Способ получения массы для изготовления теплоизоляционного картона

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4842114/12 (22) 21.06,90 (46) 23.03.92. Бюл. hk 11 (71) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности и Институт химии древесины АН

ЛатССР (72) Г,М.Телышева, B,А,Романов, О.А.Ерохина, Т.Н,Дижбит, Т.Н.Романова, Г.M.Øóâülà и Э,Л.Аким (53) 676.49(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 574426, кл. С 04 В 43/02, 1974.

Отчет по научно-исследовательской работе "Разработать технологию производства температуростойкого материала для тепловой изоляции ТЭС и АЭС", Украинский научно-исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности", Киев, 1989, с.78-79.

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, а именно к производству волокнистой массы для теплоизоляционного картона на основе каолинового волокна, предназначенного для использования в качестве высокотемпера.турной (1200 С) изоляции в строительной промышленности, доменном производстве, атомной энергетике и др.

Известен способ получения массы для теплоиэоляционного картона. включающий роспуск в воде каолинового волокна, приготовления суспензии целлюлозного волокна, смешения суспензии каолинового и целлюлозного волокна с последующим введением в волокнистую массу связующего. Ж 1721157 А1 (я>ю 0 21 Н 13/38//О 21 Н 17;23, 17;13 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАССЫ ДЛЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО КАРТОНА (57) Изобретение относится к производству массы для изготовления теплоиэоляционного картона и позволяет повысить прочность теплоиэоляционного картона при сохранении его теплопроводности. Готовят суспензию иэ смеси каолиновых волокон с целлюлоэным волокном с предварительным диспергированием каолиновых волокон или их смеси с целлюлоэными волокнами в воде в присутствии технического лигносульфоната, модифицированного алюмометилсилоксанолятом натрия при равном соотношении лигносульфоната и модификатора, и расходе модифицированного лигносульфоната 15% от массы абсолютного сухого каолинового волокна. 1 табл. при следующем соотношении компонентов, мас %

Каолиновое волокно 78,0-86,5 целлюлозное волокно 0,5 — 9,0

Связующее 10,0-13,0

В этом способе в качестве связующего используют кремнийорганический лак (КО—

926) или нитрильный латекс (CKH-40). или поливинилацетатную эмульсию. юй

Изготовленный из такой массы картон имеет достаточно высокую прочность, Однако применение большого количества связующего и целлюлозного волокна не оправдано с точки зрения требований. предъявленных к теплоизоляционным композиционным материалам (ТКМ), а точнее к их теплофиэическим свойствам, важнейшим

1721157 показателем которых является коэффициент теплопроводности и пористость. Составляющие компоненты такого материала имеют коэффициент теплопроводности значительно выше, чем у каолинового волокна, что существенно отражается на значении теплопроводности материала.

При термообработке укаэанного материала происходит частичная термодеструкция связующего — синтетических латексов, что приводит к формированию образующихся в результате термокрекинга хаотических сшиеок — циклических новь х структур (блоков). Вследствие указанного структурирования возникают дополнительные упрочняющие участки, подобные участкам кристаллической решетки кремнезема. Наличие и частота сшивок как между волокнами, так и между волокнами и жесткими блоками приводят к образованию структуры, характеризующейся отсутствием порообразований и наличием остаточных

"мостиков", чья теплопроводность также значительно превосходит теплопроводность волокон, Следовательно, полученный е результате термообработки материал высокой прочности при низких значениях разрывной деформации обладает высокой жесткостью (хрупкостью) и теплопроводностью, что сокращает область применения материала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения массы для изготовления теплоизоляционного картона, включающий приготовление суспензии из смеси каолиновых и целлюлозных волокон с предварительным их диспергироеанием в воде. Соотношение компонентов е смеси, мас. : 90-99 каолинового волокна и 1-10 целлюлозного волокна.

Полученный иэ этой массы теплоизоляционный картон обладает высокими теплофизическими свойствами, однако имеет низкую прочность даже при достаточно большом содержании целлюлозы, что также ограничивает область его применения, Целью изобретения является повышение прочности теплоизоляционного картона при сохранении его теплопроводности, Поставленная цель достигается тем, что в способе получения массы для изготовления теплоизоляционного картона, включающем приготовление суспензии из смеси каолиновых и целлюлозных волокон с пред-. варительным их диспергированием в воде, согласно изобретению, диспергирование.в воде проводят в присутствии технического лигносульфоната, модифицированного алюмометилсилоксанолятом натрия при равном массном соотношении лигносульфоната и модификатора и расходе модифицированного лигносульфоната 1 — 5 от массы абсолютно сухого каолинового волокна, при

5 этом диспергироеанию в присутствии указанного лигносульфоната подвергают либо только каолиновые волокна, либо смесь их с целлюлоэными волокнами.

