in the mixer, loading the composition into the mold, heating the mold with the composition, foaming and curing the composition, cooling and heat treatment of the foam, according to the invention, the original powder composition for to obtain a light foam is heated and maintained at a decomposition temperature of the blowing agent for 30 minutes, the resulting melt is cooled to temperature (15-30) ° C, crushed, the resulting composition is mixed with filler, loaded into the mold, pressed the workpiece at a specific pressure of 0.15-0.34 MPa on a press heated to a temperature of (105 ± 5) ° C, foamed and cure the composition under pressure in a stepwise mode, after cooling, disassemble the form, heat treat the workpiece in a free state at a temperature corresponding to the maximum operating temperature of this material. The duration of heat treatment is calculated depending on the size of the workpiece - 1 min per millimeter of thickness.
Совокупность существенных признаков обеспечивает получение технического результата - сокращение количества подготовительных операций, частичное удаление летучих компонентов из готовой композиции, использование стеклянного наполнителя, образование закрытоячеистой структуры материала под воздействием давления.The combination of essential features provides a technical result - a reduction in the number of preparatory operations, partial removal of volatile components from the finished composition, the use of glass filler, the formation of a closed cell structure of the material under pressure.
Для изготовления пенопласта используется готовая порошковая композиция, предназначенная для получения легкого пенопласта. Это сокращает количество подготовительных операций, исключает операции смешивания исходных компонентов композиции и решает задачу ускорения способа изготовления наполненного пенопласта.For the manufacture of foam, a ready-made powder composition is used, intended to produce a light foam. This reduces the number of preparatory operations, eliminates the operation of mixing the initial components of the composition and solves the problem of accelerating the method of manufacturing a filled foam.
К подготовительным операциям относятся: расплавление композиции, охлаждение расплавленной композиции, измельчение и перемешивание композиции с наполнителем. В результате расплавления из композиции частично удаляются летучие компоненты. Это позволяет вспенивать композицию под давлением в обычной пресс-форме и получать пенопласт повышенной плотности от 700 до 900 кг/м3, как сформулировано в задачеPreparatory operations include: melting the composition, cooling the molten composition, grinding and mixing the composition with the filler. As a result of melting, volatile components are partially removed from the composition. This allows you to foam the composition under pressure in a conventional mold and to obtain a foam of increased density from 700 to 900 kg / m 3 , as formulated in the task
Вспенивание под давлением обеспечивает получение пенопласта высокой плотности, которая обеспечивает повышенную прочность. При этом образуемая закрытоячеистая структура пенопласта обеспечивает требуемое значение теплопроводности материала. Введение в пенопласт наполнителя способствует повышению стабильности его размеров при воздействии повышенных температур. Это позволяет решить задачу корректирования показателя теплопроводности при заданной плотности.Foaming under pressure provides a high density foam, which provides increased strength. In this case, the closed-cell foam structure formed provides the required value of the thermal conductivity of the material. The introduction of a filler in the foam helps to increase the stability of its size when exposed to elevated temperatures. This allows us to solve the problem of adjusting the thermal conductivity at a given density.
Теплофизические и прочностные характеристики пенопластов на основе фенолформальдегидных смол находятся в прямой зависимости от их плотности и свойств используемого наполнителя. Таким образом, повышение плотности и введение пористого или полого наполнителя позволяют регулировать теплофизические свойства пенопласта, решая задачу сохранения его прочностных характеристик и стабилизации размеров.The thermophysical and strength characteristics of foams based on phenol-formaldehyde resins are directly dependent on their density and the properties of the filler used. Thus, increasing the density and introducing a porous or hollow filler allows you to adjust the thermophysical properties of the foam, solving the problem of maintaining its strength characteristics and stabilizing dimensions.
Термообработка пенопласта при повышенной температуре способствует доотверждению фенолформальдегидной смолы и удалению мономеров, образовавшихся в процессе вспенивания композиции. Это способствует стабилизации размеров изделия и решает задачу повышения термостойкости при дальнейшей его эксплуатации.Heat treatment of the foam at elevated temperatures helps to cure the phenol-formaldehyde resin and remove monomers formed during the foaming of the composition. This helps to stabilize the size of the product and solves the problem of increasing heat resistance during its further operation.
Предлагаемый способ позволяет получать наполненный пенопласт высокой плотности, а также способ применим при изготовлении пенопласта высокой плотности с заданными теплофизическими и механическими характеристиками, и не требует использования дополнительного и сложного оборудования.The proposed method allows to obtain a filled high density foam, and the method is applicable in the manufacture of high density foam with desired thermophysical and mechanical characteristics, and does not require the use of additional and complex equipment.
Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention
Рассмотрим один из вариантов реализации способа изготовления термостойкого композиционного материала.Consider one of the options for implementing the method of manufacturing a heat-resistant composite material.
Порошковую композицию для изготовления легкого пенопласта на основе фенолформальдегидных смол нагревают и выдерживают при температуре разложения порообразователя для частичного удаления летучих компонентов. Температура разложения порообразователя, используемого для вспенивания композиции, выше температуры плавления фенолформальдегидной смолы. В результате при частичном удалении летучих компонентов порошковая композиция плавится.The powder composition for the manufacture of lightweight foam based on phenol-formaldehyde resins is heated and kept at the decomposition temperature of the blowing agent to partially remove volatile components. The decomposition temperature of the blowing agent used to foam the composition is higher than the melting point of the phenol-formaldehyde resin. As a result, with the partial removal of volatile components, the powder composition melts.
Выдержка порошковой композиции при температуре разложения пенообразователя способствует частичному удалению образующихся при этом газообразных веществ, что способствует снижению давления газа внутри пресс-формы при дальнейшем вспенивании порошкового полуфабриката под давлением в обычной пресс-форме и получению пенопласта повышенной плотности от 700 до 900 кг/м3, как сформулировано в задаче.Exposure of the powder composition at the decomposition temperature of the blowing agent promotes the partial removal of gaseous substances formed during this, which helps to reduce the gas pressure inside the mold during further foaming of the semi-finished product under pressure in a conventional mold and to obtain a foam with an increased density of 700 to 900 kg / m3, as stated in the task.
Далее расплав охлаждают до комнатной температуры, измельчают и смешивают с наполнителем. Перемешивание композиции с наполнителем можно проводить в обычно используемых смесителях для порошковых материалов.Next, the melt is cooled to room temperature, ground and mixed with a filler. Mixing the composition with the filler can be carried out in commonly used mixers for powder materials.
Введение полого наполнителя в композицию способствует повышению стабильности размеров пенопласта в процессе его эксплуатации.The introduction of a hollow filler in the composition helps to increase the dimensional stability of the foam during its operation.
Приготовленную композицию загружают в пресс-форму. Пресс предварительно разогревают до температуры (105±5)°C с целью более быстрого и равномерного прогрева композиции в пресс-форме. Композицию, прогретую до температуры плавления смол, прессуют при удельном давлении от 0,15 до 0,34 МПа. Применение такого низкого давления прессования позволяет сохранить целостность структуры применяемого наполнителя.The prepared composition is loaded into the mold. The press is preheated to a temperature of (105 ± 5) ° C in order to more quickly and uniformly warm the composition in the mold. The composition, heated to the melting temperature of the resins, is pressed at a specific pressure of 0.15 to 0.34 MPa. The use of such a low pressing pressure allows you to maintain the integrity of the structure of the filler used.
В таблице 1 приведены варианты технологии формования заготовки пенопласта заданной плотности.Table 1 shows the technology options for forming a foam blank of a given density.
В примере 1 пресс-форму с порошковой композицией помещают на пресс, температура плит которого соответствует комнатной. Композицию прессуют при удельном давлении от 49 до 60 МПа и нагревают. По достижении температуры плавления композиции давление на форму снижают до 0,12-0,17 МПа. В данном случае возникает проблема контроля плотности получаемой заготовки пенопласта. При таком способе формования прогрев формы с композицией происходит быстро, однако, этот способ требует применения очень высокого давления при формовании крупногабаритных заготовок, которое может привести к разрушению части наполнителя (в случае применения микросфер) в результате чего увеличивается значение теплопроводности материала.In example 1, a mold with a powder composition is placed on a press, the temperature of the plates of which corresponds to room temperature. The composition is pressed at a specific pressure of 49 to 60 MPa and heated. Upon reaching the melting temperature of the composition, the pressure on the mold is reduced to 0.12-0.17 MPa. In this case, the problem arises of controlling the density of the resulting foam blank. With this molding method, heating the mold with the composition takes place quickly, however, this method requires the use of very high pressure when molding large workpieces, which can lead to destruction of part of the filler (in the case of using microspheres), as a result of which the thermal conductivity of the material increases.
