NO155189B - Celle for eggeske, samt fremgangsmaate ved fremstilling av en vertikalt langstrakt, hul, tynnvegget stoetpute paa en sidevegg i en celle i en eggeske. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av et ildsikkert ureaformaldehydskum.

Nærværende oppfinnelse vedrører en

fremgangsmåte for å fremstille et ildsikkert ureaformaldehydharpiksskum.

Det er kjent å fremstille ureaformaldehydharpiksskum ved å herde skummede

vandige ureaformaldehydharpiksoppløs-ninger med et surt herdningsmiddel fulgt

av tørkning for å eliminere gjenværende

vann. Enten kan den vandige ureaform-aldehydharpiksoppløsning eller den vandige herdningsmiddelsoppløsning (dvs. en

vandig oppløsning av et surt materiale)

først omdannes til et skum ved å innsette

et skumningsmiddel i den, som et over-flateaktivt middel, fulgt av skumfremstil-ling, for eksempel ved å piske opp oppløs-ningen i et piskeapparat eller å atomisere

luft eller annen inert gass i oppløsningen.

Skummet tolandes så med den annen komponent, hvorpå syren i herdningskompo-nenten virker til å modne og herde det

harpiksaktige skum uten at dette faller

sammen. Gjenværende vann kan elimine-res ved tørkning i romtemperatur eller ved

svakt forhøyede temperaturer.

Ureaformaldehydharpiksskum er an-vendelig for isoleringsformål og kan av-settes umiddelbart etter fremstillingen av

skummet, dvs. før herdning og tørkning, på

de konstruksjonene som skal isoleres, for

eksempel i hulrom i veggene og tak i byg-ninger og andre konstruksjoner. Slike skum

har den ytterligere fordel i det vesentlige

å være ildsikre, vanligvis i tilstrekkelig

grad til å kunne klassifiseres som «Self-extinguishing» etter prøver utført ifølge

ASTM testmetode D-1692-59T, slik som det vil beskrives mer fullstendig nedenfor.

Ved herdnings- og tørkningsprosessen har imidlertid vanlig fremstilt ureaformaldehydharpiksskum den ulempe i gjen-nomgå utstrakt krympning, som ofte fører til en lineær krympning på opp til 10 pst. eller mer. Denne tendens til å krympe be-grenser anvendeligheten av slikt skum for isoleringsformål, og når de anvendes for bolig eller andre bygningsisolasjoner, hvor vegg og takhulrom fylles med friskt fremstilt skum, fåes isolering, som, etter herdning og tørkning, ikke lenger fullstendig fyller hulrommene, men etterlater ikke-isolerende tomrom over de behandlede arealer.

Det er nå blitt funnet at tilsetningen av en liten mengde polyetylenglykol til ureaformaldehydharpiksoppløsningen for skumning reduserer den lineære krympning av de ferdige herdede og tørkede harpiks-skum så betraktelig at de ikke lenger har noen ulempe i dette henseende. For eksempel reduserer tilsetning til harpiksoppløs-ningen av mellom ca. 14 pst. og ca. 30 pst.

(basert på vekten av ureaformaldehydhar-piksmasser) av polyetylenglykol med en molekylvekt, som varierer mellom ca. 200 og ca. 600, den lineære krympingen av harpiksen til ikke mer enn over 3 pst. av lengden av det friske fremstilte, fuktige skum. På den annen side har nærværet av polyetylenglykol i skummet den uheldige virk-ning å øke torenwbarheten til det gjenbliv-ende skum, slik at skummet ikke lenger er

«Self-extinguishing», men vil undergå for-brenning. Imidlertid er det i overensstem-melse med nærværende oppfinnelse blitt funnet at ved å innarbeide et dialkylalkanfosfonat i harpiksoppløsningen og bruke fosforsyre som herdningsmiddel, kan denne mangel overvinnes.

