Бумагоподобный нанокомпозиционный материал на основе минеральных волокон для установок охлаждения воздуха испарительного типа



Бумагоподобный нанокомпозиционный материал на основе минеральных волокон для установок охлаждения воздуха испарительного типа
Бумагоподобный нанокомпозиционный материал на основе минеральных волокон для установок охлаждения воздуха испарительного типа

 


Владельцы патента RU 2618722:

Дубовой Евгений Владимирович (RU)

Изобретение относится к бумагоподобному нанокомпозиционному материалу на основе минеральных волокон, который может быть использован в качестве капиллярно-пористых элементов установок охлаждения воздуха испарительного типа. В качестве минеральных волокон используют стеклянные и/или базальтовые волокна со средним диаметром 0,4 мкм. В качестве связующего используют алюминат натрия NaAlO2 и сульфат алюминия Al2(SO4)3 при следующем соотношении компонентов, масс.%: минеральное волокно – 50-90, NaAlO2 – 5-25 (по Al2O3), Al2(SO4)3 – 5-25 (по Al2O3). Материал изготавливают на традиционном бумагоделательном оборудовании методом отлива. Обеспечивается получение бумагоподобного нанокомпозиционного материала, обладающего высокими характеристиками по высоте и времени подъема воды, влагоемкости и прочности. Материал характеризуется также термо-, хемо-, биостойкостью, отсутствием токсичности и выделений в воздух веществ, вредно воздействующих на организм человека, устойчивостью свойств от действия плесени, грибков и микроорганизмов в водной среде. 1 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к области бумагоподобных композиционных материалов и может быть использовано в качестве капиллярно-пористых элементов установок охлаждения воздуха испарительного типа.

Известен капиллярно-пористый материал, который содержит стеклянные волокна диаметром 0,2 мкм и неорганическое связующее (патент RU 2478747 С2, 16.05.2011). В данном изобретении используются минеральные волокна различных диаметров и природы, которые обеспечивают капиллярно-пористую структуру, а прочность регулируется количеством связующего.

Наиболее близким аналогом является бумагоподобный материал из стеклянных волокон диаметром 0,25 мкм с использованием в качестве связующего солей алюминия и поливинилацетатной эмульсии (ПВАЭ) с добавкой поливинилспиртовых волокон (ПВС) (патент RU 2425919 С1, 15.04.2010).

Целью изобретения является получение бумагоподобного нанокомпозита, обладающего гидрофильной капиллярно-пористой структурой, чтобы обеспечить высокую впитываемость, влагоемкость, неизменность материала в размерах (набухание, коробление), устойчивость к действию плесени, грибков, микроорганизмов в водной среде, быть не токсичным и обладать технологической прочностью для переработки его в изделия.

Для достижения поставленной цели был проведен комплекс научно-исследовательских работ с выработкой опытной партии материала. Отлив материала производили по традиционному бумажному способу формования на листоотливном аппарате ЛОА-2. Опытная партия материала изготовлена на бумагоделательной машине «Voit» и внедрена в производство энергосберегающих, экологически безопасных установок охлаждения воздуха испарительного типа.

В качестве минеральных волокон используются стеклянные волокна и/или базальтовые волокна со средним диаметром 0,4 мкм. Данные волокна гидрофильны, при этом не набухают, обладают большой удельной поверхностью, что важно при формировании тонкой капиллярно-пористой структуры в процессе формования полотна материала. Минеральные волокна в отличие от волокон растительного происхождения не обладают способностью к связеобразованию. Для обеспечения связеобразования в композицию материала добавляли дозированное количество раствора алюмината натрия (NaAlO2), рН среды которого 12. Образование полиядерных комплексов обеспечивали дозированным добавлением раствора сульфата алюминия (Al2(SO4)3) с рН среды 3.

