Краткий технологический процесс приготовления раствора связующего для производства минераловатных изделий

Участок нейтрализации
В настоящее время, для производства теплоизоляционных изделий (ТИИ) в подавляющем большинстве случаев используется связующее на основе карбамидо-фенол-формальдегидной резольной смолы.
Следует отметить, что чистая фенол-формальдегидная смола резольного типа (PFR – phenol-formaldehyde resin) имеет лучшие показатели физико-механических свойств ТИИ, изготовленных с её применением, лучшую стабильность в процессе эксплуатации, более высокую водостойкость, термостойкость и другие характеристики, чем смола, модифицированная карбамидом (PUFR). Введение карбамида (мочевины – urea) в резольную фенолформальдегидную смолу – вынужденный шаг, так как данный тип смол, как правило, содержит довольно значительный избыток одного из компонентов, применяемого для синтеза — свободного формальдегида (5-12 % масс.). Формальдегид при нормальных условиях является газом с резким специфическим запахом. Присутствие свободного формальдегида в растворе связующего, применяемого для производства ТИИ является крайне нежелательным фактором ввиду его горючести и токсичности.
Поэтому, с целью избавиться от избытка формальдегида, используют так называемый «процесс нейтрализации». Данный процесс представляет собой введение тёплого ( 40-450С) раствора карбамида с концентрацией 30 — 40% в товарную резольную фенолформальдегидную смолу и перемешивание в течение определённого промежутка времени, который определяется падением концентрации свободного формальдегида, до технологически приемлемой концентрации (обычно 0,5-0,3 % масс.). В зависимости от условий «нейтрализации» (температура, концентрация растворов) процесс может протекать от 2 до 8 часов. Карбамид является не единственным веществом, способным реагировать с формальдегидом, однако его выбор обусловлен прежде всего его невысокой стоимостью и безопасностью.
Для обеспечения стабильных физико-механических характеристик минераловатных изделий применяется связующее на гидролизованных фенолоспиртах. Нейтрализация гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов, содержащихся в фенолоформальдегидной смоле, достигается введением в нее раствора сульфата аммония. Для придания минераловатным изделиям водоотталкивающих свойств в раствор связующего вводится гидрофобизатор «Пента 812», также добавляют аммиачную воду в раствор связующего с целью продления срока годности смолы. В раствор добавляют обеспыливающее масло в виде водной эмульсии, так как в ходе процесса масло смешивается со смолой, для предотвращении накоплении пыли.
Технологическая схема приготовления раствора связующего включает следующие операции:

• приготовление 40 % раствора сульфата аммония;
• приготовление рабочего раствора связующего
• подача связующего на форсунки;

Последовательность приготовления 40% раствора сульфата аммония
Сернокислый аммоний для нейтрализации смолы используют в виде 40%-ного водного раствора.
В бак согласно расчету загружают взвешенное количество кристаллического сернокислого аммония и доливают необходимое количество горячей воды.
Растворение продолжается при непрерывном перемешивании в течении 30 мин., после чего проверяют концентрацию полученного раствора по плотности. Плотность 40%-ного водного раствора сернокислого аммония при 20º — 1230 кг/м3 .
Технология приготовления рабочего раствора связующего
В расходную емкость со смесителем с помощью центробежного насоса перекачивают необходимое количество смолы, включают мешалку и при непрерывном перемешивании из бака согласно рецептуре подают раствор сернокислого аммония. Перемешивание продолжают не менее 25 минут. После этого отбирают пробу раствора для определения величины рН, которая должна находиться в пределах 6,5 – 5,0.
После проверки величины рН раствора при работающей мешалке в смолу согласно рецептуре подают требуемое количество аммиачной воды.
Затем в емкость при постоянном перемешивании подают рассчитанное количество воды для разбавления смолы до требуемой рабочей концентрации. Одновременно, при постоянном перемешивании, подается расчетное количество гидрофобизатора с неионогенном типом ПАВ («Пента-812»). После полного перемешивания через 20-25 минут раствор конечной реакции готов к работе.
Подача раствора связующего на форсунки
Полученный прозрачный гомогенный раствор связующего при помощи дозирующего насоса через фильтр-отстойник и распылительное устройство (форсунки) – в камеру волокноосаждения. При приготовлении рабочего раствора связующего необходимо соблюдать последовательность введения компонентов. При несоблюдении последовательности может произойти коагуляция смолы в баках и трубопроводах. Также не допускается смешение смол.