CS259303B1

CS259303B1 - Means for objects' thermoinsulating properties increase

Info

Publication number: CS259303B1
Application number: CS857625A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Lang; Jaroslav Vacha; Ivan Zlesak
Original assignee: Jaroslav Lang; Jaroslav Vacha; Ivan Zlesak
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1985-10-25
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS762585A1

Abstract

Cílem řešeni je formulace účinného prostředku pro zvýšení tepelně izolačních vlastností objektů, především průmyslových a hospodářských budov, u nichž je možno vytvořit dodatečnou izolační vrstvu pomocí pěny. Tohoto cíle se podle řešení dosáhne modifikovanou močovinoformaldehydovou pryskyřici připravitelnou reakci 80 až 150 hmotových dílů 25 až 42 % vodného roztoku močovinoformaldehydového předkondenzátu s pH 7 až 8, dynamickou viskozitou 100 až 200 mPa.s při 20 °C a s konzistencí měřenou ve Fordově pohárku s tryskou 2,5 mm minimálně 35 s při 20 °C s 80 až 120 hmotovými díly 17 až 37% vodným roztokem kyseliny fosforečné obsahujicím 1,4 až 3,7 % hmotových dibutylnaftalensulfokyseliny připravené reakcí naftalenu s kyselinou butylsírovou, 0,3 až 1,0 % hmotové dibenzylsulfoxidu, přičemž složky reakce se mísí za tlaku 300 až 500 kPa za současného přivádění vzduchu o tlaku 400 až 800 kPa do reakční směsi.The aim of the solution is to formulate an effective one means for increasing thermal insulation properties of objects, especially industrial properties and farm buildings where possible create an additional insulation layer with foam. This goal is achieved by the solution modified urea-formaldehyde a resin-prepared reaction 80 to 150 parts by weight 25 to 42% aqueous urea formaldehyde precondensate solution with a pH of 7 to 8, dynamic viscosity 100 to 200 mPa.s at 20 ° C and with consistency measured in a Ford cup with 2.5 mm nozzle at least 35 sec 20 ° C with 80-120 parts by weight 17-17 37% aqueous phosphoric acid containing 1.4 to 3.7% by weight dibutylnaphthalenesulfoacids prepared reaction of naphthalene with butylsulfuric acid, 0.3 to 1.0% by weight of dibenzyl sulfoxide, wherein the reaction components are mixed under pressure 300 to 500 kPa with simultaneous feeding air pressure of 400 to 800 kPa to the reaction mixtures.

Description

Vynález se týká prostředku pro zvýšení tepelně izolačních vlastností objektů, především průmyslových a hospodářských budov, u nichž je možno vytvořit dodatečnou izolační vrstvu pomocí pěny.The invention relates to a means for enhancing the thermal insulation properties of objects, in particular industrial and commercial buildings, in which an additional insulating layer can be formed by means of foam.

Snižování energetické náročnosti je zcela logický proces vycházející ze skutečnosti, že energie bude, alespoň po určité období, obtížněji získávána a bude dražší. Plýtvání netechnologickou energií potom i v případě hojnosti je krajně nehospodárné. Proto proces snižování spotřeby na vytápění je možno pozorovat ve všech severoevropských a středoevropských zemích, čehož důkazem je stále klesající hodnota součinitele tepelného přestupu v platných normách. Je nesporné, že zvýšením tepelného odporu obvodového pláště obytných a hospodářských budov jsou tvořeny reálné podmínky ke snížení spotřeby tepla na vytápění, čili k úsporám energie a to je podmínka základní.Reducing energy intensity is a logical process based on the fact that energy will be, at least for a certain period, more difficult to obtain and more expensive. Wasting of non-technological energy, even in abundance, is extremely wasteful. Therefore, the process of reducing heating consumption can be observed in all North and Central European countries, as evidenced by the ever-decreasing value of the heat transfer coefficient in current standards. It is undisputed that by increasing the thermal resistance of the cladding of residential and commercial buildings, real conditions are created to reduce the heat consumption for heating, or to save energy, and this is a basic condition.

