Композиция для термостойкого теплоизоляционного пеноматериала

Изобретение относится к композициям для получения термостойких теплоизоляционных пеноматериалов, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературной и высокопрочной теплоизоляции, работающей в условиях окислительной среды. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и прочности пеноматериала. Указанный технический результат достигается за счет использования в композиции в качестве кремнийсодержащего связующего гидролизованного в среде водного этилового спирта тетраэтоксисилана, полых керамических микросфер и в качестве минерального наполнителя - электрокорунда белого при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%: указанное кремнийсодержащее связующее 14,0-76,0; полые керамические микросферы 21,0-66,0; электрокорунд белый 3,0-20,0. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к композициям для термостойких теплоизоляционных 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 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 термостойкости и механической прочности пеноматериала.

Эта цель достигается тем, что композиция для термостойкого теплоизоляционного пеноматериала, включающая кремнийсодержащее связующее, полые микросферы и минеральный наполнитель, в качестве кремнийсодержащего связующего содержит гидролизованный в среде водного этилового спирта тетраэтоксисилан, в качестве микросфер - полые керамические микросферы, в качестве минерального наполнителя - электрокорунд белый, при следующем соотношении компонентов композиции, мас. %:

Указанное кремнийорганическое связующее	14,0 - 76,0
Полые керамические микросферы	21,0-66,0
Электрокорунд белый	3,0 - 20,0

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% Аl₂O₃, остальное оксиды CaO, MgO, Na₂O, Fe₂O₃.

В качестве минерального наполнителя использовался электрокорунд белый марки 25А (ГОСТ Р 52381-2005), содержащий, мас. %: Аl₂О₃ - не менее 99,5; SiO₂ - не более 0,06; Fe₂O₃ - 0,02; Na₂O - 0,2.

Кремнийорганическое связующее получали гидролизом тетраэтоксисилана в среде водного этилового спирта в присутствии кислотного катализатора.

Композицию получают смешением компонентов в смесителе. В смеситель заливают гидролизованный в среде водного этилового спирта тетраэтоксисилан, потом вводят минеральный наполнитель электрокорунд белый и после перемешивания вводят полые керамические микросферы.

Смесь перемешивают при Т=20 - 25°С в течении 30 мин, затем формуют образцы, которые помещают в печь и нагревают со скоростью 100°С/ч до 1000°С.

В таблице 1 приведены составы композиций и свойств пеноматериалов, полученных по технологии, описанной выше, и свойства известной композиции.

Композиция для термостойкого теплоизоляционного пеноматериала, включающая кремнийсодержащее связующее, полые керамические микросферы и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что с целью повышения термостойкости и механической прочности пеноматериала в качестве кремнийсодержащего связующего композиция содержит гидролизованный в среде водного этилового спирта тетраэтоксисилан, в качестве минерального наполнителя - электрокорунд белый при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:

Указанное кремнийсодержащее связующее	14,0-76,0
Полые керамические микросферы	21,0-66,0
Электрокорунд белый	3,0-20,0