Композиция для синтактного пенопласта

 

Сущность изобретения: композиция содержит термореактивноё связующее 60-85 мас.% и наполнитель - легкую, отмытую фракцию шлаков тепловых электростанций, работающих на каменном угле, состоящую из полых микросфер диаметром 20-25 мкм и влажностью 0,01-5,0%, 15-40 мас.%. В связующее при работающей мешалке добавляют зольные микросферы до рабочего объема мешалки. Характеристики: разрушающее напряжение при стат. изгибе 19,5- 29,2 кгс/мм2, при сжатии 8,8-13,6 кгс/мм2. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР" (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

М (21) 4836536/05 (22) 20,04.90 (46) 07,05;93. Бюл, ¹ 17 (75) B. И. Костюков, И. Ю, Мухина, В. Т.

Иванов и Т. В. Шабанова (56) 1, Красникова Т, В, и др. Пеноматериалы на основе полимерных связующих и микросфер. Л,—: ЛНДП, 1971, с. 23, 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 747040, кл. B 29 6 5/00, 1979. (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ СИНТАКТНОГО

ПЕНОПЛАСТА

Изобретение относится к области изготовления синтактных пенопластов, состоящих из полимерного связующего и наполнителя в виде сферических пустотелых частиц-микросфер, и может быть использовано в различных областях техники.

Целью изобретения является снижение себестоимости, повышение механической прочности синтактного пенопласта и утилизация промышленных отходов, Указанная цель достигается тем, что в способе получения исходной композиции для синтактного пенопласта в качестве наполнителя берут легкую; отмытую в воде с последующим просушиванием фракцию шлаков тепловых электростанций, работающих на каменном угле, Снижение себестоимости происходит за счет того, что исключаются сравнительно дорогие стеклянные микросферы. Вместо них из отвалов шлаков тепловых электростанций, работающих на каменном угле, до„„БЦ„„1814б50 А3 (st)s С 08 1 71/00, 61/00, С 08 J 5/04, 9/42 (57) Сущность изобретения: композиция содержит термореактивное связующее 60 — 85 мас. j и наполнитель — легкую, отмытую фракцию шлаков тепловых электростанций, работающих на каменном угле, состоящую из полых микросфер диаметром 20-25 мкм и влажностью 0,01-5,07, 15-40 мас. . В связующее при работающей мешалке добавляют зольные микросферы до рабочего объема мешалки. Характеристики: разрушающее напряжение при стат. изгибе 19,529,2 кгс/мм, при сжатии 8,8-13,6 кгс/мм .

2 табл. бывают зольные силикатные микросферы, по своим физико-химическим свойствам превосходящие стеклянные микросферы.

Стоимость добычи зольных микросфер существенно ниже, чем изготовление стеклянных микросфер. Повышение механической прочности происходит за счет того, что силикатные микросферы по ударной вязкости и хрупкости существенно превосходят стеклянные, не уступая им по другим свойствам.

Утилизация промышленных отходов происходит как побочный эффект, возникающий в результате переработки шлаковых отвалов, занимающих значительные территории около тепловых электростанций.

Поскольку совокупность существенных признаков, как это показано выше, обеспечивает выполнение цели изобретения, настоящее техническое решение удовлетворяет условиям критерия существенных отличий.

1814650

Для получения исходной композиции для синтактного пенопласта в качестве связующего может быть использован любой полимерный материал: эпоксидные, фенолформальдегидные, полиэфирные и другие композиции холодного или горячего отверждения, а также различные вяжущие неорганические материалы, например цемент.

В качестве наполнителя используется легкая отмытая в воде фракция шлаков тепловых электростанций, работающих на каменном угле. Для получения этой фракции забирают шлаки из отвала, находящегося при тепловой электростанции, работающей на каменном угле, и помещают их в емкости с водой. С помощью механических средств (мешалок) или путем пропускания воздуха (эрлифтным путем) в воде создают турбулентные потоки жидкости, способствующие отмыванию собственно шлаков как образований, полученных в результате сгорания каменного угля в топках тепловых электростанций от сопутствующей породы, а также способствующих разделению шлаков на фракции. Для проведения этого процесса перемешивание массы осуществляют с такой степенью интенсивности, чтобы легкая фракция всплыла и находилась в верхней части емкости, а тяжелая фракция, грязь, зола и другие сопутствующие породы оказались в средней и нижней частях емкости, После этого с помощью ковша с перфорированным днищем снимают верхнюю часть массы из емкости на глубину 3 — 7 от высоты аппарата. Отобранную массу помещают в сушилку для удаления влаги. После этого полученный материал может служить наполнителем для получения исходной композиции для синтактного пенопласта, Полученная масса представляет собой зольные полые микросферы, характеристика которых приводится в табл. 1.

