Состав для изготовления теплоизоляционного материала

Авторы патента:

C04B38/10 - полученные с использованием пенообразователей (C04B 38/02 имеет преимущество)

C04B38/00 - Пористые строительные растворы, бетон, искусственные камни или керамические изделия; получение их (обработка шлака газом или газообразующим материалом C04B 5/06)

C04B28/26 - силикаты щелочных металлов

C04B111/20 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2704754:

Кашевский Семен Васильевич (RU)

Изобретение относится к химической промышленности. Заявлен состав для изготовления теплоизоляционного материала, содержащий мас. %: отверждаемая основа -30-50%-ное натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 2,8-4,5 71-77, отвердитель - натрия гексафтортитанат (Na₂TiF₆)или смесь натрия гексафтортитаната (Na₂TiF₆)и натрия гексафторсиликата (Na₂SiF₆)при любом соотношении компонентов 8,5-9,1, компонент, образующий пену, - или натриевая или триэтаноламмонийная соль лаурилсульфата 0,9-1,2, наполнитель 2,4-3,4, вода - остальное. Изобретение позволяет получать материал (изделие), обладающий одновременно высокой экологической безопасностью, высокими показателями механической прочности и пожарной безопасности. 2 табл.

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного материала, предназначенного для термоизоляции чердачных и подвальных перекрытий, а также фасадов зданий.

Для теплоизоляционных материалов указанного назначения чрезвычайно важными показателями являются: экологическая безопасность, срок эксплуатации, горючесть и механическая прочность.

Известен состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий в качестве отверждаемой основы карбамидную смолу, хлористый аммоний, полуводный фосфогипс, пенополистирол, сульфитный щелок, перлитовый песок и воду. (А.С. СССР №1505909)

Однако изделия из этого состава при высокой объемной массе имеют низкую механическую прочность.

Известен состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий в качестве отверждаемой основы карбамидоформальдегидную смолу, кислый отвердитель, наполнитель, поверхностно-активное вещество, карбамид, силикат натрия. (Пат.СССР №1834870)

Однако, недостатками этого состава являются относительно высокое водопоглощение готовых изделий, значительное содержание вредных примесей, низкая механическая прочность готовых изделий и низкий срок их эксплуатации из-за старения и деструкции при температурах выше 40°С.

Известен состав для изготовления теплоизоляционного материала, который содержит следующие компоненты: отверждаемая основа -карбамидоформальдегидная смола, поверхностно-активное вещество, кислый отвердитель, наполнитель, пластификатор. (Пат.РФ №2055820)

Однако, недостатками известного состава являются: выделение изделиями в атмосферу экологически вредного формальдегида, исключающее их применение в качестве теплоизоляторов в жилищном строительстве;

- невысокий срок эксплуатации изделий, получаемых на его основе, из-за старения и деструкции полимерной основы;

-низкие характеристики пожарной безопасности готового теплоизоляционного материала.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий отверждаемую основу в виде 30-50% натриевого жидкого стекла с силикатным модулем 2,8-4,5, отвердитель - по крайней мере, одно из соединений, выбранное из группы, включающей ангидриды карбоновых кислот, хлорангидриды карбоновых кислот, эфиры хлормуравьиной кислоты и сульфохлориды, компонент, образующий пену, наполнитель и воду (Пат.США 3850650 по кл. С04В 38/00, 1974)

Известный состав имеет следующее содержание компонентов, масс %:

отверждаемую основу - 40%-ное жидкое стекло	360-1600
отвердитель - органические соединения,
выделяющие кислоты при взаимодействии
с жидким стеклом;	40-160
компонент, образующий пену
низкокипящие органические жидкости,	10-85
эмульгирующий агент - Na-С₁₄-алкилсульфонат	4-5
наполнитель	30-200
вода	10-20

Известный состав позволяет получить пеномассу, твердеющую в процессе ценообразования.

Вспенивание состава происходит путем его нагрева, при котором вскипает эмульгированный в жидком стекле компонент, образующий пену и представляющий собой низкокипящую жидкость.

Отверждение пены происходит в результате взаимодействия жидкого стекла с эмульгированным в нем отвердителем - веществом, выделяющим в водной среде кислоту.

Однако известный состав обладает рядом недостатков:

1. Высокая экологическая опасность, как в процессе производства, так и при использовании готовых изделий, так как:

-вспенивание растворов жидкого стекла достигают введением в состав отверждаемой композиции экологически вредных органических жидкостей (трихлорфторметана, дихлордифторметана, хлороформа, винилхлорида, трихлорэтилена), которые в процессе производства и при последующем использовании полученных изделий выделяются в атмосферу в количествах, в десятки раз, превышающих предельно допустимые концентрации;

- в качестве отверждающих компонентов используют органические соединения, например, бутиловый, изо-октиловый, фениловый эфиры хлормуравьиной кислоты, реагирующие с жидким стеклом, выделяя бутанол, изо-октанол, фенол в количествах, несовместимых с требованиями техники безопасности.