Oprava obvodového pláště a střešních konstrukcí odpovídá výhradně celospolečenským zájmům, vyžaduje obrovské náklady a úsilí. Problematické a rovněž obtížné je zajistit dodatečné izolace, především v hospodářských montovaných budovách, kde hodnoty součinitele tepelného přestupu jsou velmi vysoké a tim i tepelné ztráty vysoké. Ke zvýšení tepelného odporu se používají především minerální vlákna, jak pro izolaci vrstvených panelů, tak plochých střech. Velmi běžné je použiti polystyrenu i přes jeho zjevné nevýhody jako hořlavost, sublimace při degradaci a další. Pokud je tato izolace prefabrikovaná, je manipulace a účinnost zateplení dostatečné, problematické je však umistování takovéto izolace ve střešních prostorách obtížně přístupných, navíc opatřených výztuhami.Repairing the cladding and roof structures is solely for the sake of society, requiring enormous costs and effort. It is also problematic and difficult to provide additional insulation, especially in prefabricated buildings where the heat transfer coefficient is very high and thus the heat loss is high. Mineral fibers are used to increase thermal resistance, both for insulation of laminated panels and flat roofs. It is very common to use polystyrene despite its obvious disadvantages such as flammability, sublimation during degradation and others. If this insulation is prefabricated, the handling and efficiency of the insulation are sufficient, however, it is problematic to locate such insulation in roof spaces which are difficult to access and additionally provided with reinforcements.

V takových případech se používá modifikovaných napěněných močovinoformaldehydových předkondenzátů, ve speciálních případech polyuretanových pěn. Jejich výhodou je možnost aplikace v prakticky nepřístupných prostorách, nebot k tvorbě pěny dochází až ve směšovací hadici, pomocí stlačeného vzduchu, smícháním reakčních komponent. Vytvrzená pěna vykazuje dostatečnou mechanickou stálost, fyzikální a chemickou odolnost.In such cases modified foamed urea-formaldehyde precondensates are used, in special cases polyurethane foams. Their advantage is the possibility of application in virtually inaccessible areas, because the formation of foam occurs in the mixing hose, using compressed air, mixing the reaction components. The cured foam exhibits sufficient mechanical stability, physical and chemical resistance.

Vlastní pracovní postup tedy spočívá v tom, že lehčená pěnová hmota se vyrábí na speciální aparatuře pomocí tlakového vzduchu tak, že ve zpěňovací hadici se vytvoří ze zpěňovadla a tlakového vzduchu pěna, do které se dále vstřikuje pryskyřice. Z aparatury vychází mokrá pěna, směs napěněné pryskyřice a zpěňovadla, které se katalytickým působením kyseliny obsažené ve zpěňovadle vytvrdí a postupně vyschne na lehčenou pěnovou hmotu.Thus, the actual process consists in that the expanded foam is produced on a special apparatus by means of compressed air such that a foam is formed in the foaming hose from the foaming agent and compressed air, into which the resin is further injected. A wet foam, a mixture of foamed resin and a foaming agent, emerges from the apparatus, which is cured by the catalytic action of the acid contained in the foaming agent and gradually dried to a foamed material.

Vzhledem k obsahu minerálních nebo organických kyselin jako katalyzátoru a ke kyselé povaze zpěňovadla jako povrchově aktivní látky nutné k vytvoření pěny v tomto systému, dochází při aplikaci lehčené močovinoformaldehydové pěny ke značné korozi, především ocelových montovaných konstrukcí.Due to the mineral or organic acid content of the catalyst and the acidic nature of the foaming agent as the surfactant required to form a foam in this system, the application of expanded urea-formaldehyde foam results in considerable corrosion, particularly of steel assembled structures.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje modifikovaná pryskyřice podle vynálezu, jejíž podstata spočívá v tom, že je produktem reakce 80 až 150 dílů pryskyřice na bázi močovinoformaldehydového předkondenzátů charakterizovaného obsahem sušiny maximálně 42 %, konzistencí při 20 °C na Fordově pohárku s tryskou 2,5 mm minimálně 35 s, pH v rozmezí 7 až 8, měrnou hmotností 1,15 kg.m 3' viskozitou při 20 °C cca 150 mPa.s s 80 až 120 hmotovými díly 17 až 37 % vodného roztoku kyseliny fosforečné, obsahujícího 1,4 až 3,7 % hmotových dibutylnaftalensulfokyseliny připravené alkylaci naftalenu kyselinou butylsírovou, 0,3 až 1,0 % hmotové dibenzylsulfoxidu, přičemž složky reakce se mísí za tlaku 300 až 500 kPa za současného přivádění vzduchu o tlaku 400 až 800 kPa do reakčni směsi.The above-mentioned disadvantages are eliminated by the modified resin according to the invention, which consists in the reaction product of 80 to 150 parts of resin based on urea-formaldehyde precondensates characterized by a maximum solids content of 42%, consistency at 20 ° C on Ford cup with 2.5 mm nozzle 35 s, pH in the range 7 to 8, specific gravity 1,15 kg.m 3 'viscosity at 20 ° C approx. 150 mPa · s 80 to 120 parts by weight of 17 to 37% aqueous phosphoric acid solution containing 1,4 to 3 7% by weight of dibutylnaphthalene sulfoacid prepared by alkylating naphthalene with butylsulfuric acid, 0.3 to 1.0% by weight of dibenzylsulfoxide, wherein the reaction components are mixed at a pressure of 300 to 500 kPa while supplying air at 400 to 800 kPa to the reaction mixture.