Далее непосредственно для получения исходной композиции для синтактного пенопласта осуществляют смешивание связующего с наполнителем. Для этого в рамную мешалку загружают 40-60 от объема мешалки связующего, включают мешалку и при перемешивании добавляют зольные микросферы до рабочего объема мешалки.

Готовый продукт — исходная композиция для синтактного пенопласта используется для получения целевого материала следующим образом, Композицию наносят равномерным слоем толщиной 1,25 мм на стеклоткань Т-10 (ГОСТ 19170-73).

Собирают заготовку, содержащую восемь слоев синтактного препрега (синпрега). Заготовку формуют вакуумным

5 f0

40 формованием при разрежении 600 мм рт. ст. и температуре 80 С 1 ч. Полученный лист после формования имеет толщину 9,8 мм, В таблице 2 приведены свойства полученного многослойного пеноматериала, там же для сравнения приведены свойства аналогичного многослойного пеноматериала, но в котором слои синтактного пенопласта выполнены из исходной композиции, полученной по прототипу, с введением в связующее 0,14 кг стеклянных микросфер

MOO-А9 1776-112367-75) имеющих истинную плотность 0,36 г/см .

Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1, Для получения зольных микросфер из отвала шлаков тепловой электростанции, работающей на каменном угле — Усть-Каменогорской ТЭЦ, взяли 3,5 м шлака. Поместили шлак в пропеллерную мешалку емкостью 12 м, залили технической водой на 0,8 объема и включили мешалку с числом оборотов 520 об/мин, Через 20 мин ковшом с перфорированным днищем выбрали слой всплывшей фракции .шлака на глубину 75 мм. Полученную массу объемом

0,245 м поместили в полочную сушилку, где было произведено высушивание продукта до остаточной влажности 2 за 10 мин. Полученный продукт представляет собой дальные силикатные микросферы размером

20-250 мкм серого цвета с кажущейся плотностью 0,45 г/см, общей массой 73 кг. Из этой массы для последующих операций взяли 18 кг зольных микросфер.

Для непосредственного получения исходной композиции взяли 100 кг связующего, содержащего 100 мас.ч. эпоксидной модифицированной смолы КДА (ТУ6-091380-76) и 10 Mac,ч. полиэтиленполиамина (ТУ6 02-594-70), загрузили его в рамную мешалку емкостью 200 л с числом оборотов 100 об/мин и при постоянном перемешивании добавили 18 кг зольных микросфер. Перемешивание осуществляли 15 мин, после чего полученную суспензию выгрузили, Полученная суспензия представмла собой готовый продукт вязкостью 120 сп исходной композиции для синтактного пенопласта.

Пример 2. В 1 кг фенолоформальдегидного связующего в виде 50 -ного раствора в этаноле, содержащего 90 мас,ч. (по сухому остатку) бакелитового лака Л Б С-20 (ГОСТ 901-78) и 10 мас.ч. (по сухому остатку) метилолполиамидного клея ПФЭ 2/10 (ту605-1740-75), вводят 0,31 кг зольных микросфер, имеющих истинную плотность 0,5 г/см . Получение зольных микросфер подз робно описано в примере 1, 1814650.