2. Низкая механическая прочность отвердевшей пены, имеющей предел прочности при сжатии не выше 50 кПа, что не позволяет использовать ее в качестве конструкционного теплоизоляционного материала.

3. Низкие характеристики пожарной безопасности теплоизоляционного материала, теряющего при воздействии пламени в течение 30 мин с температурой 850°С более 50% массы (группа горючести Г2).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является создание состава для изготовления теплоизоляционного материала, обладающего одновременно экологической безопасностью, высокими показателями механической прочности и характеристиками пожарной безопасности.

Технический результат в предлагаемом изобретение достигают созданием состава для изготовления теплоизоляционного материала, включающего отверждаемую основу в виде 30-50% натриевого жидкого стекла с силикатным модулем 2,8-4,5, отвердитель на основе натриевых солей неорганических фторсодержащих кислот, компонент, образующий пену, наполнитель и воду, в котором, согласно изобретению, в качестве натриевых солей неорганических фторсодержащих кислот отвердителя используют или натрия гексафторсиликат (Na₂SiF₆), или натрия гексафтортитанат (Na₂TiF₆), или их смеси при любом соотношении компонентов, а в качестве компонента, образующего пену, используют или натриевую, или триэтаноламмонийную соль лаурилсульфата при следующем содержании компонентов, масс %:

отверждаемая основа -

30-50%-ное натриевое жидкое

стекло с силикатным модулем 2,8-4,5	71-77
отвердитель
или натрия гексафторсиликат (Na₂SiF₆),
или натрия гексафтортитанат (Nа₂TiF₆),
или их смеси при любом соотношении компонентов	8,5-9,1
компонент, образующий пену
или натриевая, или триэтаноламмонийная
соль лаурилсульфата	0,9-1,2
Наполнитель -	2,4-3,4
или асбест-хризотил, или полипропиленовое волокно,
или рубленое базальтовое волокно, или их
смеси при любом соотношении компонентов.
вода	остальное

Изобретение позволяет получить следующие преимущества:

- высокая экологическая безопасность производства и потребления теплоизоляционных материалов, так как предложенный состав в своем составе не содержит вредных органических жидкостей;

- высокие прочностные показатели материала, имеющего предел прочности при сжатии не менее 120 кПа.

- пожарная безопасность теплоизоляционного материала, имеющего группу горючести НГ (несгораемый);

Для получения заявленного состава можно использовать следующие вещества.

В качестве отверждаемой основы можно использовать, например, 30-50% натриевое жидкое стекло с силикатным модулем 3-4,5 (ГОСТ 13078-81).

В качестве отвердителя используют, например, натрия гексафторсиликат (ТУ 113-08-587-86), или натрия гексафтортитанат (ТУ 6-09-01425-77), или их смеси при любом соотношении компонентов.

В качестве наполнителя можно использовать, например, асбест-хризотил (ГОСТ 12871-93) полипропиленовое волокно (ТУ 2272-001-44340211-2000) или рубленое базальтовое волокно (ТУ В.2.7.88 023.025-96) или смеси этих материалов. При этом соотношение компонентов в наполнителе может быть любым и определяется лишь необходимостью получения качества готовых изделий, определяемого спецификой области применения последних.

В качестве компонента, образующего пену, используют триэтаноламмонийную соль лаурилсульфата (торговое название пенообразователь №3, ТУ 6-14-508-80, изменение №1) или натриевую соль лаурилсульфата.

Заявленный состав можно получить, например, при атмосферном давлении и температуре 10-65°С.

В смеситель емкостью 25 л заливают 4-6 л 40%-ного натриевого жидкого стекла с силикатным модулем 3,

250 г асбеста-хризотила, предварительно замешанного с 130 мл воды, и включают мешалку.

Через 30 мин добавляют 600-900 г натрия кремнефтористого и одновременно с помощью пеногенератора подают пену требуемой кратности до заполнения аппарата.

Время перемешивания вспененной реакционной массы составляет 5-6 мин. Затем пену выливают в формы размерами 100×300×50 мм, где выдерживают 2 часа, далее перекладывают на поддон и высушивают при 35-35°С в течение 10-12 часов.

Все приведенные режимы способа получения изделия из предлагаемого состава для изготовления теплоизоляционного материала были получены экспериментальным (лабораторным) путем.

