Способ получения теплоизоляционного материала

 

Изобретение относится к производству , строительных материалов, конкретно к способу изготовления вспененного теплоизоляционного материала, который можно использовать в судостроении , авиационной и энергетической прО№шшенности, в криогенной технике и других отраслях народного хозяйства , С целью сокращения энергозатрат асбест и вспученный вермикулит обрабатывают водной эмульсией жидкого углеводорода парафинового ряда и/или сложного эфира глицерина и предельных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов углерода 12- 20, стабилизированной добавками пенообразователя , затем смешивают с водой и гидрофобизатором, вспенивают водную дисперсию с одновременным введением пенообразователя, сушат и термообрабатывают, причем водная дисперсия содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%:. асб.ест вспученный вермикулит 1,3-2,7; вода 89,4- 94,9; гидрофобизатор 0,6-1,2; пенообразователь 0,8-1,6J жидкий углеводород парафинового ряда и/или сложный эфир глицерина и предельных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов углерода 12-20 0,4-1,1. Температура сущки 85-125 с, время сушки 4 ч; расход тепла на испарение влаги и нагрев воздуха 1, образцов размером 6000100040 мм в сушилке с сечением 0,24 м при скорости воздуха 1 м/с. Теплоизоляционный материал объемной массой 16-19 кг/м имеет влажность 1-2 мас.%, водопоглощение за 24 ч 140-190%, теплопроводность 0,047 - 0,05 Вт/мК, предел прочности, при расслоении 0,008-0,02 МПа, пре-, дел прочности при изгибе - не разрушается . 3 табл. i О) 00 ю о:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (19! (111

А1 (я!1 4 С 04 В 38/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4123574/29-33 (22) 07.08. 86 (46) 30,03.89. Бюл, У 12 (71) Го суд ар ственный в се союзный проектный и научно-исследовательский институт неметаллорудной промьппленности (72) Ю.Ю.Александров, С, П,Налямов, Д,П,Неклюдов и А.С,Борисов (53) 677,5 ) 1(088, 8) (56) Автор ское свидетел ьст во СССР

N 682484, кл, С 04 В 38/)0, )977.

Автор ско е свиде тел ьст во СССР

N - 1011614, кл. С 04 В 38/)О, 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУ ЧЕ НИЯ ТЕППОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к производству строительных материалов, конкретно к способу изготовления вспененного теплоизоляционного материала, который можно использовать в судостроении, авиационной и энергетической промппленности, в криогенной технике и других отраслях народного хозяйства, С целью сокращения энергозатрат асбест и вспученный вермикулит обрабатывают водной эмульсией жидкого углеводорода парафинового ряда и/или сложного эфира глицерина и

Изобретение относится к производству строительных материалов, конкретно к способу изготовления вспененно

ro теплоизоляционного материала, который можно испольэовать в судострое1 предельных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов углерода )220, стабилизированной добавками пенообразователя, затем смешивают с водой и гидрофобизатором, вспенивают водную дисперсию с одновременным введением пенообразователя, сушат и термообрабатывают, причем водная дисперсия содержит компоненты в следующем соотношении> мас.Х: асбест 2-4 вспученный верьикулит ),3-2,7; вода 89,494,9; гидрофобизатор 0,6-1,2; пенообразователь 0,8-1,6; жидкий углеводород парафинового ряда и/или сложный эфир глицерина и предельных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов углерода 12-20 0,4-1,1, Температура сушки 85-125 С, время сушки

4 ч; расход тепла на испарение влаги и нагрев воздуха 1,5 10 К образцов размером 6000 !000 40 мм в сушилке с сечением 0,24 м при скорости воздуха

1 м/с. Теплоиэоляционный материап объемной массой 16-19 кг/м имеет з влажность 1-2 мас, Е, водопоглощение за 24 ч 140-190%, теппопроводность

0,047 — 0,05 Вт/мК, предел прочности. при расслоении 0,008-0,02 МПа, пре-, дел прочности при изгибе — че разрушается, 3 табл. нии, авиационной и энергетической промпнленности, криогенной технике и других отраслях народногo хозяйства, Цель изобретения — сокращение энергоз атр ат.