Условия формования заготовки, предложенные в примерах 2 и 3, исключают необходимость применения высокого давления, что способствует сохранению целостности наполнителя. Однако предварительный прогрев плит пресса до температуры (105±5)°C при помещении в него пресс-формы с композицией в примере 3 позволяет сократить продолжительность прогрева композиции.The conditions for forming the workpiece proposed in examples 2 and 3, eliminate the need for high pressure, which helps to maintain the integrity of the filler. However, preheating the press plates to a temperature of (105 ± 5) ° C when placing the mold with the composition in Example 3 reduces the heating time of the composition.
Вспенивание композиции при нагреве ее до температуры разложения порообразователя под давлением способствует образованию равномерной закрытоячеистой структуры пенопласта, которая обеспечивает ему необходимую теплопроводность.Foaming of the composition when it is heated to the decomposition temperature of the blowing agent under pressure promotes the formation of a uniform closed-cell foam structure, which provides it with the necessary thermal conductivity.
Вспенивание и отверждение композиции проводят по ступенчатому режиму, так как это обеспечивает более полный процесс отверждения фенолформальдегидной смолы, входящей в порошковую композицию. Отверждение композиции происходит при дальнейшем нагреве ее до температуры отверждения смол, входящих в композицию.Foaming and curing of the composition is carried out in a stepwise mode, since this provides a more complete curing process of the phenol-formaldehyde resin included in the powder composition. The curing of the composition occurs when it is further heated to the curing temperature of the resins included in the composition.
После отверждения композиции пресс-форму охлаждают и разбирают, полученную заготовку пенопласта термообрабатывают при максимальной температуре эксплуатации пенопласта. Продолжительность термообработки пенопласта определяют из расчета 1 мин на 1 мм толщины заготовки. Термообработка отвержденного пенопласта также способствует повышению стабилизации размеров пенопласта за счет доотвержения фенолформальдегидных составляющих и удаления остатков летучих компонентов, а также стабилизации коэффициента линейного термического расширения пенопласта в более широком диапазоне температур. Подтверждающие это результаты экспериментов приведены в таблице 2.After curing the composition, the mold is cooled and disassembled, the resulting foam blank is heat treated at the maximum operating temperature of the foam. The duration of the heat treatment of the foam is determined at the rate of 1 min per 1 mm of the thickness of the workpiece. Heat treatment of cured foam also helps to stabilize the size of the foam by post-curing the phenol-formaldehyde components and removing residual volatile components, as well as stabilizing the coefficient of linear thermal expansion of the foam over a wider temperature range. The experimental results confirming this are shown in Table 2.
Из таблицы 2 видно, что введение в порошковую композицию наполнителя позволило снизить усадку пенопласта в процессе эксплуатации. Проведение термообработки позволяет стабилизировать термическое поведение пенопласта в более широком диапазоне температуры, повысить ее верхний предел до 205-213°C.From table 2 it is seen that the introduction of a filler in the powder composition allowed to reduce the shrinkage of the foam during operation. Carrying out heat treatment allows you to stabilize the thermal behavior of the foam in a wider temperature range, to increase its upper limit to 205-213 ° C.
В результате выбранной технологии были изготовлены заготовки пенопласта с наполнителем и без него плотностью от 700 до 900 кг/м3 с заданными теплофизическими характеристиками из фенольной порошковой композиции для получения легкого пенопласта. Характеристики пенопласта с наполнителем и без него приведены в таблице 3.As a result of the selected technology, foam blanks were made with and without filler with a density of 700 to 900 kg / m 3 with the specified thermophysical characteristics from a phenolic powder composition to produce a lightweight foam. The characteristics of the foam with and without filler are shown in table 3.
Из таблицы 3 видно, что необходимое значение коэффициента теплопроводности может быть достигнуто при изготовлении пенопласта без наполнителя средней плотностью 730 кг/м3. Введение наполнителя позволяет повысить среднюю плотность пенопласта до 770 кг/м3, сохранив значения коэффициента теплопроводности и прочностные характеристики пенопласта.From table 3 it is seen that the required value of the coefficient of thermal conductivity can be achieved in the manufacture of foam without filler with an average density of 730 kg / m 3 . The introduction of the filler allows you to increase the average density of the foam up to 770 kg / m 3 while maintaining the values of the coefficient of thermal conductivity and strength characteristics of the foam.
Введение полого наполнителя позволяет повысить плотность и регулировать теплофизические свойства пенопласта при сохранении его прочностных характеристик, а так же в сочетании с термообработкой стабилизировать размеры заготовки.The introduction of a hollow filler allows you to increase the density and regulate the thermophysical properties of the foam while maintaining its strength characteristics, as well as stabilize the dimensions of the workpiece in combination with heat treatment.