В результате модификации техническо10 ro лигносульфоната близкими по природе к каолиновым (алюмосиликатным) волокнам соединениями, лигносульфонат получает возможность взаимодействовать не только с целлюлозой, но и с каолиновыми волокна15 ми, Вследствие чего улучшаются условия формирования листа материала, что позволяет при прочих равных условиях повысить прочность и степень однородности теплоизоляционного картона, 20 Увеличение прочности предлагаемого материала связано с образованием сильных водородных связей между компонентами в результате взаимодействия свободных ОНгрупп при атомах А1 и Si (àëþìîñèëèêàòíoãî

25 скелета) модифицированной части лигносульфоната с гидроксильными группами на поверхности каолиновых и целлюлозных волокон, Взаимодействием модифицированного

30 лигносульфоната (МЛС) с волокнистыми компонентами материала характеризуется образованием сетчатой высокопористой структуры, что подтверждается неизменностью параметров теплопроводности и пори35 стости TKM по сравнению с прототипом.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами, П р им е р 1. В качестве исходного сырья

40 используют каолиновое штапельное волокно по ГОСТ 23619-79 с диаметром волокон до 4 мкм, целлюлоэное волокно — небеленую сульфатную целлюлозу марки 3 — 1 ГОСТ

5186-74 и модифицированный технический

45 лигносульфонат типа ЛСТМ-4-сульфитнодрожжевую бражку, модифицированную алюмометилсилоксанолятом натрия (ТУ-Ofl

13-15 — 03-54-87) при массовом соотношении сульфитно-дрожжевой бражки и моди-.

50 фикатора 1:1. Лигносульфонат технический модифицированный (JlTM-4), полученный в соответствии с укаэанными техническими условиями, предназначен для использования е бетонных смесях с целью улучшения

55 его физико-механических свойств.

Готовят суспензии, содержащие 9499с каолиноеого волокна, 1-67ь целлюлозного волокна и 0,5; 1,0; 4,8; 5,0 и 6.0 модифицированного лигносульфоната от

1721157 массы абсолютно сухого каолинового волокна.

В мешалку заливают воду, модифицированный лигносульфонат и загружают каолиновое волокно. Распускают каолиновое волокно в течение 3-4 минут при концентрации 1,0-1,5 „ Суспенэию целлюлозного волокна готовят из целлюлозы, предварительно размолотой до 60-65 ШР. Затем волокнистые суспензии смешивают. (Опыты

1-3, 6-12).

В мешалку заливают воду и модифицированный лигносульфонат, перемешивают и загружают каолиновое волокно и размолотую целлюлозу. Роспуск волокон производят в течение 3-4 минут при концентрации

1,0-1,5 (Опыты 4-5).

Иэ полученных масс отливают образцы теплоизоляционного картона массой 400 г(м и сушат их при температуре 120-140 С.

Композиции полученных масс и показатели изготовленных из них образцов теплоизоляционного картона приведены в таблице.

Пример 2 (по прототипу). Волокнистую массу готовят из того же каолинового и целлюлозного волокна, что.и s примере 1, но роспуск каолинового волокна проводят в воде (в отсутствие модифицированного лигносульфоната). Суспензии каолинового и целлюлозного волокна смешивают, (Опыты

1-2).

Композиции масс и показатели изготовленных из них образцов теплоизоляционного картона приведены в той же таблице, Как видно из данных, приведенных в таблице, предлагаемый способ по сравнению со способом-прототипом, позволяет получить теплоизоляционный картон, имеющий в 2 раза большую прочность при сохранении коэффициента теплопроводности и пористости. Кроме того, деформационная жесткость такого материала возрастает

5 примерно на 20 при одновременном увеличении разрывной деформации в 1,5-2 раза, что свидетельствует о повышении эластичности структурных элементов картона, 10 Выход количества вводимого модифицированного лигносульфоната за пределы, указанные в формуле изобретения, приводит к ухудшению прочностных характеристик теплоизоляционного картона (опыты 6, 15 7), Теплопроводность теплоиэоляционного . картона сохраняется. !