1468886

Способ получения вспененного теплоизоляционного материала включает следующие операции: приготовление на быстроходной мешалке водной эмульсии; жидкого углеводорода парафинового ряда и/или сложного эфира на основе глицерина и предельных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов углерода, 12-20, стабилизированной 10 добавками вспенивателя; обработка эмульсией товарного асбеста и вермикулита; приготовление на тихоходной мешалке водной дисперсии, содержащей предварительно обработанные товарный 15 асбест и вермикулит, гидрофобизатор; одновременное введение вспенивателя и пенообразование водной дисперсии на быстроходной мешалке (1500 об/мин); сушка вспененной водной дисперсии при 20

О

85-125 С в течение 3,5-4,5 ч; термирование высушенного теплоизоляционо ного материала при 230-250 С в течение 1 ч.

Пример 1, Из 20 мп (0,47) гек-25 сена, 10 мп смачивателя СВ- 102 и

10мл воды готовят эмульсию на быстроходной мешалке при перемешивании в течение 5 мин, 60 r (27 ) товарного асбеста чет- 30 вертого сорта и 40 г (1,37) вспученного вермикулита простого рассева крупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией. В мешалку, содержащую.3 л воды (94,9X), подают обработанные эмульсией асбест и вермикулит, 22 мп (0,67) кремнийорганического гидрофобизатора (ГКЖ-94) и перемешивают на тихоходной мешалке (?00 об/мин) в течение 6 ч, Далее при !40

n=15ОО об/мин в течение 45 мин в мешалке. осуществляют пенообразование, В процессе вспенивания добавляют

10 мл СВ-102 мп и 4 мп додецилбенэосульфоната (до 0,87 пенообразователя), 45

В процессе вспенивания получают устойчивую пеномассу которая начинает медленно разрушаться после 5 ч отстоя, Полученную пенодисперсию сушат при 85-125 С в течение 3,5-4,5 ч, С целью удаления органики и придания гидрофобных свойств материалу высушенные плиты термостатируют в печи при 230-250 С. Полученные плиты не горят в пламени спиртовки, не впиты: вают воду, .Пример 2 ° Из 50 мп гектана (1,1X), 10 мл смачивателя СВ-102 и

10 мп воды готовят эмульсию на быстроходной мешалке при пер емешивании в течение 5 мин, 120 г (47.) товарного асбеста четвертого сорта и 80 г (2, ?X) вспученного вермикулита простого рассева крупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией. В мешалку, содержащую 3 л воды (89,4X) подают обработанные эмульсией асбест и вермикулит, 36 мл (1,27) кремнийорганического гидрофобизатора (ГКЖ-94) и перемешивают на тихоходной мешалке (200 об/мин) в течение 6 ч, Далее при n=1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообраэоваине. В процессе вспенивания добавляют 32 мп СВ-102 и 6 мп додецилбензосульфоната (до 1,67. пенообразователя), В процессе вспенивания получают устойчивую пеномассу, которая начинает медленно разрушаться после ? ч отстоя, В дальнейшем получение теплоиэоляционного пеноматериала осуществляют аналогично примеру 1, Полученные плиты не горят в пламени спиртовки, не впитывают воду, При мер 3. Из 30 мл гексена (0,67), 10 мл смачивателя СВ-102 и

10 .мп воды готовят эмульсию на быст- . роходной мешалке при перемешивании в теченйе 5 мин, ?5 r (2,5X) товарного асбеста чет вертого сорта и 50 г (1,?X) вспученного вермикулита простого рассева крупностью 160 мкм. обрабатывают приготовленной эмульсией. В мешалку, содержащую 3 л воды (93,47.), подают обработанные эмульсией асбест и вер- . микулит, 22,5 мп (0,8X) кремнийорганического гидрофобизатора ГКЖ-94, ГОСТ 10834-?6) и перемешивают на тихоходной мешапке (200 об/мин) в течение 6 ч, Далее при n= 1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование, В процессе вспенивания добавляют 15 мл СВ-102 (натриевая соль 2-этилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты, ТУ 6-14-?9-?6) и 5 мл додецилбензосульфоната (до 17. пенообразователя) . В процессе вспенивания получают устойчивую пеномассу, которая начинает медленно разрушаться после 6 ч отстоя.