Ifølge et trekk ved oppfinnelsen er det

fremskaffet en fremgangsmåte for å fremstille et ildsikkert skum av fast ureaformaldehydharpiks, som består i (A) å fremstille et ildsikkert skum av fast ureaformaldehydharpiks, som består i fremstilling av en i det vesentlige homogent oppskummet blanding, som er fremstilt fra en vandig dispersjon av en syreherdbar ureaformaldehydharpiks, en polyetylenglykol og et ildsikringsmiddel og en oppløsning av et surt herdningsmiddel, slik som fosforsyre, fulgt av herdning av den resulterende opp-skummede blanding, og karakteristisk for fremgangsmåten er at det blandes (I) en eventuelt oppskummet dispersjon bestående (a) av en vandig oppløsning av en syreherdbar ureaformaldehydharpiks, hvilken oppløsning har et ureaformaldehydharpiks-faststoffinnhold på 50—65 vektsprosent og resten er vann, (b) 14—30 vektsprosent, basert på vekten av fast ureaformaldehydharpiks, av en polyetylenglykol, som har en molekylvekt på 200—600, og (c) som ildsikringsmiddel minst 0,6 vektsprosent, fortrinnsvis 0,6—2 vektsprosent, basert på vekten av fast ureaformaldehydharpiks, av et dialkylalkanfosfonat med formelen:

hvor R<1>, R<2> og R3, som kan være de samme eller forskjellige, hver betegner en metyl-eller etylgruppe, og (2) en vandig oppløs-ning av fosforsyre; som eventuelt inneholder oppskumningsmiddel og eventuelt er oppskummet, idet vekstforholdet mellom vandig oppløsning (2) og dispersjon (I) er fra 0,5 : 1 til 2,3 : 1, hvoretter den fremstilte blanding eventuelt oppskummes og derpå herdes på i og for seg kjent måte. Enten kan dispersj onen (1) eller den vandige oppløsning (2) skummes før det blandes med den annen komponent, eller komponentene kan først blandes og blandingen skummes.

Skummene som fremstilles ifølge nærværende oppfinnelse har lineære krymp-ningsverdier etter herdning og tørkning, på mindre enn 3 pst. og ofte mindre enn 1 pst. De klassifiseres også som «Self-extinguishing», når de prøves på ASTM prøve D-1692-59T. De har tettheter fra 0,01 til 0,04 g pr. cm<3>. De er anvendelige som iso-leringsbasrere i tak og vegger i boliger og andre strukturer, og gir egnet anvendelse hvor lettvektisolering er ønskelig.

Både fosforsyre og dialkylalkanfosfonat må være tilstede i blandingen, og de synes å utøve en virkelig synergistisk effekt, da relativt store mengder av hver av tilsetningene alene ikke gjør skummet «Self-extinguishing». Egnede dialkylalkan-fosfonater er dimetylmetanfosfonat, som er foretrukket, dietyletanfosfonat, metyl-etylenetanfosfonat og metyletylmetan-fosfonat. Mengden av dialkylalkanfosfonat skulle være minst 0,6 vektsprosent, basert på fast ureaformaldehydharpiks, for å gi et «Self-extinguishing» skum, og er foretrukket ved 0,6 til 2,0 pst. Større mengder kan brukes uten å ødelegge skummet, men mengder som er større enn ca. 2 pst. synes ikke å gi fordeler med hensyn til ildsik-rende egenskaper i skummet, og følgelig er bruk av slike mengder ikke foretrukket.