Опытным путем были определены технологические режимы удаления части летучих компонентов, условия прессования (удельное давление, температура) и условия его термообработки. Это было выполнено с целью изготовления наполненного пенопласта высокой плотности с требуемыми характеристиками из порошковой композиции, которая производится в России и предназначена для изготовления легкого пенопласта.The technological regimes for the removal of part of the volatile components, the pressing conditions (specific pressure, temperature) and the conditions of its heat treatment were experimentally determined. This was done with the aim of manufacturing a filled high density foam with the required characteristics from a powder composition, which is produced in Russia and is intended for the manufacture of lightweight foam.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает возможность изготовления пенопласта высокой плотности с равномерной закрытоячеистой структурой на существующем оборудовании. Это подтверждает промышленную применимость предлагаемого решения.The proposed solution provides the possibility of manufacturing high density foam with a uniform closed cell structure on existing equipment. This confirms the industrial applicability of the proposed solution.
Достигаемый результат обеспечивается не только наличием известных отличительных признаков, но и зависит от взаимодействия его с другими существенными признаками заявляемого способа, что позволяет ему расширить свои функциональные возможности и обеспечить высокий технический результат изготовления наполненного пенопласта высокой плотности с заданными теплофизическими характеристиками. Расширенная функция, обеспечиваемая отличительными признаками, и получение неожиданного результата от использования этих признаков в совокупности с другими признаками свидетельствует о соответствии предлагаемого технического решения критерию "изобретательский уровень".The achieved result is ensured not only by the presence of known distinctive features, but also depends on its interaction with other essential features of the proposed method, which allows it to expand its functionality and provide a high technical result for the manufacture of filled high density foam with specified thermophysical characteristics. The expanded function provided by the distinguishing features, and the receipt of an unexpected result from the use of these features in conjunction with other features, indicates that the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".
При проведении анализа уровня техники, включающего поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, и выявлении источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам данного изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».When conducting analysis of the prior art, including a search by patent and scientific and technical sources of information, and identifying sources containing information about analogues of the claimed invention, no analogues were found that are characterized by features that are identical to all the essential features of this invention. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Предложенный способ может быть использован в машиностроении, авиастроении и космической технике, там, где предъявляются высокие требования по обеспечению термостойкости и теплоизоляции элементов изделий. Предложенный вариант осуществления способа может быть реализован на существующем в настоящее время оборудовании с использованием имеющихся материалов. Это доказывает работоспособность и подтверждает промышленную применимость способа.The proposed method can be used in mechanical engineering, aircraft building and space technology, where high demands are made on ensuring thermal stability and thermal insulation of product elements. The proposed embodiment of the method can be implemented on existing equipment using existing materials. This proves the efficiency and confirms the industrial applicability of the method.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016140566A RU2651156C1 (en) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | Method of manufacturing a heat-resistant filled high density foam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016140566A RU2651156C1 (en) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | Method of manufacturing a heat-resistant filled high density foam |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2651156C1 true RU2651156C1 (en) | 2018-04-18 |
Family
ID=61977126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016140566A RU2651156C1 (en) | 2016-10-14 | 2016-10-14 | Method of manufacturing a heat-resistant filled high density foam |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2651156C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2818123C1 (en) * | 2023-11-03 | 2024-04-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Method of producing filled polyurethane with low flammability |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU34007A1 (en) * | 1932-03-27 | 1934-01-31 | И.А. Горлов | Tool for closing of switch poles |
| SU35834A1 (en) * | 1933-02-26 | 1934-04-30 | Б.Л. Молдавский | Method for hydrogenation of naphthalene, anthracene and other aromatic hydrocarbons |