8 дальнейшем получение теплоизоляционного пеноматериала осуществляют аналогично примеру 1. Полученные

1468 ппиты не горят в пламени спиртовки и не впитывают воду, При ме р 4, Из 20 грасплавленного свиного жира (0,47) (сложный эфир на основе глицерина и предельных карбоновых кислот), 10 мп смачивателя СВ-102 и 10 мп воды готовят эмульсию на быстроходной мешалке при перемешивании в течение 5 мин, 60 г (27) товарного асбеста четвертого сорта и 40 г (1,37.) вспученного вермикулита простого рассева крупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией. В мешалку, содержащую 3 л воды (94,97), подают обработанные эмульсией асбест и верми кулит, 22 мп (0,67 ) кремнийор ганического гидрофобизатора (ГЮК-94) и перемешивают на тихоходной мешалке в течение бч, Далее при п= 1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование, В процессе вспенивания добавляют

10 мл СВ-102 и 4 мп додецилбензосульфоната (до 0,87 пенообразователя), В проце ссе вспенив ания получают устойчивую пеномассу, которая начинает медленно разрушаться после 5 ч отстоя, В дальнейшем получение теплоизоляционного пеноматериала ведут анапогично примеру 1, Пример 5, Из 50 мп расплав-. ленного утиного жира (1,17) (сложный эфир на основе глицерина и непредельных карбоновых кислот), 10 мп смачивателя СВ-102 и 10 мл воды готовят эмульсию на быстроходной мешалке при перемешивании в течение 5 мин, 120 r (47.) товарного асбеста четвертого сорта и 80 r (2,77) вспученного вермикулита простого рассева крупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией, В мешалку, содержащую 3 л воды (89,4X), подают обработанные эмульсией асбест и вермикулит, 36 мя (1,27) кремнийорганического гидрофобизатора (ГКЖ вЂ” 84) и перемешиваютют н а тихоходной меш ал ке { 200 об/мин) в течение 6 ч, Далее при и= 1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование, В процессе вспенивания добавляют 32 мп

СВ-102 и 6 мп додецилбензосульфоната (до 1,67 пенооЦразователя). В процессе вспенивания получают устойчивую пеномассу, которая начинает медленно разрушаться после 7 ч отстоя, В даль886 нейшем получение теплоизоляционного пеноматериала ведут аналогично примеру 1.

Пример 6, Из 30 r расплавленного жира (0,67.), 10 мп смачивателя

СВ-102 и 10 мп воды готовят эмульсию на быстроходной . ешалке при перемешивании в течение 5 мин, )p 75 r (2>5X) товарного асбеста четвертого сорта и 50 г (1,7X) вспученного вермикулита простого рассева крупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией. В мешалку, содержащую 3 л воды (93,47.), подают обр абот анный эмульсией асбе ст и вер ми кули т, 22, 5 мл (0,87) кремнийорганического гидрофобизатора (Г1СК-94) и перемешивают на тихоходной мешалке (200 об/ мин) в течение 6 ч. Далее при

n=1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование, В процессе вспенивания добавляют

25 15 мл СВ-102 и 5 мп додецилбензосульфоната (до l пенообразователя), В процессе вспенивания получают устойчивую пеномассу, которая начинает медленно разрушаться после 6 ч отстоя, В дальнейшем получение теплоизоляционного пеноматериала ведут анало гично при меру 1, Пример 7. Из 16,5 расплавленного свиного жира (сложный эфир на основе глицерина и предельных карбоновых кислот) и 25 мп гексана (,в сумме 1, 17), 10 ьш смачивателя С — 102 и

i0 мп воды готовят эмульсию на быстроходной мешалке при перемешивании в течение 5 мин, 120 г (47) товарного асбеста четвертого сорта и 80 г (2,77.) вспученного вермикулита простого рассева крупностью 160 мкм обр аб атывают при45 Готовленной з мул ьсией В мешалку со держащую 3 л воды (89,47,,, подают обработанные эмульсией асбест и вермикулит, 36 мп (1,27) кремнийорганического гидрофобизатора (Г1С1-94) и перемешиваютт на тихоходной меш ал ке (200 об/мин) в течение 6 ч ° Далее при

n=1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование, В процессе вспенивания добавляют

32 мп СВ-102 и 6 мл додеиилбензосульфоната (до 1,67 пеноабразователя), В проце ссе вспенив ания получают у стойчивую пеномассу, которая начинает медленно р аз рушат ься по сле 6 ч отстоя.