В результате реакции гидролиза образуются полиядерные комплексы, способные вступить в реакцию с функциональными группами, расположенными на поверхности волокна с образованием координационной связи, в частности водородной. Образовавшиеся полиядерные комплексы обеспечивают прочность, а также синергируют тонкую капиллярно-пористую структуру материала, сформированную стеклянными и/или базальтовыми волокнами со средним диаметром 0,4 мкм. Активное регулирование рН среды, которое достигается путем изменения соотношения количества NaAlO2 (в пересчете на Al2O3) и Al2(SO4)3 (в пересчете на Al2O3), дает возможность получить полиядерные комплексы с различной реакционной способностью и размерностью. Реакционная способность обеспечивает прочностные характеристики, размерность, тонкую капиллярно-пористую структуру.

В результате проведенной опытной выработки с использованием в качестве минерального волокна стеклянных волокон со средним диаметром 0,4 мкм был получен материал со свойствами, представленными в таблице 1, отличающийся от известных компонентным составом и более высокими характеристиками по высоте и времени подъема воды, влагоемкости и прочности, при следующем соотношении компонентов, масс. %

Стеклянное волокно диаметром 0,4 мкм - 50-90;

NaAlO2 - 5-25 по Al2O3;

Al2(SO4)3 - 5-25 по Al2O3.

В таблице 1 приведены примеры композиций материалов и их свойств.

В результате проведенных научно-исследовательских работ установлено, что характеристики материала с использованием в качестве минерального волокна базальтовых волокон или смеси стеклянного и базальтового волокна также удовлетворяют требованиям, предъявляемым к капиллярно-пористым материалам, используемым для установок охлаждения воздуха испарительного типа.

Материал благодаря своей неорганической природе компонентов характеризуется термо-, хемо-, биостойкостью, отсутствием токсичности и выделений в воздух веществ, вредно воздействующих на человека, устойчивостью свойств от действия плесени, грибков и микроорганизмов в водной среде.

Представленные материалы обладают лучшими характеристиками по сравнению с аналогами и могут применяться в установках охлаждения воздуха испарительного типа в качестве капиллярно-пористых элементов.

Наличие в композиции связующего, обладающего наноразмерностью, что подтверждается исследованием методом электронной микроскопии (Рис. 1), и существенное влияние наноразмерного связующего на свойства материала дает право утверждать, что данный бумагоподобный материал на основе минеральных волокон и технология его получения относятся к нанотехнологиям.

Бумагоподобный нанокомпозиционный материал на основе минеральных волокон для установок охлаждения воздуха испарительного типа с использованием связующего, изготовленный на бумагоделательном оборудовании методом отлива, отличающийся тем, что в качестве минеральных волокон используют стеклянные и/или базальтовые волокна со средним диаметром 0,4 мкм, а в качестве связующего используют NaAlO2 и Al2(SO4)3, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

стеклянное и/или базальтовое волокно диаметром 0,4 мкм - 50-90;

алюминат натрия NaAlO2 - 5-25 (по Al2O3);

сульфат алюминия Al2(SO4)3 - 5-25 (по Al2O3).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению акустической потолочной плитки на основе минеральной ваты. Технический результат заключается в улучшении акустических характеристик, повышении механических свойств плитки.
Изобретение относится к бумагоподобному композиционному материалу, который может быть использован для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Изобретение относится к способу изготовления волокнистого покрывного материала, в котором в качестве связующего используют волокно из поливинилового спирта (ПВС).

Бумага // 2019618
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано при изготовлении бумаг, преимущественно термосвариваемых, например прокладочной, бумаги типа флизелина, для отделки мебели, упаковочной и т.п.

Бумага // 2019617
Изобретение относится к техническим видам бумаги, таким как изоляционная, фильтровальная, подложка под мембраны, прокладочная и т.п. .

Изобретение относится к композиции сепараторной бумаги для химического источника тока и предназначено для использования в целлюлозно- бумажной промышленности, в частности для получения сепараторной бумаги для литиевого химического источника тока с электролитом на основе тионилхлорида - сильного электролита.
Изобретение относится к грануле, состоящей из арамидной пульпы, материала-наполнителя и влаги, в которой гранула содержит не более 90 мас.% арамидной пульпы, по меньшей мере, 10 мас.% материала-наполнителя и менее 10 мас.% влаги и в которой количество влаги, количество арамидной пульпы и количество материала-наполнителя составляет 100% в расчете на массу гранулы.