| SU593671A3 (en) * | 1975-05-31 | 1978-02-15 | Байер Аг (Фирма) | Method of obtaining expanded foam plastics |
| SU876672A1 (en) * | 1979-11-15 | 1981-10-30 | Ордена Трудового Красного Знамени Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Синтетических Смол | Method of producing porous plastic material |
| SU883103A1 (en) * | 1979-10-19 | 1981-11-23 | Научно-Исследовательский Институт Прикладных Физических Проблем Им.А.Н.Севченко При Белорусском Ордена Трудового Красного Знамени Государственном Университете Им. В.И.Ленина | Method of producing ureaformaldehyde porous plastic material |
| US5505886A (en) * | 1992-12-11 | 1996-04-09 | Utah State University Foundation | Process for densification of low density polystyrene |
| WO2012053493A1 (en) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 旭化成建材株式会社 | Phenol resin foamed plate |
| RU2011100958A (en) * | 2011-01-12 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" (RU) | METHOD FOR PRODUCING FOAM FOAM WITH PRESENT PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES |
| KR20150054301A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-20 | 오종찬 | The manufacturing method of a styrofoam panel with flame retardancy |
-
2016
- 2016-10-14 RU RU2016140566A patent/RU2651156C1/en active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU34007A1 (en) * | 1932-03-27 | 1934-01-31 | И.А. Горлов | Tool for closing of switch poles |
| SU35834A1 (en) * | 1933-02-26 | 1934-04-30 | Б.Л. Молдавский | Method for hydrogenation of naphthalene, anthracene and other aromatic hydrocarbons |
| SU593671A3 (en) * | 1975-05-31 | 1978-02-15 | Байер Аг (Фирма) | Method of obtaining expanded foam plastics |
| SU883103A1 (en) * | 1979-10-19 | 1981-11-23 | Научно-Исследовательский Институт Прикладных Физических Проблем Им.А.Н.Севченко При Белорусском Ордена Трудового Красного Знамени Государственном Университете Им. В.И.Ленина | Method of producing ureaformaldehyde porous plastic material |
| SU876672A1 (en) * | 1979-11-15 | 1981-10-30 | Ордена Трудового Красного Знамени Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Синтетических Смол | Method of producing porous plastic material |
| US5505886A (en) * | 1992-12-11 | 1996-04-09 | Utah State University Foundation | Process for densification of low density polystyrene |
| WO2012053493A1 (en) * | 2010-10-18 | 2012-04-26 | 旭化成建材株式会社 | Phenol resin foamed plate |
| RU2011100958A (en) * | 2011-01-12 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" (RU) | METHOD FOR PRODUCING FOAM FOAM WITH PRESENT PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES |
| KR20150054301A (en) * | 2013-11-11 | 2015-05-20 | 오종찬 | The manufacturing method of a styrofoam panel with flame retardancy |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2818123C1 (en) * | 2023-11-03 | 2024-04-24 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" | Method of producing filled polyurethane with low flammability |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6651754B2 (en) | Method for producing reaction sintered silicon carbide member | |
| US10336641B2 (en) | Method for producing a foam glass with high open pore content | |
| TWI656152B (en) | Prefoaming of poly (meth) acrylimide particles for subsequent foam moulding enclosed moulds | |
| CN101439852A (en) | Method for preparing open cell type phenolic resin based foam carbon by one-step process | |
| JP2015108126A (en) | Method for recycling fluororesin | |
| TW202039665A (en) | Novel foaming process for production of foam materials | |
| CN113943408B (en) | Polymer-based composite material foaming part and preparation method thereof | |
| RU2651156C1 (en) | Method of manufacturing a heat-resistant filled high density foam | |
| JP2011500499A (en) | Method for forming structured and sintered articles | |
| RU2560619C2 (en) | Production of electrical carbon articles | |
| CN105073371A (en) | Method for continuous pmi foam production | |
| RU2542077C1 (en) | Method of obtaining open-pore material based on glassy carbon | |
| US5304338A (en) | Carbon fiber reinforced polyimide composites | |
| RU2444416C2 (en) | Method of producing article from foamed aluminium-based laminar composite material | |
| CN105992794A (en) | Process for the production of crosslinked PVC foams and compositions used for the embodiment of said process | |
| RU2444417C1 (en) | Method of producing article from foamed aluminium-based composite material | |
| CN108620574B (en) | Forming agent, feed and preparation method thereof, green body and preparation method thereof | |
| US12043718B2 (en) | Process for producing poly(meth)acrylimide materials | |
| CN112961457A (en) | 3D printing method | |
| KR101567530B1 (en) | Manufacturing method for Resin Coated Sand Using the Recycled silica sand | |
| RU2528842C1 (en) | Method of making components from ultrafine porous polymer material | |
| KR20190014269A (en) | Highly-durable graphite tray for heat treatment and method for preparing the same | |
| TW201806726A (en) | Shorter cooling phase in foaming of polymer particles through use of additives that increase thermal conductivity | |
| JP2004291462A (en) | Method for manufacturing billet consisting of residual material of tetrafluoroethylene resin and recycling system | |
| JP2014058413A (en) | Ceramic preform, and method for producing the same |