Den skummede blanding vil vanligvis inneholde skumningsmiddel. Hvor en av komponentene skummes før den blandes med den annen komponent, vil skummidlet vanligvis være tilstede i den skummede komponent. Det er ofte hensiktsmessig å skumme herdningsoppløsningen før den blandes med harpiksoppløsningen. Ved en utførelsesform inneholder den skummede vandige oppløsning av fosforsyre 2—6 pst., særlig 2—4 pst. fosforsyre og 2—8 pst. av et vanlig skummende middel, slik som en al-kylarylsulfonsyre, alkylsulfat eller alkylsul-fonat, for eksempel 2—5 pst. «Nacconol SZA» (en blanding av alkyl aryl-sulfon-syrer) og disse prosent-deler er basert på den totale vekt av den skummede oppløs-ning. Denne herdningsoppløsning omdannes til et skum, for eksempel ved å atomisere luft eller annen inert gass i oppløs-ningen.

Blandingen av harpiksoppløsningen og herdneroppløsningen kan utføres i en blan-dingstank eller en skumnlngspistol, og det resulterende skum kan leveres til en form eller til en hulning til hvilken det er ønskelig å tilføre et isolerende materiale og holdes i et slikt hulrom inntil skummet har herdnet ved handlingen til herdnings-katalysatoren og i det vesentlige alt vann har fordampet.

Det molare forhold av formaldehyd til urea i ureaformaldehydharpiksen i fortrinnsvis fra 1,5 : 1 til 2,2 : 1, vanligvis ca. 2:1. Ved en foretrukket fremgangsmåte fremstilles harpiksoppløsningen som brukes, som følger: Formaldehyd og urea om-settes i et 2 til 1 mol-forhold. De riktige mengder formaldehyd og urea oppløses i vann for å gi en 50 pst. til 55 pst.s opp-løsning. Noen få prosent av etylen-glykol tilsettes, og pH for oppløsningen justeres til 8 med 4 n NaOH. Den resulterende opp-løsning oppvarmes til 95° C og holdes der i 30 minutter. På dette punkt justeres pH for oppløsningen til 4,5 med 4 n maursyre, og oppløsningen oppvarmes ved ca. 100° C i 10 til 30 minutter. Denne «syre-reaksjon» utføres over en tidsperiode, slik at en prøvedel av harpiksoppløsningen forblir klar, når den avkjøles til 25° C. Syrereak-sjonen fortsettes også lenge nok til å gi en oppløsning med en viskositet på 15 til 30 centipoises ved 25° C. Når syrereaksjo-nen er fullendt, slik som det bestemmes ved de forannevnte to kriteria, justeres pH for oppløsningen til 7,5 til 8,0 med 4 n NaOH, og oppløsningen avkjøles til omgi-velsestemperatur hurtigst mulig. Når opp-løsningen er kald, tilsettes noen få prosent ammoniumkarbonat eller ammoniumtoikar-bonat for å minske formaldehydlukten. Etter at denne tilsetning er fullført, tilsettes polyetylenglykol med en gjennom-snitts molekylvekt på 200—600 i en mengde på 14 pst. til 30 pst., basert på ureafor-maldehydharpiksoppløsninger, og dimetyl-etanfosfonat tilsettes, for å gi 0,6 pst. til 2,0 pst. basert på faste harpikser. Harpiks som er fremstilt på denne måte kan lagres i minst to måneder.

For blanding av harpiksoppløsningen med den skummede herdningsoppløsning, er det foretrukket å tilsette ytterligere urea for å senke mol-forholdet mellom formaldehyd til total urea til 1,5 : 1 til 1,7.: 1.

De nye ureaformaldehydharpiksskum-mene som oppnås med fremgangsmåten som beskrevet ovenfor, danner en del av nærværende oppfinnelse. De er sammen-satt av mellom 12 og 22 vektsprosent av polyetylenglykol med molekylvekt mellom 200 og 600, mellom 0,4 og 1,7 vektsprosent av dialkylalkanfosfonat som beskrevet ovenfor, og mellom 1,0 og 5,0 vektsprosent av fosforsyre, og resten er fast ureaformaldehydharpiks.