Výhodou modifikované pryskyřice podle vynálezu je podstatně nižší tepelná vodivost ve srovnání s dosud známými pryskyřicemi tohoto typu daná řádově vyšší specifickou hmotností po vysušení, která dosahuje 20 až 30 kg.m , velmi nízký obsah volného formaldehydu, který po 10 denním měření leží pod hranicí platné státní normy. Dále pěna připravená dle vynálezu se velmi dobře osvědčila při izolaci speciálních stavebních zemědělských objektů jako drůbežárny, teletniky, kravíny a podobně, kdy byla prokázána vysoká funkčnost, snadná aplikova3 telnost s minimálním negativním ovlivněním funkčnosti stavby včetně koroze ocelových konstrukč nich prvků.The advantage of the modified resin according to the invention is a considerably lower thermal conductivity compared to the prior art resins of this type given by an orderly higher specific gravity after drying, which reaches 20-30 kg.m, a very low content of free formaldehyde, which after 10 days measurement is below state standards. Furthermore, the foam prepared according to the invention has proven to be very effective in the isolation of special construction agricultural buildings such as poultry houses, calves, cowshed and the like, where high functionality, ease of applicability has been demonstrated with minimal negative impact on building functionality.

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu, bez jakéhokoliv omezování v daném rozsahu, jsou uvedeny příklady možného provedení přípravy modifikované močovinoformaldehydové tepelné izolační pěny.To further elucidate the scope of the invention without limiting it to any extent, examples are given of a possible embodiment of the preparation of a modified urea-formaldehyde thermal insulating foam.

Příklad 1Example 1

Do tlakové směšovací pistole opatřené aplikačním nástavcem je vháněn pod tlakem 300 kPa močovinoformaldehydový předkondenzát charaktérizovaný obsahem sušiny maximálně 42 %, konzistencí při 20 °C na Fordově pohárku s průměrem trysky 2,5 mm minimálně 35 s, pH v rozmezí 7 až 8, měrnou hmotností 1,15 kg.m \ viskozitou při 20 °C cca 150 mPa.s a zpěňovadlo, které je vodným roztokem tvořeným 2,0 hmotovými díly dibutylnaftalensulfokyseliny,A urea-formaldehyde pre-condensate characterized by a dry matter content of not more than 42%, a consistency at 20 ° C on a Ford cup with a nozzle diameter of 2.5 mm at least 35 s, a pH in the range of 7 to 8, a specific gravity 150 mPa · s and a foaming agent which is an aqueous solution of 2.0 parts by weight of dibutylnaphthalenesulphonic acid,

0,5 hmotovými díly dibenzylsulfoxidu a 20 hmotovými díly kyseliny fosforečné 100% pod tlakem 300 kPa a tlakový vzduch 400 kPa tak, že vycházející pěna se skládá ze 100 dílů močovinoformaldehydového předkondenzátu a 85 dílů zpěňovadla. Takto vytvořenou pěnou je vyplněn střešní prostor montované hospodářské budovy, kde střecha je tvořena ocelovými nosníky a pokryta vlnitým pozinkovaným plechem.0.5 parts by weight of dibenzyl sulfoxide and 20 parts by weight of phosphoric acid 100% under a pressure of 300 kPa and compressed air of 400 kPa so that the effluent foam consists of 100 parts urea-formaldehyde precondensate and 85 parts foaming agent. The foam created in this way fills the roof space of the prefabricated farm building, where the roof is made of steel beams and covered with corrugated galvanized sheet.

Měřením spotřeby tepla za průměrné zimní období byla zjištěna úspora tepla 15 % a prohlídkou konstrukce za dvouleté období, přes značnou kyselost zpěňovadla, nebyly nalezeny známky napadení konstrukce korozí.By measuring the heat consumption for the average winter period, the heat savings of 15% were found and by inspection of the structure for two years, despite the considerable acidity of the foaming agent, no signs of corrosion of the structure were found.

