Вяжущее

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВНДМТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (>>) 616257 ч

Г я

» 4?о i (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11,10,76(21) 2409796/2933 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 25.07.78,Бюллетень №27 (45) Дата опубликования описания 20.06.78

2 (5)) М. Кл.

С 04 В 29/02

Гооудвротвеиимй комитет

Совета Миииотров СССР оо делам изобретеиий

N открытий (53) УДК 666.946 (088,8) (72) Авторы изобретения

И. Н. Ермоленко, Н. Х. Белоус и И. П. Люблинер

Институт обшей и неорганической химии

АН Белорусской CCP (71) Заявитель (54) ВЯЖУЩЕЕ

Изобретение относится к составам вяжущих, а именно вяжущих фосфатного твердения и может быть использовано для изготовления цементов с электропроводящими свойствами.

Известно вяжущее, включающее окись мели и ороофоофориуяо кислоту(11. Отвержденное медьфосфатное вяжущее не является электропроводным, имеет высокий коэффициент термического расширения, Известно также вяжущее, включающее, вес. ч, окись меди 0,2-0,6,ортофосфооную кислоту 0,5-1,0 и добавку и виде вирковвтв квлвввя 0,6-0,4 (21. Текле вяжущее является наиболее близким к изобретению. Недостатком его является его невысокая прочность и электропроводность

Цель изобретения — снижение у дель- 2о ного электросопротивления и коэффициента термического расширения вяжущего.

Это достигается тем, что вяжущее, включающее окись меди, ортофосфорную кислоту и добавку, содержит в качестве zs добавки фосфорсо держащее углер одное волокно при следующем соотношении компонентов, вес, %:

Ортофосфорная кислота 27,8-34,8

Фосфорс одержащее углеродное волокно 16,7-21,7

Окись меди . Остальное.

Фосфорсодержащее углеродное волокно получают следующим образом, Вискозное волокно подвергают фосфорилированию.

Для этого волокно пропитывают в растворе, содержащем 300 г/л мочевины и

200 г/л ортофосфорной кислоты. Модуль при пропнтке - 1:10. Пропитку проводят при 70 С в течение 30 мин, Затем волокно извлекают, отжимают от избытка раствора до веса, в два раза превыщнюшего исходный, и высушивают при 40 С в токе горячего воздуха. Высушенное волокно подвергают термообработке .при

150 С в течение 45 мин, промывают водой и высушивают.

Карбонизацию фосфорилированного во локна проводят следующим образом. Во локно помещают в.кварцевую трубку, рас«

616257 положенную в трубчатой печи. В процессе карбонизации через кварцевую трубку непрерывно пропускают инертный газгелий, Режим карбонизации: нагрев со ско о ростью 2 град/мин до 100 С и выдержка

1 ч, затем нагрев с той же скоростью до 350 С и выдержка 1 ч. Далее проводят нагрев со скоростью 5 град/мин до о

500-700 С, после чего печь отключают и при непрерывном пропускании газа охлаждают.

Углеродные волокна обладают следуюшими свойствами: высокой прочностью, химической и радиационной стойкостью, неплавкостью, нерастворимостыо. Элект-. ропрово дность углеродных волокон меняется в широких пределах. Углеродные волокна имеют низкий коэффициент термического расширения.

Введение в состав вяжущего фосфор»

20 содержащего углеродного волокна приводит к уменьшению удельного алектросопротивления на 7-8 порядков, коэффициента термического расширения в 25 раз.

Химическое взаимодействие между фосфорнокислыми группамн волокна и окислом

25 меди, входящим в состав вяжущего, приводит к образованию сетчатой структуры, и результате. чего полученный цемент имеет высокую электропроводность, водостой30 кость прочность»

Пример 1. Для получения вяжущего 43,5 % порошка окиси меди тщательно перемешивают с 21,7% размолотого фосфорсодержащего углеродного волокна

35 диаме тром 15 мкм с размерами часмщ, соответствующих отношению длины волок на к диаметру как 8- .Й1. Смесь окиси меди и фосфорсодержащего углеродного волокна эатвоояют 34,8% 75%-ной(плотз о ность 1,575 г/см ) ортофосфорной кис» лотой, перемешивают и укладывают полученную массу в форму с размерами, 2х2х2 см, Отверждение осуществляют при комнатной температуре и относительной влажности 70%. Длительность охва45 тывания составляет 3 ч. После 7 суток твердения образцы имели прочность при сжатни 420 кгс/см, удельное сопротивление 2. 10 ом.см., ко иент термиф

Ю -1 5о ческого расширения 2,5".10 град 1 .

Были проведены испытания для выяс« нения возможности использования полученного медьфосфатного цемента с углеродным волокном и качестве нагрева- у тельного элемента. Максимальная рабочая температура при испытании составила

150 С, В этнх условиях после 100 ч работы не наблюдалось изменений в электросопротивлении цемента. 60

3l,7

Пример 2. Углеродное фосфорсодержащее волокно получали как в примере 1, но конечная температура карбонио эации была 500 С.

Состав вяжущего, вес. %:

Окись меди 48,8

Кислота ортофосфорная., 75%

Углеродное волокно (со держание фосфора

4 вес.%) 19,5.

Длительность схватывания 3 ч, Характеристики полученного цемента:

Прочность на сжатие 430 кгс/см

Удельное алектросопр отивление 3,5; 10 ом.см

Прочность после хранения в воде в течение 7 суток 320 кгс/см .

Пример 3. Углеродное волокно получали как в примере 1. Состав вяжущего, вес. %:

Окись меди 55,5

Кислота ортофосфорная

75% 27,8

Углеродное волокно (содержание фосфора 5,8 вес. %.) 16,7

Характеристики полученного цемента.

Прочность на сжатие 320 кгс7см

Удельное электросопротивление 2; 10 ом,см.

Коэффициент термического расширения (КТР) 2,9 10 град

Как видно из приведенных примеров, получены цементы с алектропроводящими свойствами, низким КТР и высокой прочностью. Из предложенных вяжущих составов могут быть получены нагреваемые строительные и другие конструкции, имеющие большие теплоиэлучающие поверхности, устойчивые к действию паров и газов. Строительные конструкции, изготовленные иэ предлагаемого вяжущего могут применяться для обогрева стен, полов, различных профилированных узлов, конструкций. Испытания показали, что после

100 ч,- эксплуатации даже при 150 С электр опрово дяшие свойства практически не изменяются. Поскольку обычные температуры аксплуатации подобных алементов значнтельно ниже, срок службы подобных нагревателей значительно возрастает. В частности, известно, что нагреватели нз углеродных волокон даже без связующего имеют практически неограниченные сроки службы при теМпературе ниже 100 С.

Технология приготовления предлагаемого вяжущего не меняется.

6 16257

Фосфорсо держашее углеродное волокно

Окись меди

16,7-21,7

Остал ьн ое.

Составитель И.Люблинер

Редактор А, Морозова Техред М. Борисова Корректор Д. Мельниченко

Заказ 4014/25 Тираж 75 1 Подписное

UHHHHH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Вяжушее, включаюшее окись меди, ортофосфорную кислоту и добавку, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения удельного электросопротивления и коэффициента термического расширения, оно содержит в качестве добавки фосфорсодержашее углеродное волокно при следуюшем соотношении компонентов, Вес. %:

Ортофосфорная о кислота 27,8-34,8

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Копейкин В. А. и др. Материалы на основе металлофосфатов, М., "Химия", 1976, с. 125.

2, Авторское свидетельствоK 281638.

М. кл. С 04 В 19/00, 29.06.71.