ASTM D-1692 prøven, som er beskrevet ovenfor utføres ved å fremstille en plast-skumprøve 5 x 15,25 x 1,25 cm, og merke hver prøve over bredden med to linjer 2,5 og 12,7 cm fra den ene enden av prøven. Ved fremstilling av testen understøttes prøvene flytende på trådnett og anbringes horisontalt med en ende, som berører en oppbøyet del av understøttelsen. En Bun-sen-torenner med «wing-top» plaseres under en oppbøyet ende av understøttelsen med en kant av flammen i linje med den vertikale seksjon av trådnettet og den andre enden av kanten av flammen strek-ker seg til frontkanten av prøven, og senteret for flammen er direkte under senteret på prøven. Brenneren fjernes etter 1 minutt eller når flammen når det første målmer-ket. Hvis intet tegn på antennelse sees etter fjerning av flammen, betegnes prøven som ikke-brennende ved denne test. Hvis prøven fortsetter å brenne etter fjerning av flammen, og brenner forbi det annet målmerke, betegnes den som brennende ved denne test. Hvis prøvestykket brenner stadig, når det utsettes for flammen, men ikke brenner forbi det annet målmerke ved fjerning av flammen, betegnes den som selv-slukkende ved denne test.

Lineær krymping av skummet måles ved å mate det omhyggelig blandede urea-formaldehyd-surt-herdningsskum til en hullform 2,4 m lang, 30 cm bred og 10 cm høy (formen anvendes horisontalt for å simulere hulrommene i taket i et beboel-seshus). Hulrommet fylles fullstendig, og får deretter forbli ved omgivelsens romtemperatur (ca. 20—30° C) i to uker, hvoretter lengden av skumstykket i panelet måles. Et normalt ureaformaldehydskum av den karakter som beskrives heri, men som ikke inneholder noen polyetylenglykol, vil ofte krympe til 10 pst. eller mer av lengden og etterlater områder opp til 12,5 cm på hver ende av panelet, dvs. så mye som 25 cm eller mer av det totale ikke-fylte området ved endene av panelet.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen. Deler betyr vektdeler der noe annet ikke er angitt.

Eksempel 1.

En harpiksutgangsoppløsning ble fremstilt ved å blande 66 deler av ca. 37 pst. formalin ekvivalent til 24 deler formaldehyd, 24 deler urea og 1 del etylenglykol. Blandingen ble justert til pH 8,0 med 4 n natriumhydroksyd, oppvarmet til ca. 95° C og holdt ved denne temperaturen i 30 minutter. pH senkes gradvis til 5,5 i løpet av denne tiden. Oppløsningens pH ble derpå senket til 4,5 med 4 n maursyre, og opp-løsningen oppvarmet ved 96° C til 103° C i ytterligere 10 minutter. Oppløsningen var på dette punkt vannoppløselig, viskositeten var 25 centipoises ved 25° C, og oppløsnin-gen forble klar, da en testporsjon ble av-kjølt til 25° C. pH ble hevet til ca. 8,5 med 4 n natriumhydroksyd, og harpiksen ble avkjølt til romtemperatur (ca. 25° C). Til den avkjølte harpiks ble det tilsatt 0,8 deler polyetylenglykol med en gjennomsnittlig molekylvekt på 300 og 0,5 deler dimetylmetanfosfonat. Harpiksoppløsningen ble igjen justert til pH 8,0 med 4 n natriumhydroksyd. Viskositeten til den resulterende harpiks var 27 centipoises ved 25° C, som målt på en Brookfield modell LVF visko-meter. Før anvendelse, ble 6 deler urea oppløst i harpiks for å justere formaldehyd til urea molforholdet fra 2,0 til 1,6.

En herdningsoppløsning ble fremstilt ved å blande 4 deler «Nacconol SZA», (en alkylbenzensulfonsyreblanding), 4 deler 85 pst. fosforsyre og 92 deler vann.

