Композиция для изготовления тепло-изоляционного материала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалнстнческнк

Республик.Я .н ч (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 130479 (21) 2774730/29-33 (51) М. КЛ.

С 04 В 43/02 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 3005.8 .Бюллетень N9 20 (53) УДК 662.998 (088. 8) Дата опубликования описания 309581

«ееЮМе. !

" 7к ч" рте.;

Я.ГеХаритон, О,М.Ященко, Е.A.Ðûáàëêà, и И.g.С нько 1,.

Киевская научно-исследоиателаская лабоиаториян— баэальтового волокна и изделий иэ него (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к составам негорючих листовых или рулонных теплоизоляционных материалов, получаеьых из различного типа силикатных минеральных волокон и неорганического связующего, которые могут быть использованы для тепловой изоляции плоских.и изогнутых поверхностей, работающих при температурах от — 260 до +800 С.

Известны теплоизоляционные матерна-10 лы, полученные из минеральных волокон и органического связующего (феиольный карбамидный, фурановая смола, эмуль-. сия поливинилацетата и др.). Легкий и гибкий материал получают из 93-95% 15 базальтового супертонкого волокна и

3-5% поливинилацетата. Этот материал. имеет объемную массу 70-110 кг/и теплопроводность 0,033 ккал/(м .ч " С), 6 слой в 10 мм огибает беэ трещин вал 20 диаметром 57-219 мм. Может быть исполь-, зован при температурах от -260 до

+150оC (температуры деструкции ПВА) (1) .

Однако по огнестойкости материал относится к категории горючих или трудносгораеьих (в зависимости от содержания связующего) .

Известен негорючий и биостойкий теплоизоляционный материал, состоя- 30 щий из 88-98% базальтовых супертонких волокон и 2-12% бентонита . Материал используется в интервале температур от -260 до +800оС (2) е

Однако применение глинистого связующего приводит к некоторому увеличению объемной массы и ухудшению эластичности, так как глинистое связующее после термообработки создает хрупкую матрицу, дающую трещины при огибании вала диаметром менее 250 мм.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемоМу результату является композиция (3) для изготовления тенлоизоляционного материала, включающая минеральное волокно, жидкое стекло и нейтрализующую добавку .при следующем их соотношении, вес. Ъг

Минеральное волокно 30-60

Жидкое стекло 30-50

Нейтрализующая добавка (твердые кислые соли ортофосфорной кислоты) 10-20

Однако анализ данных и проведенные опыты показывают малозффективность твердых солей ортофосфорной кислоты как.нейтралиэующей добавки. В кислых солях большая часть обменных позиций

833914 уже компенсирована катионами металлов. Полное замещение оинов водорода в кислых фосфатах ухудшает их вяжущие свойства. Ввод в смесь солей в твердом состоянии ухудшает условия их химического взаимодействия с дру.гими компонентами. Вследствие этого приведенная композиция не может обеслечить долговечность материала путем снижения щелочной коррозии волокон и не позволяет получить материал легкий, р эластичный, с малой теплопроводностью. Даже при минимальйом содержании свяэуюшЕ о объемная масса составляет

280 кг/м, а теплопроводность не менее 0,045-0,05 ккап/(м-ч ОС). При таком содержании связующего материал теряет гибкость °

Цель изобретения — снижение объемной массы и повышение гибкости материала.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для изготовления теплоиэоляционного материала, включающая мкнеральное волокно, жидкое стекло и нейтрализующую добавку, содержит в качестве минерального волокна базальто- Я вое волокно диаметром 0,5-3 мкм, а в качестве нейтрализующей добавкифосфатное связующее с рН 1-4 при слерующем соотношении компонентов, вес.: в пересчете на сухое вещество) 3О

Базальтовое волокно диаметром 0,5-3 мкм 90,9-99,8 .Жидкое стекло 0,12-6,3

Фосфатное связующее с рН 1-4 0,08-5,5

При этом композиция в качестве фосфатного связующего содержит ортоФосфорную кислоту. Кроме того она содержит ортофосфорную кислоту, модифицированную окислами алюминия и хрома, 40

Связующее на основе жидкого стекла модифицируют ортофосфорной кислотой или ее указанной модификацией с рН .

1-4 до нейтральной или слабокислой реакции, при этом образуются ФосФаты 45 и гидрофосфаты натрия, значительно усиливающие связующее действие геля кремнезема, получающего в результате гидролиза жидкого стекла, идущего наиболее интенсивно в ккслбй средез яр йа S !О - + 2Н О =* Н 810Э е 20аОН

NaOH + Н РО4 НаНаРО» + НаО

NaOH + ЦД 04 = N HPO4 + 2На.О

3NaOH + НЭРО4= Na PO» + ЗН О

В результате получаем два вида высокоэффективных связующих веществгель кремнекислоты, а также фосфаты к гидрофосфаты натрия, полимеризующиеся в процессе термической обработки материала, при которой образуется сравнительно эластичная матрица. Жкд-(60 кое стекло и нейтралкзующая добавка являются раствориыюмк веществами, при пропитке волокнистого материала они не Фильтруются в слое, à при вакуумировании s результате действйя поверх- 65 ностного натяжения отлагаются только в местах контакта волокон. Это дает воэможность получать эластичные структуры при сравнительно высокой прочности и небольшом содержании связующего.