Полученные изделия подвергали испытаниям по ГОСТ 30244-94, ГОСТ 30402-96, ГОСТ 17177-94.

О сроке эксплуатации изделий судили по результатам ускоренных испытаний старения образцов. Для этого изделия размерами 100×100×50 мм плавно нагревали и выдерживали при температуре 200°С, визуально фиксируя время (сутки) появления первой трещины в образце, это время принимали как t_ускор.

Для расчета срока эксплуатации изделий в реальных условиях, т.е. при температуре, не превышающей 70°С (t_реал, лет), использовали термический коэффициент скорости деструкции, равный 22,47.

Показатель горючести определяли по двум параметрам: 1) убыль массы (в процентах) образцов диаметром 45 мм и высотой 50 мм и 2) прирост температуры пламени над образцами (°С).

Для сравнения изготавливали изделия из состава прототипа, используя следующие компоненты, масс.%:

- отверждаемая основа - 40%-ное
натриевое жидкое стекло
с силикатным модулем 2,95	69,0
- отвердитель - бензоилхлорид	7,8
- вспенивающий агент - трихлорфторметан	5,6
- эмульгатор - Na-С₁₄-алкилсульфонат	0,4
- наполнитель-мел	17,2

Для получения корректных сравнительных данных состава-прототипа и изобретения изделия получали и испытывали в условиях, аналогичных условиям получения и испытания заявленного состава и изделий из него.

Примеры заявленного состава при различном содержании различных компонентов приведены в табл.1.

Результаты сравнительных испытаний составов, указанных в табл.1, и составов по прототипу представлены в табл.2.

Как с очевидностью следует из представленных данных, заявленный состав позволяет получать изделия с высокими качественными характеристиками.

Таблица 1.Примеры заявленного состава
Компоненты, масс.%	Примеры составов
	1	2	3	4
Натриевое жидкое стекло
30%, силикатный модуль 3	77	-	-	-
40%, силикатный модуль 3	-	74	-	-
50%, силикатный модуль 4	-	-	71	-
				72,1
40%, силикатный модуль 4
Отвердитель
натрия гексафторсиликат	8,5	-	-	-
натрия гексафтортитанат	-	9,1	-	-
смесь натрия	-	-	9,0	-
гексафторсиликата и натрия	-	-	-	8,5
гексафтортитаната (1:1 по весу)
Компонент, образующий пену
триэтаноламмонийная соль
лаурилсульфата	1,2	-	1,0	-
(пенообразователь №3)
натриевая соль		1,2		0,9
лаурилсульфата
наполнитель:
полипропиленовое волокно	3,4	-	-	-
базальтовое волокно	-	2,4	-	-
асбест	-	-	3,4	-
асбест+базальтовое волокно	-	-	-	2,4
8:2
Вода	9,9	13,3	15,6	16,1

Таблица 2.Качественные показатели
Наименование показателя	Примеры	Прототип
	1	2	3	4
Выделение
трихлорфторметана, мг/м³:	0	0	0	0	2100
в воздухе рабочей зоны*	0	0	0	0	110
в помещении**
Срок эксплуатации:
- t_ускор, суток	4,44	4,46	4,45	4,46	0,2
- t_реал, лет	99,8	100,2	100	100,2	9
Показатель горючести:
- убыль массы, %	4	5	5	4	60
- прирост температуры, °С	10	12	10	9	50
- группа горючести	НГ	НГ	НГ	НГ	Г2
Предел прочности при сжатии, кПа	120	160	120	180	50
Коэффициент
теплопроводности, λ⋅10³,	32	35	32	38	34
Вт/(м⋅К)
Плотность, кг/м³	110	140	110	180	60

* Предельно допустимая концентрация трихлорфторметана в воздухе рабочей зоны 1000 мг/м³

** В соответствии с гигиеническими нормативами ГН 2.1.6.1338-03. предельно допустимая среднесуточная концентрация трихлорфторметана в атмосферном воздухе составляет 10 мг/м³

Состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий отверждаемую основу в виде 30-50% натриевого жидкого стекла с силикатным модулем 2,8-4,5, отвердитель, выделяющий кислоту в воду, компонент, образующий пену, наполнитель и воду, отличающийся тем, что в качестве отвердителя, выделяющего кислоту в воду, используют или натрия гексафторсиликат (Nа₂SiF₆), или натрия гексафтортитанат (Na₂TiF₆), или их смеси при любом соотношении компонентов, а в качестве компонента, образующего пену, используют или натриевую или триэтаноламмонийную соль лаурилсульфата при следующем содержании компонентов, мас. %:

Отверждаемая основа
30-50%-ное натриевое жидкое
стекло с силикатным модулем 2,8-4,5	71-77
Отвердитель - натрия гексафтортитанат
(Na₂TiF₆)или смесь натрия гексафтортитаната
(Na₂TiF₆)и натрия гексафторсиликата
(Na₂SiF₆)при любом соотношении компонентов	8,5-9,1
Компонент, образующий пену, -или
натриевая или триэтаноламмонийная
соль лаурилсульфата	0,9-1,2
Наполнитель	2,4-3,4
Вода	остальное

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к получению ячеистых бетонов неавтоклавного твердения с повышенным коэффициентом конструктивного качества и сниженным коэффициентом теплопроводности.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2689961

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетона. Технический результат – снижение коэффициента теплопроводности и увеличение декремента затухания колебаний d.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2689960

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетона. Комплексная добавка для пенобетонной смеси содержит, мас.%: карбонат кальция с тонкостью помола 3000 см2/г 97,0-97,5, фторид натрия 0,5-0,7, состав, содержащий, мас.%: полимер поливинилацетата 85-90, дибутилфталат - не менее 5, вода - до 10, 2,0-2,3.

Арболит на основе вторичных ресурсов пищевых предприятий // 2689351

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к теплоизоляционным материалам, и может быть использовано для устройства теплоизолирующих слоев в многослойных конструкциях стен и кровли, а также в виде строительных блоков.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2688704

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетона. Комплексная добавка для пенобетонной смеси содержит, мас.%: карбонат кальция с тонкостью помола 3000 см2/г 91,0-93,0, хлорид натрия 1,6-2,0, состав, содержащий, мас.%: полимер поливинилацетата 85-90, дибутилфталат - не менее 5, вода - до 10, 5,4-7,0.

Способ изготовления фиброармированных пеноблоков и плит, линия для изготовления фиброармированных пеноблоков и плит // 2678458

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов, а именно к способу изготовления фиброармированных пеноблоков и плит для вентилируемых фасадов различной цветовой гаммы, а также пеноблоков, облицованных с одной или нескольких сторон плитами, используемых при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций, и линии для изготовления указанных пеноблоков и плит.

Сырьевая смесь для изготовления пенобетона // 2678286

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве пенобетонов. Сырьевая смесь для изготовления пенобетона включает, мас.%: портландцемент 16,1-33,8, вулканический пепел с максимальной крупностью зерен 1,25 мм 32,2-33,8, пенообразователь ПБ-2000 0,25, базальтовое волокно марки РНБ-9-1200-4с длиной 13 мм, а соотношение длины волокон к диаметру (l/d)=1444, 0,9, негашеную известь 0-16,1, строительный гипс 0-0,9, воду – остальное.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2674353

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетонов. Комплексная добавка для пенобетонной смеси содержит, мас.%: пенообразующую добавку на протеиновой основе 75-80, красную кровяную соль 20-25.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2674353

Углеродная теплораспределяющая плита для изготовления потолочных и настенных систем нагрева и кондиционирования // 2702431

Изобретение относится к области получения низкоплотных прочных материалов на основе терморасширенного графита (ТРГ), которые могут использоваться в качестве распределителей тепла, в т.ч.

Геополимерные агрегаты // 2701954

Группа изобретений относится к геополимерным агрегатам, активированным щелочью алюмосиликатам и модифицированным щелочью алюмосиликатам, и к материалам, содержащим эти агрегаты.

Способ получения шихты для пеностеклокерамики // 2701838

Изобретение относится к технологии производства стекла, пеностекла и пеностеклокерамики, производимых по обжиговой (одностадийной) технологии для применения в качестве насыпной теплоизоляции и заполнителя легких бетонов.

Способ получения проницаемого керамического материала с высокой термостойкостью // 2700386

Изобретение относится к изготовлению пористых легковесных изделий на основе кордиерита для получения носителей катализаторов и фильтров для очистки сточных вод от органических загрязнений.

Керамическая смесь для изготовления строительных изделий // 2698369

Изобретение относится к производству строительной керамики и может быть использовано при изготовлении стеновых и облицовочных изделий: кирпичей, камней, плиток, плит и блоков.