Skummet ble fremstilt ved å atomisere luft inn i 1600 deler av herdningsoppløs-ningen og blande 800 deler harpiksoppløs-nihg med den i et blandekammer og la skummet flyte inn i egnede former, hvor det herdes i løpet av få minutter ved romtemperatur. Skumtettheten var ca. 0,02 g pr. cm<*> etter tørking i to uker ved romtemperatur. Krympingen var mindre enn 1 pst. på lineær basis. Det tørkede skum ble betegnet som å være selvslukkende. når det ble undersøkt i samsvar med ASTM D-1692-59T.

Eksempel 2.

En harpiksoppløsning ble fremstilt ved å oppvarme en blanding av 100 deler UF konsentrat 85 (ekvivalent til 15 deler vann. ca. 60 deler formaldehyd og ca. 25 deler urea), 35 deler urea, 2,5 deler etylenglykol og 90 deler vann i 30 minutter ved ca. 95° C. pH var først 8, senere senket til ca. 6.3. pH ble derpå 6,3 til 5,4 med 4 n maursyre. Oppløsningen ble oppvarmet i ytterligere 10 minutter ved 96° C—104° C, ble derpå nøytralisert med 4 n natriumhydroksyd til pH 8,0 og avkjølet til romtemperatur (25° C). Oppløsningen var klar og hadde en viskositet på 16 centipoises. To deler ammoniumbikarbonat, 15 deler urea og 24 deler polyetylenglykol med molekylvekt 300 ble tilsatt til harpiksen og pH til 8,0 med 4 n natriumhydroksyd. Den resulterende harpiksoppløsning hadde en viskositet på 23 centipoises og formaldehyd-urea molforhold på 1,6. Før skumning ble det innblandet 0,5 deler dimetylmetanfosfonat i 100 deler av harpiksoppløsnin-gen.

Et isolerende skum som fremstilles som beskrevet i eksempel 1 bortsett fra at for-anangitte harpiksoppløsning erstattes med harpiksoppløsningen i eksempel 1. Det resulterende skum viste seg identisk med skummet i eksempel 1. Det hadde en krympning på mindre enn 1 pst. og betegnes som selv-slukkende, når det prøves i samsvar med ASTM D-1692-59T.

Bruk av dietyletanfosfonat i foranstå-ende eksempler gir lignende resultater.

Eksempel 3.

For å illustrere den synergistiske effekt til dimetylmetanfosfonat i harpiksoppløs-ningen og fosforsyre i herdningsoppløsnin-gen, ble en rekke skum fremstilt hvor polyetylenglykol ble tilsatt til harpiksoppløs-ningen med intet dimetylmetanfosfonat, og disse harpikser ble blandet og herdet med forskjellige (2) skumherdnere, den ene inneholdt fosforsyre og den andre svovelsyre som herdningsmiddel. Separate deler av en annen harpiksoppløsning, som inneholdt som tilsetninger både polyetylenglykol og

dimetylmetanfosfonat, ble herdet med forskjellige skumherdningsmidler, det ene

inneholdt fosforsyre, det annet svovelsyre som herdningsmiddel. Av de 4 skum, som fremstilles på denne måte, betegnes bare skummet som inneholdt dimetylmetanfosfonat i harpiksoppløsningen og fosforsyre i skumherdneren som selv-slukkende i ASTM ildprøven.

Detaljer ved fremstilling av skum og resultater av ASTM skumflambarhetsprø-ver gis nedenfor.

Harpiksoppløsning A ble fremstilt ved å oppvarme en blanding med 100 deler UF konsentrat 85 (ekvivalent til 15 deler vann, ca. 60 deler formaldehyd og ca. 25 deler urea), 35 deler urea, 2,5 deler etylenglykol og 90 deler vann i 30 minutter ved ca. 95° C. pH var først 8, senere senket til ca. 6,3. pH ble derpå senket fra 6,3 til 4,5 med 4 n maursyre. Oppløsningen ble oppvarmet i ytterligere 10 minutter ved 96° C— 104° C, og ble derpå nøytralisert med 4 n natriumhydroksyd til pH 8,0 og avkjølt til romtemperatur (25° C). To deler ammoniumkarbonat, 15 deler urea og 24 deler polyetylenglykol med molekylvekt 300 ble satt til harpiksen, og pH ble derpå justert til 8,0 med 4 n natriumhydroksyd. Den resulterende harpiksoppløsningen hadde en viskositet på 23 centipoises og formaldehyd-urea molforhold på 1,6.