Příklad 2Example 2

Do směšovací tlakové pistole opatřené aplikačním nástavcem je vháněn pod tlakem 350 kPa roztok pryskyřice dle přikladu 1 s vodným roztokem zpěňovadla s obsahem 2,8 hmotových dílů dibutylnaftalensulfokyseliny, 0,5 hmotových dílů dibenzylsulfoxidu a 25 hmotových dílů kyseliny fosforečné 100% pod tlakem 350 kPa. Výsledná zpěňovaná směs obsahovala na 100 dílů roztoku pryskyřice 100 dílů roztoku zpěňovadla. Tlak přidávaného vzduchu byl 600 kPa. Takto vytvořenou pěnou byla provedena izolační vrstva o síle 15 cm na dřevěné podloží mezipůdního prostoru s ocelovou konstrukcí.A resin solution according to Example 1 with an aqueous foaming solution containing 2.8 parts by weight of dibutylnaphthalenesulfoic acid, 0.5 parts by weight of dibenzylsulfoxide and 25 parts by weight of phosphoric acid 100% under a pressure of 350 kPa is blown into a mixing pressure gun equipped with an applicator. The resulting foamed mixture contained 100 parts of the foaming solution per 100 parts resin solution. The air pressure was 600 kPa. In this way, an insulating layer of 15 cm thickness was applied to the wooden substructure of the interspace with steel construction.

Měřením teploty v objektu za stejných vnějších podmínek a stejné intenzity vytápění byla zjištěna hodnota o 3 stupně Celsia vyšší než v původním objektu bez dodatečné izolaoe. Prohlídkou ocelové konstrukce po dvou letech nebyly nalezeny známky korozního napadení, dřevěná podložka rovněž nejevila známky hnilobného napadení plísněmi a houbami.By measuring the temperature in the building under the same outdoor conditions and the same heating intensity, the value was found to be 3 degrees Celsius higher than in the original building without additional insulation. Inspection of the steel structure after two years did not reveal any signs of corrosive attack, and the wood mat also showed no signs of rotting attack by molds and fungi.

Příklad 3Example 3

Do směšovací tlakové pistole opatřené aplikačním nástavcem je vháněn pod tlakem 500 kPa roztok pryskyřice dle příkladu 1 s roztokem zpěňovadla s obsahem 3,0 hmotových dílů dibutylnaftalensulfokyseliny, 0,8 hmotových dílů dibenzylsulfoxidu a 30 hmotových dílů směsi kyseliny štavelové a kyseliny fosforečné v poměru 1:2 pod tlakem 500 kPa a tlakový vzduch 700 kPa. Výsledná zpěněná směs obsahovala na 100 dílů pryskyřice 120 dílů roztoku zpěňovadla. Tlak přidávaného vzduchu byl 700 kPa. Takto vytvořenou pěnou byla provedena izolační mezivrstva dvou dřevěných stěn montované hospodářské budovy.A resin solution according to Example 1 with a foaming solution containing 3.0 parts by weight of dibutylnaphthalenesulfoic acid, 0.8 parts by weight of dibenzylsulfoxide and 30 parts by weight of a mixture of oxalic acid and phosphoric acid in a ratio of 1: 2 under a pressure of 500 kPa and a compressed air of 700 kPa. The resulting foamed composition contained 120 parts of a foaming solution per 100 parts resin. The air pressure was 700 kPa. The foam thus formed was used to insulate the two wooden walls of the prefabricated farm building.

Měřením spotřeby tepla za průměrné zimní období byla zjištěna úspora 12 % teplá proti původnímu objektu bez dodatečné izolační vrstvy. Prohlídkou konstrukce po jednoletém používání nebylo na dřevěné konstrukci nalezeno známek hnilobného napadení plísněmi a houbami.By measuring the heat consumption for the average winter period, the savings of 12% warm compared to the original building without additional insulation layer were found. Inspection of the structure after one year of use did not reveal any signs of rotting mold and fungi on the wooden structure.

Claims

Means for enhancing the thermal insulating properties of modified urea-formaldehyde resin objects obtainable by reacting 80 to 150 parts by weight of a 25 to 42% aqueous urea-formaldehyde precondensate solution having a pH in the range of 7-8, a dynamic viscosity of 100-200 mPa.s at 20 ° C and a consistency measured in a Ford cup with a 2.5 mm nozzle for at least 35 s at 20 ° C with 80 to 120 parts by weight of a 17 to 35% by weight aqueous phosphoric acid solution containing 1.4 to 3.7% by weight of dibutylnaphthalenesulfonic acid prepared by alkylating naphthalene with butylsulfuric acid; 3 to 1.0% by weight of dibenzylsulfoxide, wherein the reaction components are mixed at a pressure of 300 to 500 kPa while supplying air at a pressure of 400 to 800 kPa to the reaction mixture.