Теплоизоляционная масса

 

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ МАССА, включающая каолиновое волокно,огнеупорную глину, прлиакриламид, связующее и тонкодисперсный наполнитель , отличающаяся . тем, что, с целью повышения механической прочности и термостойкости, она содержит в качестве связующего водный раствор алюмохромфосфата, а в -качестве тонкодисперсного напол . нителя - тальк, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Каолиновое волокно 23,8-56,5 Огнеупорная глина 2,0-15,0 Иолиакриламид 6,2-1,0 Водный раствор алю i мохромфосфата 17,5-35,0 Тальк10,0-40,0 W

09) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

МЯ) С 04 В 43 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

17,5-35,0 ю

10,0-40,0

РОСУДАРСТЮЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП(РЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3436723/29-33 (22) 13.05.82 .(46) 07.02.84. Бюл. )) 5 ..(72) A.Ì. Гринева, Г.С. Распутько .

В.В. Чурилов и В.М. Гринев (71) Харьковский политехнический институт им. В.И. Ленина (53) 662.998(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

9 622781, кл. С 04 В.19/04, С 04 В 43/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 540841, кл. С 04 В 43/02, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке )) 2671147/29-33, кл. С 04 .В 43/02, 1978. (54)(57) ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ МАССА, включающая каолиновое волокно, огнеупорную глину, полиакриламид, связующее и тонкодисперсный наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности и термостойкости, она содержит в качестве связующего водный раствор алюмохромфосфата, а

s качестве тонкодисперсного наполнителя - тальк при следующем соотяошении компонентов, мас.Ъ:

Каолиновое волокно 23,8-56,5

Огнеупорная глина 2,0-15,0

Полиакриламид 0,2-1,0

Водный раствор алюмохромфосфата

Тальк

1071615

Изобретение относится к области огнеупорных теплоизоляционных материалов, предназначенных для изоляции тепловых .агрегатов, а также для теплоизоляции прибыльных надставок при разливке стали.

Выпускаемые в настоящее время промышленностью теплоизоляционные изделия на основе каолинового волокна и дисперсии поливинилацетата в качестве связки обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, однако имеют недостатки. Во-первых, эти изделия используются одноразово, так как органическая связка - поливинилацетатная дисперсия — разру- 15 шается при 260 С, что ведет к потере прочности и разрушению самих из-: делий. Во-вторых, стоимость таких иэделий очень высокая (каолиновое волокно и поливинилацетатная связка дорогостоящие материалы). Необходимо получить теплоизолчционные изделия многократного использования для службы при высоких температурах и значительно удешевить такие изделия путем замены связующего на более огнестойкое и дешевое, а также частичной замены дорогого каолинового волокна более дешевыми материалами, обладающими a то же время хорошими огнеупорными и теплоизоляционными свойствами.

Известен состав теплоизоляционных материалов, включающий алюмоси,ликатные волокна и неорганическую тонкодисперсную связку 11 . 35

Недостатком этой массы является многокомпонентность и сложность технологии. Кроме того. теплоиэоляционные иэделия,из этой массы характеризуются большой кажущейся плотностью, 40 повышенными теплопроводными и сравнительно низкими термостойкими свойствами.

Известна также масса 521 для теплоизоляционных материалов, содержащая 45 следующие компоненты, мас.Ъ:

Шамот Основа

Глина огнеупорная 8-9

Волокно каолиновое 10-12

ПАВ 0,5-1,0

Недостатком этой массы является .повышенная кажущаяся плотность, Недостаточно высокая механическач проч- ность в необожженном виде, сравнитель- . но невысокая термостойкость, а также повышенная теплопроводность. Кроме того, введенное каолиновое волокно в сухую массу распределяется неравномерно по объему массы, что обуславливает неравнозначность свойств.

Волокна, обладая низкими адгезионными свойствами, как бы разъединяют исходные компоненты, что ведет к снижению механической прочности иэделий в необожженном виде. 65

Наиболее близкой к изобретении по технической сущности и достигаемому результату является теплоиэоляционная масса 31,включающая, мас.Ъ:

Каолиновое волокно 76-90

Огнеупорная глина 4-9

Полиакриламид 1-3

Органическая связка 4-9

Тонкодисперсный огнеупорный наполнитель 1-3

Недостатком данной массы является то, что содержащаяся в ней органическая связка (поливинилацетат,сопблимер винилацетата с дибутилмалеинатом} при нагревании до 260 С разрушается, а изделия из такой массы теряют способность упруго деформировать-,, ся. Дальнейшее повышение температуры ведет к выгоранию органики и к дальнейшей усадке, потере механической прочности, повышению пористости и газопроницаемости массы. Изделия из такой массы не могут исполь° эоваться многократно, а также непосредственно в соприкосновении с огнем, так как очень низкий предел прочности при сжатии (0,76-2,0 кг/см )

1 потенциальная причина создания,аварийной ситуации.