Способ получения теплоизоляционного материала на основе аэрогеля // 2696638

Настоящее изобретение относится к технологиям с применением аэрогеля и может быть использовано для получения теплоизоляционных материалов широкого применения. Технический результат заключается в расширении области применения и получении теплоизоляционных материалов с относительно низким коэффициентом теплопроводности в широком диапазоне температур, улучшенными поглощающими свойствами электромагнитного излучения в области ИК-спектра, повышенной механической прочностью и гибкостью, сниженной осыпаемостью и достигается при получении материала путем изготовления упрочняющей структуры, в которую вводят аэрогель с последующей сушкой для получения целевого теплоизоляционного материала, причем упрочняющую структуру изготавливают в виде волокнистой подложки плотностью 0,001-0,1 г/см3, которая состоит из волокон с диаметром 0,1-20 мкм, для получения аэрогеля предварительно получают золь путем смешивания силана с органическим растворителем и водным раствором кислоты с выдержкой мольного соотношения силан:органический растворитель:H2O:кислота, равным 2:(5-10):(2-8):(1-10)×10-3, и выдерживают а течение 24 часов, после чего в полученный на предыдущей стадии золь при перемешивании вводят дополнительное количество органического растворителя до достижения отношения золя к органическому растворителю 1,2-2 и вводят гелирующий агент - раствор основания с выполнением мольного соотношения силан:основание, равного 1:(1-5)×10-2, и проводят выдержку для гелеобразования в течение 10-60 минут, а затем полученный аэрогель вводят в упрочняющую структуру путем их совместного центрифугирования и производят старение композиционного материала..

Композиционный пьезоматериал и способ его изготовления // 2695917

Изобретение относится к композиционным пьезоматериалам (КПМ) и может быть использовано для изготовления гидроакустических приёмников, датчиков медицинской ультразвуковой диагностики, эмиссионного контроля, дефектоскопов и других объёмно-чувствительных пьезопреобразователей, а также к технологии изготовления этих материалов.

Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана // 2694325

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности теплоизоляционных материалов на основе пенополиуретана, и может быть использовано для теплоизоляции строительных конструкций различного назначения и для теплоизоляции трубопроводов.

Элемент для тангенциальной сепарации, содержащий встроенные препятствия для потока, и способ его изготовления // 2693159

Изобретение относится к фильтрационным мембранам. Представлен монолитный сепарационный элемент для тангенциальной сепарации обрабатываемой текучей среды на фильтрат и ретентат, при этом указанный сепарационный элемент содержит прямолинейную жесткую пористую основу трехмерной структуры, внутри которой выполнен по меньшей мере один канал для протекания потока обрабатываемой текучей среды с целью сбора фильтрата на наружной поверхности основы, при этом наружная поверхность основы имеет постоянный профиль, так что все внешние образующие линии, параллельные центральной оси основы, являются параллельными между собой прямыми линиями, отличающийся тем, что монолитная жесткая пористая основа содержит препятствия, начинающиеся от внутренней стенки канала или каналов, для циркуляции обрабатываемой текучей среды, которые характеризуются идентичностью материала и пористой текстуры с основой, а также непрерывностью материала и пористой текстуры с основой, при этом препятствия, появляясь между первым и вторым положениями вдоль продольной оси канала, создают резкое сужение или схождение в направлении течения обрабатываемой текучей среды в указанном канале, затрудняя или возмущая поток текучей среды, причем указанное резкое сужение имеет радиальную стенку, расположенную перпендикулярно к продольной оси, а указанное схождение имеет стенку, наклоненную относительно продольной оси под углом α, строго превышающим 0° и меньшим 90°.

Новые геометрические формы многоканальных трубчатых элементов, предназначенных для тангенциальной сепарации, содержащих встроенные усилители турбулентности, и способ их изготовления // 2692723

Изобретение относится к фильтрационным мембранам. Сепарационный элемент для тангенциальной сепарации обрабатываемой текучей среды на фильтрат и ретентат, при этом указанный сепарационный элемент содержит монолитную жесткую пористую основу прямолинейной структуры, в которой выполнены несколько каналов для протекания обрабатываемой текучей среды между входом и выходом для ретентата с целью сбора фильтрата от наружной поверхности основы, при этом монолитная жесткая пористая основа ограничивает препятствия, простирающиеся от внутренних стенок указанных каналов, для потока обрабатываемой текучей среды, которые характеризуются идентичностью материала и пористой текстуры с основой, а также непрерывностью материала и пористой текстуры с основой, при этом указанные препятствия создают вариации проходного сечения канала, когда варьирует по меньшей мере один из следующих критериев: площадь прямого сечения, форма прямого сечения, размеры прямого сечения канала.

Теплоизоляционная и огнезащитная композиция и способы ее получения // 2691325

Изобретение относится к теплоизоляционной и огнезащитной композиции и способу получения ее и может использоваться в качестве средства обеспечения защиты поверхностей и конструкций изделий, строительных материалов, зданий, других сооружений от температурного воздействия, в том числе высокотемпературного воздействия, например пожаров, открытого пламени, тепловых потоков внешней среды.