Harpiksoppløsning B ble fremstilt ved å blande 99,5 deler av harpiksoppløsningen A med 0,5 deler dimetylmetanfosfonat.

Herdningsoppløsningen A og B ble fremstilt på følgende måte:

(A)

Svovelsyre-herdningsoppløsning:

Fire deler «Nacconol SZA» (en alkylbenzen- svovelsyre),

1 del 96 pst. H2SO,, og 95 deler H20.

(B)

Fosforsyre-herdningsoppløsning:

Fire deler «Nacconol SZA» (en alkylbenzen- svovelsyre), 4 deler 85 pst. H3P04 og 92 deler H20. Skum ble fremstilt fra alle fire kom-binasjonene av de foran angitte harpiks-oppløsningene A og B og herdningsoppløs- ninger A og B. Skum ble fremstilt ved å skumme 1600 deler av herdningsoppløsnin-gen A og B ved å blande 800 deler harpiks A -eller B med den i et blandingskammer og la skummet flyte til egnede former, hvor det herdnet i løpet av få minutter ved romtemperatur. Skumtettheten var ca. 0,015 til 0,02 g/cm<3> etter tørking i to uker ved romtemperatur. Resultatene av flambarhets-prøvene utført på de tørkede skum er vist i den følgende tabell:

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av

et ildsikkert skum av fast ureaformaldehydharpiks, bestående i fremstilling av en i det vesentlige homogent oppskummet blanding, som er fremstilt fra en vandig dispersjon av en syreherdbar ureaformaldehydharpiks, en polyetylenglykol og et ildsikringsmiddel og en oppløsning av et surt herdningsmiddel, slik som fosforsyre, fulgt av herdning av den resulterende opp-skummede blanding, karakterisert ved at det blandes (1) en eventuelt oppskummet dispersjon bestående (a) av en vandig oppløsning av en syreherdbar ureaformaldehydharpiks, hvilken oppløsning har et ureaformaldehydharpiksfaststoff-innhold på 50—65 vektsprosent og resten er vann, (b) 14—30 vektsprosent, basert på vekten av fast ureaformaldehydharpiks, av en polyetylenglykol, som har en molekylvekt på 200—600, og (c) som ildsikringsmiddel minst 0,6 vektsprosent, fortrinnsvis 0,6—2 vektsprosent, basert på vekten av fast ureaformaldehydharpiks, av et di- alkylalkanfosfonat med formelen: hvor R<1>, R<2> og R<3>, som kan være de samme eller forskjellige, hver betegner en metyl - eller etylgruppe, og (2) en vandig oppløs-ning av fosforsyre, som eventuelt inneholder oppskumningsmiddel og eventuelt er oppskummet, idet vekstforholdet mellom vandig oppløsning (2) og dispersjon (1) er fra 0,5 : 1 til 2,3 : 1, hvoretter den fremstilte blanding eventuelt oppskummes og derpå herdes på i og for seg kjent måte.

2. Fremgangsmåte etter påstand 1, karakterisert ved at dispersjonen (1) også inneholder urea og i hvilken det molare forhold av formaldehyd til totalt urea er fra 1,5 : 1 til 1,7 : 1.

3. Fremgangsmåte etter de foregående påstander, karakterisert ved at der anvendes en oppskummet, vandig opp-løsning (2) som inneholder 2—6 vektsprosent fosforsyre og 2—8 vektsprosent av et oppskumningsmiddel, idet prosenttallene er basert på vekten av oppløsningen.