1468886

В дальнейшем получение теплоизоляци- . онного пеноматериала ведут аналогично примеру 1, Пример 8. Из 16,5 мг расплавленного свиного жира (сложный эфир на основе глицерина и предельных карбоновых кислот) и 25 мп гексана (в сумме 1 ° IX) 10 мл смачивателя сукцинола 2 К и 10 мп воды готовят эмульсию на быстроходной мешалке при перемешивании в течение 5 мин, 120 r (47) товарного асбеста четвертого сорта, 80 г (2,7X) вспученного вермикулита простого рассева круп- 15 ностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией.

В мешалку, содержащую 3 л воды (89,47), подают обработанные эмульсией асбест и вермикулит, 36 мп 20 (1,2X) кремнийор ганиче ского гидрофобизатора (ГКЖ-94) и перемешивают на тихоходной мешалке (200. об/мин) в течение 6 ч, Далее при n=1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществ- 25 ляют пенообразование, В процессе вспенивания добавляют 32 мп сукцинола 2К и 6 мп додецилбенэосульфоната (до 1,67 пенообразователя), В процессе вспенивания получают устойчивую 30 пеномассу, которая начинает медленно разрушаться после 6 ч отстоя. В дальнейшем получение теплоизоляционного пеноматериала ведут аналогично примеРУ 1е

При содержании в исходной дисперсии жидкого углеводорода парафинового ряда и/или сложного эфира на основе глицерина и предельных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов 40 углерода 12-20 более 1, 1 мас. X npu . вспенивании получается неустойчивая пеномасса, которая начинает разрушаться после 2 ч, отстоя, При содержании перечисленных компонентов в ис- 45 ходной дисперсии в количестве менее

0,4 мас,X. из вспененной дисперсии значительно медленнее стекает. влага (иэ поддона 300.300 40 за 1 ч отстоя стекает 10-12Х влаги по отношению к массе влаги в образце), !

В результате предварительной обра" ботки асбеста получается устойчивая и вязкая пена, пригодная для техноло-. гии получения теплоизоляционного пеноматериала непрерывным способом (вязкость пены по воронке Форда 3035 с, пена начинает медленно paspyшаться после 5-7 ч отстоя), Сток вла-.: ги из пеномассы на начальной стадии сушки происходит значительно быстрее (из поддон а р as мером 300 < 300 i 40 мм з а

1 ч стекает 15-23Х по отношению к общему количеству влаги в пеномассе), Сток влаги наиболее интенсивно проходит в течение первых 2 ч сушки, максимальная скорость стока наблюдается к концу ч сушки. В ходе исследований процесса сушки выявлена устойчивая связ ь между интенсивностью стока влаги из .пеномассы, сокращением продолжительности сушки и уменыпением количества брака, Чем интенсивнее стекает избыток влаги, необходимый для получения пены, тем быстрее протекает процесс сушки и улучшается качество получаемого в конце сушки пеноматериала даже при применении более жестких режимов сушки, Процесс сушки образцов длится 3,54,5 ч, но образцы можно также сушить на воздухе без з атр ат электроэнергии в течение 78-84 ч, В ходе исследования для устойчивых пен .выявлена целесообразность предварительного отстоя свежеприготовленной пеномассы в течение 1-2 ч перед сушкой, При этом общее время сушки не из меня ет ся, но со кр ащае т ся коли че ство электроэнергии, з атр ачиваемое на. сушку, Конкретные составы дисперсии по предлагаемому способу указаны в табл.

1.

Физико-механические показатели вспененного теплоизоляционного материала из конкретных составов по нредла-. гаемому способу, а также по прототипу .и ТУ на этот вид материала указаны в табл.2.