Формуле изобретения

Способ получения массы для изготовле20 ния теплоизоляционного картона, включающий приготовление суспензии из смеси каолиновых и целлюлозных волокон с предварительным диспергированием волокон в воде, отличающийся тем, что, с целью

25 повышения прочности теплоизоляционного картона при сохранении его теплопроводности, диспергирование в воде проводят в присутствии технического лигносульфоната, модифицированного алюмометилсилок30 санолятом натрия при равном массном соотношении лигносульфоната и модификатора, и расходе модифицированного лигносульфоната 1 — 5 от массы абсолютно сухого каолинового волокна, при этом дис35 пергированию в присутствии указанного лигносульфоната подвергают либо только каолиновые волокна, либо смесь их с целлюлозными волокнами.

1721157!

1 а а в л с

° « с» >» с с

>»

I I

1 1

I 1 ! 1

1 .!

1 I !

I EJ 1

Io 1

1О ! о

I D 1

1 1 ! 1

1 СС 1

1 1

t t» 1

I I

1 1

I

1 1 !

I

1 1

I 1

1 1

I I

1 1

1 I

I 1

1 1

I СС> I сa

1 «О

1 I

1 It

I lC I

1 ф 1

1 I ! о

1 СЧ ! Е!

1 I1

I!

I

1 1. а! Ct

1 Х

1 о

1 о

1 Y

1 СС

1 Ц о! С> с

1 Ct сI

1 Ct

Y.I и

1 Э х

1

1

1 а о

Ф с>Ъ

СO сч а сч an

СЧ С»\ С»Ъ э э g 5ca

t4

Ф а сч а

ЪО с>ъ an an в

СО

-О с

Э Ю 1 ас ъ z eс!

a @ «Э

Э C Э о еоах»

О.ZCZ4

1 !

1М I л t

1- л!

И I I

1 ! !

1

СЮ

С>

ССЪ С>Ъ

«

О D

Oh С>Ъ

> с Ф о о

an m -т Ф о о о ь о

an

Сч в N а с

СЧ с»Ъ с»\ >С

СЧ СЧ С4

Cl о о о

ln D D

>О Ф о

С>

D D

co ° о

D D

° co о

С>

In

1 1

Ct Э 1 ъ сс сч а. х ф хсс!

D в а о с в а! !

1 !

1 ! ! ! !

t !

1

1 ! ! ! о п

СЧ а о а а

an a an

С! с с>Ъ

lN

an

С> л со о о

ОЪ Л о ь

ОЪ о сс с о ь о сч

С СО ОЪ

1 1

pc>r! (3! сч сч с

О D

14 о сч СЧ

D O с о

СЧ

СЧ С4 С4 C4 с о о е! е

Э Ол

I- Э>4

1 l

I 1

О ххо

О О хО ос

IO Л Я о

>О

1 ° ф an!

1

1 О\

1 ОЪ

1. а

1 Э

I ф t а с о

1 а

1 Э ! 4 а ! с

>Ч с>ъ

tC C о о ъО 1 !

1- z ъо с о

Л 1

1 сc> > z схзо

C C о о

Rz3

1124 Ы

ОХСОс-л

t,r sozut1 х >ъх с oz z Oaavt

111CXZ

cIt 3 t- g a tt

rect z2P! м ъ о ес.

CX Ъ», 3 >у с а х с>

Y: cIC,v „

1

I

1 I сойхо

t cc> 5 х v Й х и

t ! сс йхбэ ! ъсхах

I ! СС1 ! >э! Izzv0 ! "t 239 ! tC ! ф 1 ! 8 ! з! gдФ

I XI ß

1 K ! YI Х

I хс о с>! z o о! х эсс

l Cl оаооь а -О .е в

С«Ъ С>Ъ С>Ъ

«

СЧ С4 СЧ СЧ

I

>» 4 а»» а

С4

ag» ! Э C з — хсх 1С> YOI- Ъ о асо ах ciо а со Оъ

Э

1а с с с ь о о о

1

>О I

1

1

1

I

° 1

1

I

СЧ

I сч

1

I !

°

I о

1

1

an

1 сч I

I

1

D t ф I ! г

СЧ сч

I

1

1 л

«1 с>Ъ 1

1 б !

1

1

СЧ I о !.

t !

I !

1 !

t !

I 1

1

I !

1

1

1

1 I

1 I !

t ! !

I

1 Р л ! Р

1 1 g !

1 М

cv ъ

I ! Э

I К

I >0

С> с

Э

4 IО\ I

С4 0

z аЯл с! t6 сс l o

С Y 1 хо з! асс с! с 1- о!