Настоящее изобретение относится к прочной нанобумаге. Описана нанобумага, включающая глину и микрофибриллированную целлюлозу МФЦ, где глина представляет собой силикат со слоистой или пластинчатой структурой, и где нановолокна МФЦ и слоистая глина ориентированы по существу параллельно поверхности бумаги, при этом нанобумага дополнительно включает водорастворимый сшивающий агент, который положительно заряжен, когда находится в водном растворе, и который представляет собой хитозан, а глина включает частицы нанометрового диапазона размеров, причем длина нановолокон МФЦ составляет 5-20 мкм, а поперечный размер нановолокон МФЦ составляет 10-30 нм.

Изобретение относится к нетканым теплоизоляционным и пожаробезопасным материалам на основе неорганических волокон и касается способа получения волокнистого теплоизоляционного материала.
Изобретение относится к бумагоподобному композиционному материалу, который может быть использован для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, и может быть использовано при производстве сепараторной бумаги для химических источников тока и является усовершенствованием основного изобретения по авт.св.N1134652.

Использование: для создания регенеруемого биосенсора. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает в себя изготовление подложки биосенсора с массивом нанопроволок, формирующих фотонный кристалл, подготовку поверхности подложки для модификации аффинными молекулами, активацию поверхности аффинными молекулами, специфичными к целевым аналитам, присутствие целевых аналитов выявляют добавлением специфичных к ним детектирующих молекул, несущих на себе флуоресцентную метку, выбранную таким образом, чтобы максимум флуоресценции метки совпадал по длине волны с резонансной модой фотонного кристалла, приводя к увеличению интенсивности флуоресценции метки на этой длине волны, после чего поверхность биосенсора регенерируют для повторных использований.

Изобретение относится к технологии получения окислительно-стойких ультравысокотемпературных керамических композиционных материалов состава MB2/SiC, где М=Zr и/или Hf с нанокристаллическим карбидом кремния, которые могут быть использованы в качестве окислительно-, химически- и эрозионно-стойких материалов в потоках воздуха при температурах выше 2000°С, для создания авиационной, космической и ракетной техники, отопительных систем, теплоэлектростанций, а также в технологиях атомной энергетики, в химической и нефтехимической промышленности.

Использование: для получения наноструктурированных металлуглеродных соединений. Сущность изобретения заключается в том, что коллоидный раствор золота, серебра смешивают с коллоидным раствором углерода (шунгита) в концентрации от 10 (углерод) : 1 (золото) : 1 (серебро) до 5 (углерод) : 3 (золото) : 3 (серебро) с последующим воздействием на смесь лазерного излучения (длительностью импульсов 100 нс, средней энергией от 5 до 20 Дж, частотой следования импульсов 20 кГц) в сканирующем режиме со скоростью от 100 мкм/с до 10 мм/с в течение 15 минут.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул лекарственных препаратов группы пенициллинов, выбранных из ампициллина, бензилпенициллина натриевой соли или амоксициллина, в каррагинане.

Изобретение относится к способу получения нанокапсул витаминов группы B в каппа-каррагинане. Указанный способ характеризуется тем, что в качестве оболочки используется каппа-каррагинан, а в качестве ядра - витамины группы В, при массовом соотношении ядро:оболочка 1:3 или 1:1, при этом витамин добавляют в суспензию каппа-каррагинана в изопропиловом спирте в присутствии препарата Е472с в качестве поверхностно-активного вещества при перемешивании 1300 об/мин, далее добавляют петролейный эфир, полученную суспензию отфильтровывают и сушат при комнатной температуре.

Изобретение относится к коллоидному раствору наносеребра в органическом растворителе - метилцеллозольве и способу его получения. Предложенный коллоидный раствор содержит метилцеллозольв и наночастицы серебра и имеет концентрацию наночастиц серебра от 0,29 до 0,30 мас.%, при следующем долевом распределении наночастиц серебра по размеру: 80% - наночастиц размером 50-75 нм, 20% - наночастиц размером от 80 нм до 100 нм.
Наверх