Таблица 1

Полученную,суспенэию наносят равномерным слоем толщиной 0,9 мм на стеклоткань Т-13 (ГОСТ 19170-73) и сушат на воздухе для удаления растворителя, Собирают заготовку, содержащую четыре слоя синпрега. Заготовку помещают в поесс, создают удельное давление 15 кгс/см и прессуют по следующему режиму: подъем температуры до 150 С вЂ” выдержка 2 ч, Полученный лист после прессования имеет толщину 3 мм, В таблице приведены свойства полученного многослойного пеноматериала. В этой же таблице для сравнения приведены свойства аналогичного пеноматериала, íî в котором слои синтактного пенопласта выполнены из исходной композиции, полученной по прототипу, с введением в связующее

0,2 кг стеклянных микросфер МСО-АЭ, имеющих истинную плотность 0,33 г/см . з

Пример 3. В 1,18 кг термореактивного связующего, содержащего 1 кг эпоксидной смолы дианового типа марки ЭД-20 (ГОСТ

10857-76), 0,08 кг диаллилизофталатата (ТУ6-01-996-75) и 0,1 кг триэтаноламинтитана ТЭАТ (ТУ6-05-1860-78), вводят 0,73 кг зольных микросфер, имеющих истинную плотность 0,4 г/см, добавляют 0,8 кг растворителя (смесь этанола и ацетона в соотношении 2;1) и перемешивают, Подробно получение зольных микросфер описано в примере 1. Полученную суспензию наносят равномерным слоем толщиной 0,9 мм на стеклоткань Т-10-80 (ГОСТ 19170-73) и сушат на воздухе для удаления растворителя, Собирают заготовку, содержащую восемь слоев синпрега. Заготовку формуют автоклавным формованием при разрежении 600 мм рт. ст, и избыточном давлении 3 кгс/см по следующему режиму: подъем температуры до 180 С, выдержка при укаэанной температуре 3 ч. Полученный лист после формования имеет толщину 7 мм.

В табл. 2 приведены свойства полученного многослойного пеноматериала, там же для сравнения приведены свойства аналогичного пеноматериала, но в котором слои

5 синтактного пенопласта выполнены из Мсходной композиции, полученной по прототипу, с введением в связующее 0,57 кг стеклянных микросфер MCO-А9, имеющих истинную плотность 0,31 кг/см, з

10 Как видно из табл. 2, многослойные пеноматериалы, изготовленные с использованием исходной композиции для синтактного пенопласта, полученной предлагаемым способом при малой плотности имеет в сравне15 нии с прототипом íà 147; и на 177, большие значения разрушающего напряжения при статическом изгибе и сжатии соответственно. Стоимость сырья исходной композиции, полученной предлагаемым способом, на

20 30 — 70 меньше стоимости сырья для исходной композиции, полученной известным способом. Это обусловлено примерно в 10 раз более высокой стоимостью стеклянных микросфер в сравнении с зольными (19,5

25 руб. вместо 2 руб. эа 1 кг). Кроме того, утилизация легких фракций зольных отвалов тепловых электростанций будет способствовать улучшению экологической обстанов- . ки в зонах их размещения.

30 Формула изобретения

Композиция для синтвктного пенопласта, содержащая связующее и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности и сни35 жения себестоимости, она в качестве наполнителя содержит отмытую в воде и высушенную легкую фракцию шлаков тепловых электростанций, работающих на каменном угле, состоящую из полых

40 микросфер диаметром 20-250 мкм, кажущейся плотностью 450-600 кг/м и влажз ностью 0,01-5,0ф, и ри следующем соотношении компонентов, мас. : наполнитель — 15-40; связующее — 70 — 35.

1814650

Продолжение табл.1, Удельная теплоемкость в интервале 25 — 400 С, Дж/кг град

Удельное сопротивление, Ом м

Линейный коэффициент термического расширения, к

Эффективная намагниченность, А м /кг

Истинная магнитная восприимчивость, м /кг

Температура спекания, С

Разрушение при гидростатическом раздавливании при 10

МПа, то же после 2 ч.обработки при 1000 С

Диаметр, мкм

Выход частиц диаметром 30 — 100 мкм

Насыпная плотность, кг/м

С едняя каж щаяся плотность, кг/мз

0,1-0,5

1,32 10

282 10

11 10

4,02 10

1220

27,6

24,3

20 — 250

60 — 80

260 — 380

450 — 600

Таблица 2

Сравнительные свойства многослойных пеноматериалов, кл. В 29 С 5/00, 1979, Составитель И.Гинзбург

Техред М,Моргентал Корректор А.Козориз

Редактор Л.Волкова

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

Заказ 1841 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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