В табл. 3 даны показатели, характеризующие параметры сушки образцов пено матери ал а р аз меро м 6000 < 1000 " 40 мм. Сушку осуществляют в экспери2 ментальной сушилке сечением 0,24 м при скорости воздуха 1 м/с.

Фор мул а изобретения

Способ получения теплоизоляционного материала, включающий смешивание асбеста и вермикулита с водой и гидрофобизатором, вспенивание водной дисперсии, сушку и термообработку, отличающийся тем, что, с целью сокращения энергозатрат, смесь асбеста и вермикулита предварительно

1468886 обрабатывают водной эмульсией жидкого углеводорода парафинового ряда и/или сложного эфира глицерина и предельных и непредельных карбоновых

5 кислот с числом атомов углерода 1220, а затем готовят водную дисперсию состава, мас.%:

0,6- 1,2

0,8- 1,6

2-4

Асбест

Вспученный вермикулит

Вода

1,3 - 2,7

89,4 — 94,9

0,4 — 1,1

Т аблиц а l

Компоненты Содержание компонентов в смеси, мас,7, по примеру

1 2 3 4 5 6 7 8

89 >4 89,4

4 4

2,7 2,7

89,4 93,4 94,9 89,4 93,4

4 25 2 4 25

2,7 1,7 1,3 2,7 1,7

94,9

1,3

0,8 1,6 1,0 0 8 1 6 1,0 1,6 1,6

0,6 1,2 0,8 0,6 1,2 0,8 1,2 1 ° 2 с числом атомов углерода

12-20

Oв4 1 l .0 ° 6 014 1 1 0 6 ) 1 1 1

Т аблиц а2—

Теппоизоляционвый матернап

Физико-механические свойства по про- по предлагаемому способу по примерам 1 по ТУ

21-0284

393" 2284

)8 17 19 IS 16 )7 18

15-50 16

1 5 2 7 ) 8 1 5 I 6 ) 5

250 до 240 140 180 160 170 150 180 )90 170

0,055 0,048 0,047 0,048 0 049 0,049 0,049 0,049 0,05 0,05

О,0ОВ 0,009 0,008 0,012 0,014 0,016 0,014 0,015 0,02

Вода

Асбест

Вермикулит

Пенообразо-вател ь

Гйдрофобизатор

Жидкий углеводород парафинового ряда и/или сложный эфир глицерина и предельных и непредельных карбоновых кислот

Объемная масса, кг/м 100

Влажность, мас.Ж- 3

Зодопоглощение за 24 ч, и

Теплопроводность, Вт/мК

Предел проч" ности при р ассло енин,, МПа 0,008

Гидрофббиз атор

Пенообраз ователь

Жидкий углеводород парафинового ряда и/или сложный эфир глицерина и предель-. ных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов углерода

12-20

1468886

Продолжение табл.2

Физико-ме» киче ские свойства

Тепяоизоляционный материал

1 о Ту по про- по предлагаемому способу по примерам

l-0284 тотипу

393-224

2 3 4 5 6 7 8

Предел лрочЯОсти ири изгибе, ИПИ О, 11

О, l Ие разруиаетса.

Таблиц а3

Показатели, харак- Предла- Прототип териэующие пара- гаемый метр сушки способ

Температура сушО ки, С

Время сушки, ч

Начальное вла60-90

85-125

4 го содержание воздуха, кг влаги кг сух, .возд. удельный массовый расход воздуха, кг/ч

Конечное влаго0,02 0,02

1097

1097 содержание воздуха, кг влаги

0 031 0,036 кг сух. возд, Удельный массовый расход удаляемой из образца влаги, кг/ч

Начальная энтельпия Воз духа, кДИ/кг

Конечная энтапьпия воздуха, кДж/кг

Расход тепла на испарение влаги и нагревв воздуха, кДж

18,0

22,5

54,98 53,516

88,86 96, 85

1 5 10 2 6.10

Составитель М,Хитрова

Техред М.Дидык

Корректор С,Шекмар

Редактор М, Петрова

° Заказ 1315/23 Тираж 589 По дпи сное

РЧИИПИ Государственного комитета по"изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101