Цель изобретения повышение механической прочности и термостойкости, цель достигается тем, что теплоизоляционная масса, включающая каолиновое волокно, огнеупорную глину, полиакриламид связующее и тонкодис-! персный наполнитель, содержит в качестве связующего водный раствор алюмохромфосфата, а.в качестве тонкодисперсного наполнителя — тальк при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ|

Каолиновое волокно 23,8-56,5

Огнеупорная глина 2,0-15,0

Полиакриламид 0,2-1,0

Водный. раствор алюмохромфосфата 17,5-35,0

Тальк 10,0-40,0

Приготовление теплоизоляционной массы осуществляют следующим образом.

Последовательно смешивают глинисный шликер с полиакриламидом, а затем с предварительно измельченным до 5-10 мм каолиновым волокном в течение 5--7 мин. После коагуляции и осаждения глинистых частиц на во". локнах избыток воды удаляют. Созданная таким образом глинистая пленка способствует адгезионному склеиванию волокон как между собой, так и с другими твердыми частицами массы. Водный раствор алюмохромфосфатной связки (АХФС) смешивают с талькам, а затем с ранее приготовленным волокном., покрытым глинистой пленкой. Из полученной массы формуют образцы, выдерживают на возду1071615

40,5

4-9

1-3

0,2 1

:40, 10

35 17,5

Пример

t Известный

Показатели

1 ) 2

Кажущаяся плотность, г /см

0,87 0,55 0,68

0 . 2 4- 0, 3 0

Предел прочности, кг/см, при сжатии

77,6

89,1

0,76-2,0

2,4-3,2

57,7 64,-3

83,7 79,4 при изгибе

Термостойкость, циклы

800 — воздух

150 150

150

0,390 0,298 0,309

Теплопроводность, Вт/м, С

0,33-0,28

Температура применения,"С

1150 . 1200 1250

900-1200

ВНИИПИ Заказ 36/19 Тираж 606. Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4. хе в течение 1 сут, а затем подвергают термообработке в сушильном шкафу при 250-350 С. Образцы выдерживают до полного удаления влаги.

При введении в массу водного раствора алюмохромфосфатов, талька и глины происходит химическое взаимодействие молекул смазки с окислари наполнителей, а также полимеризация и поликонденсация молекул фосфатов, что способствует повышению механической прочности необожженных изделий.

При нагревании массы в процесссе сушки повышается концентрация алюмохромфосфатов.в результате удаления физической и частично химически связанной воды. Это .способствует образованию в связке новых химических соединений и усилению адгезионных связей. В результате прочность массы возрастает.

Пример 1. Иэ 2Ъ глины готовят шликер с 0,2% полиакриламида и перемешивают его с 23,83 предварительно измельченным каолиновым волокном в течение 5-7 мин. .После образования на волокнах глинистой пленки избыток воды удаляют. 35% водного раствора алюмохромфосфатов перемешивают с 40% таль ка..а затем с ранее приготовленным волокном в течение 5-.7 мин. Из полученной таким образом массы формуют образцы размером 110х110х20 мм,вы- держивают их сначала на воздухе в течение 1 сут. а затем подвергают термообработке в сушильном шкафу при 350 С до полного удаления влаги.

В примерах 2 и 3 образцы готовят .по технологии примера 1, составы масс по примерам 2 и 3 соответственно, мас.Ъ:

Каолиновое волокно 23,8 56,5 76-90

Глина огнеупорная 2 15 8

Полиакрил10 амид 0,5

Тальк 25

АХФС 26

Органическая связка 4-9

15 Тонкодиспер- сный огнеупорный наполнитель 1-3

После сушки образцы подвергают

2щ испытаниям, результаты которых приведены в таблице.

При снижении содержания каолинового волокна масса характеризуется высокими значениями кажущейся плотности и теплопроводности, а при увеличении содержании волокна и глины — значительным снижением механической прочности и ростом теплопроводности, что снижает эффективность массы как теплоизоляции;

Таким образом, данная теплоизоля. ционная масса на основе каолинового волокна характеризуется высокими значениями эксплуатационных свойств. которые позволяют многократно исЗ5 пользовать изделия, применять их в контакте с высокой температурой и значительно снизить их стоимость.