Композиция для термостойкого пеноматериала

Изобретение относится к композициям для термостойких и высокопрочных пеноматериалов, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературной теплоизоляции, работающей в окислительной среде. Описана композиция для термостойкого пеноматериала, включающая кремнийсодержащее связующее, полые керамические микросферы (ценосферы) и волокнистый наполнитель, в которой с целью повышения механической прочности и термостойкости пеноматериала, в качестве кремнийсодержащего связующего композиция содержит, мас. %: 10% раствор поликарбосилана в ксилоле, в качестве полых керамических микросфер - ценосферы, полученные флотационной обработкой дымовых выбросов теплоэлектростанции, работающих на твердом топливе, состав которых содержит SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, Fe₂O₃, в качестве волокнистого наполнителя - кварцевые волокна при следующем соотношении компонентов композиции, мас. %: указанное кремнийсодержащее связующее 13,0-76,9, полые керамические микросферы (ценосферы) 21,0-66,2, кварцевые волокна 2,1-20,8. Технический результат: получен пеноматериал с повышенной термостойкостью и прочностью. 1 табл.

 

Изобретение относится к композициям для термостойких пеноматериалов, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературной и высокопрочной теплоизоляции, работающей в условиях окислительной среды.

Известна композиция для термостойкого пеноматериала, включающая древесную смолу, фурфуроловый спирт, малеиновый ангидрид, микросферы (стеклянные или фенольные) и ацетон. Недостатком данного пеноматериала на основе этой композиции является его использование только в инертной среде (Берлин А.А., Шутов Ф.А. Упрочненные газонаполненные пластмассы. М.: Химия, 1980, с. 224).

Известна композиция для термостойкого пеноматериала, включающая полиметилфенилсилоксановую смолу, полые кварцевые микросферы и аминный или оловосодержащий отвердитель. Однако пеноматериал на основе данной композиции при температуре выше 300°С теряет механическую прочность (Kenlg S., Raiter J., Narkis М- J. Cell. Plast, 1984, №21, pp. 423-427).

Известна композиция для термостойкого пеноматериала, включающая силоксановый сополимер, содержащий метальные, фенильные, винильные и гидридные группы, волокна титана калия, кварцевые микросферы и борную кислоту. Однако пеноматериал на основе этой композиции при температуре выше 300°С теряет механическую прочность (Патент США №3317455, кл. 260 - 37. Опубл. 1967).

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является композиция для термостойкого пеноматериала, включающая кремнийорганическое связующее: раствор в этиловом спирте 10 масс. % олигооксигидридметилсилметиленсилоксисилана и 25 масс. % поливинилбутираля, крезосферы и кварцевые волокна. Однако при температуре выше 600°С происходит деформация данного пеноматериала (Авторское свидетельство СССР 1736979, кл. C08J 9/32, 1992).

Цель изобретения - повышение механической прочности и термостойкости пеноматериала.

Эта цель достигается тем, что композиция для термостойкого пеноматериала, включающая кремнийсодержащее связующее, микросферы и волокнистый наполнитель, в качестве кремнийсодержащего связующего содержит 10% раствор поликарбосилана в ксилоле, в качестве микросфер -полые керамические микросферы (ценосферы), в качестве волокнистого материала - кварцевые волокна при следующем соотношении компонентов композиции, мас. %:

Указанное кремнийсодержащее связующее	13,0-76,9
Полые керамические микросферы (ценосферы)	21,0-66,2
Кварцевые волокна	2,1-20,8

В качестве полых микросфер были использованы полые керамические микросферы, полученные флотационной обработкой дымовых выбросов теплоэлектростанций (ТЭС), работающих на твердом топливе. Использованные полые керамические микросферы имели следующий состав: 57% SiO₂, 28% Al₂O₃, остальное оксиды CaO, MgO, Na₂O, Fe₂O₃.

В качестве волокнистого наполнителя использовались кварцевые волокна (содержание SiO₂ - 99,9%) длиной 50-500 мкм и диаметром 0,7-2,5 мкм.

Композицию получают смешением компонентов в смесителе. В смеситель заливают 10% раствор поликарбосилана в ксилоле, потом вводят кварцевые волокна и после перемешивания вводят полые керамические микросферы (ценосферы). Смесь перемешивают при 100-150°С для удаления растворителя, затем формуют образцы, которые помещают в печь и нагревают со скоростью 100°С/ч в атмосфере азота до 1000°С. В таблице 1 приведены составы композиций и свойства пеноматериалов, полученных по технологии, описанной выше, и свойства известной композиции.

Композиция для термостойкого пеноматериала, включающая кремнийсодержащее связующее, полые керамические микросферы (ценосферы) и волокнистый наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве кремнийсодержащего связующего композиция содержит, мас. %: 10% раствор поликарбосилана в ксилоле, в качестве полых керамических микросфер - ценосферы, полученные флотационной обработкой дымовых выбросов теплоэлектростанции, работающих на твердом топливе, состав которых содержит SiO₂, Al₂O₃, CaO, MgO, Na₂O, Fe₂O₃, в качестве волокнистого наполнителя - кварцевые волокна при следующем соотношении компонентов композиции, мас. %:

Указанное кремнийсодержащее связующее	13,0-76,9
Полые керамические микросферы - ценосферы	21,0-66,2
Кварцевые волокна	2,1-20,8