Композиция для термостойкого теплоизоляционного пеноматериала пониженной плотности
Владельцы патента RU 2665002:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)
Изобретение относится к композициям для термостойких теплоизоляционных пеноматериалов, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературной теплоизоляции, работающей в условиях окислительной среды. Композиция для термостойкого теплоизоляционного пеноматериала включает кремнийсодержащее связующее, полые микросферы, волокнистый наполнитель при следующем соотношении компонентов композиции, мас. %: кремнийсодержащее связующее 15,0-45,0, полые углеродные микросферы 12,0-65,0, кварцевые волокна 20,0-43,0. В качестве кремнийсодержащего связующего композиция содержит раствор поликарбосилана в ксилоле, в качестве полых микросфер - полые углеродные микросферы размером от 20 до 100 мкм, в качестве волокнистого наполнителя - кварцевые волокна длиной 50-500 мкм и диаметром 0,7-2,5 мкм. Технический результат – сниженное значение кажущейся плотности, теплопроводности при 250°С, предела прочности при сжатии после 10 ч при 700°С на воздухе 4,2-5,8 МПа. 1 табл.
Изобретение относится к композициям для термостойких теплоизоляционных пеноматериалов, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературной теплоизоляции, работающей в условиях окислительной среды.
Известна композиция для термостойкого пеноматериала, включающая древесную смолу, фурфуроловый спирт, малсиновый 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°C теряет механическую прочность (Kenlg S., Raiter J., Narkis M.-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°C теряет механическую прочность (Патент США №3317455, кл. 260-37. Опубл. 1967).
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является композиция для термостойкого пеноматериала, включающая кремиийорганическое связующее: раствор в этиловом спирте 10 масс. % олигооксигидридметилсилметиленсилоксисилана и 25 масс. % поливинилбутираля, крезосферы и кварцевые волокна. Однако при температуре выше 600°C происходит деформация данного пеноматериала (Авторское свидетельство СССР 1736979, кл. C08J 9/32, 1992).
Цель изобретения - повышение термостойкости и теплоизоляционных свойств пеноматериала, снижение плотности материала, при сохранении прочностных характеристик.
Эта цель достигается тем, что композиция для термостойкого теплоизоляционного пеноматериала пониженной плотности, включающая кремнийсодержащее связующее, микросферы и волокнистый наполнитель, в качестве кремнийсодержащего связующего содержит 10% раствор поликарбосилана в ксилоле, в качестве микросфер - полые углеродные микросферы, в качестве волокнистого материала - кварцевые волокна при следующем соотношении компонентов композиции, мас. %:
| Указанное кремнийсодержащее связующее | 15,0-45,0 |
| Полые углеродные микросферы | 12,0-65,0 |
| Кварцевые волокна | 20,0-43,0 |
В качестве полых микросфер были использованы полые углеродные микросферы, полученные путем пиролиза фенолформальдегидных полых микросфер в среде аргона при температуре 1200°C в течение 4 часов. Полученные микросферы имели размер от 20 до 100 мкм.
В качестве волокнистого наполнителя использовались кварцевые волокна (содержание SiO2 - 99,9%) длиной 50-500 мкм и диаметром 0,7-2,5 мкм.
Композицию получали смешением компонентов в смесителе. В смеситель заливали 10% раствор поликарбосилана в ксилоле, потом вводили кварцевые волокна и после перемешивания добавляли полые углеродные микросферы. Смесь перемешивали при 100-150°C для удаления растворителя, затем формовали образцы, которые помещали в печь и нагревали со скоростью 100°C/ч в атмосфере азота до 1000°C. В таблице 1 приведены составы композиций и свойства теплоизоляционных пеноматериалов, полученных по технологии описанной выше и свойства известной композиции.
Композиция для термостойкого теплоизоляционного пеноматериала, включающая кремнийсодержащее связующее, полые микросферы, волокнистый наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве кремнийсодержащего связующего композиция содержит раствор поликарбосилана в ксилоле, в качестве полых микросфер - полые углеродные микросферы размером от 20 до 100 мкм, в качестве волокнистого наполнителя - кварцевые волокна длиной 50-500 мкм и диаметром 0,7-2,5 мкм, при следующем соотношении компонентов композиции, мас. %:
| Указанное кремнийсодержащее связующее | 15,0-45,0 |
| Полые углеродные микросферы | 12,0-65,0 |
| Кварцевые волокна | 20,0-43,0 |