Пример 1. В лабораторный гидроразбавитель наливают 20 л воды, добавляют 57 г жидкого .стекла (уд. вес. 1,28 г/см ), раствор перемешивают и доводят до слабокислой реакции добавлением 34 г ортофосфорной кислоты (уд. вес 1, 69 r/ñì рН 1). Затем в гидроразбавитель загружают 100 г базальтовых волокон с диаметром 2 мкм к гидромассу перерабатывают до однородной консистенции. Гидромассу выливают s лабораторный открытый емкост= ной вакуум-фильтр, где формуют образец в виде картона путем частичного обезвоживания гидромассы.Образец высушивают и подвергают термообработке при

250 С, Масса .высушенного образца составляет 100,2 г и соответствует составу в пересчете на исходные ингредиенты в сухом состоянии, вес. Ъ|

Базальтовые волокна диаметром 2 мкм 99,8

Жидкое стекло . 0 )2

Фосфатное связующее рН 1 0,8

90,9

Н р и м е р 2. На 20 л воды в гидрораэбавитель добавляют 143 г жидкого стекла (уд. вес 1,28 г/см-), раствор перемешивают и доводят до нейтральной реакции добавлением 85 г ортофосфорной кислоты, модифицированной окисламк алюминия к хрома (рН 2) .

Далее загружают 100 г базальтовых, супертонких волокон с диаметром

2,5 мкм и получение образца ведут аналогично примеру 1. Масса высушенногО образца составляет 102 г и соответствует составу в пересчете на исходные ингредиенты в сухом состоянии, вес. В:

Базальтовое волокно диаметром 2,5 мкм 98

Жидкое стекло 1,2

Фосфатное связующее рН 2 0,8

ti p и м е р 3. На 20 л воды в гидрораэбавитель добавляют 336 г жидкого стекла (уд. вес 1,28 г/см ), 3 раствор перемешивают и доводят до нейтральной реакции добавлением 170 г ортофосфоркой кислоты (рН 2), модифицированной соединениями алюминия и хрома. Далее загружают 100 г базальтовых супертонких волокон диаметром

2,5 мкм и получение образца в виде картона ведут аналогично примеру 1.

Масса высушенного образца составляет

110 r и соответствует составу в пересчете на исходные ингредиенты в сухом состоянии, вес. %:

Базальтовые волокна диаметром 2,5 мкм

833914

5,6

Жидкое стекло

Фосфатное связующее срН2

3 5

Пример

1 L

Показатели

Объемная масса, кг/м

56,0

117 0

Содержание связующего, Ж

0,2

1,95

9,1

Теплопроводность при

2015ОС, ккал/(м.ч С) .0,026 0,023.

0,029

Сжимаемость йри нагрузке ! 0,02 кгс/см, %

8,3

25,0

l6,0

Показатель гибкости,, мм

Горючесть

Биостойкость

12t0

25,0

219,0

Н е г о р ю ч и и

Б и о с т о и к и й

Температура. применения,ОС От -260 до +800

П р и м е ч а н и .е . 3a показатель гибкости образца принимается наименьший диаметр валика в мм, на котором при огибании образца толщиной 100 м не образуются на его поверхности трещины (ГОС 17177-71).

Формула изобретения

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

Материал, полученный из предлагаемой композиции, отличается малой объемной массой (65-117 кг/м ) и вы3 сокой эластичностью, являясь в тоже время негорючим и биостойким. Таким 35 образом, теплоиэоляционный материал объединяет в себе лучшие свойства известных материалов, полученных на органическом (малая объемная масса и эластичность) и неорганическом (ог- 40 нестойкость и биостойкость) связующем.

Материал может быть успешно использован во всех случаях, где требуется тепловая изоляция, сочетающая в себе огнестойкость с эластичностью, малой объемной масоой и низкой тепло- 45 проводностью, например при изготовлении летательных аппаратов. Материал с малым содержанием связующего (пример 1) можно выпускать в виде рулонов. и использовать для получения прошивной 50 и теплоэвукоиэоляционной подосновы в производстве линолеума, для теплоизоляции специальных помещений.

1.Композиция для изготовления теплоиэоляционного материала, включающая минеральное волокно, жидкое стекло и нейтрализующую добавку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью

ВНИИПИ Заказ 3930/37 .Тир

Данные, характеризующие материал, получаемый иэ предлагаемой композиции, представлены в таблице. снижения объемной массы и повышения гибкости материала, она содержит в качестве минерального волокна базальтовое волокно диаметром 0,5-3 мкм, а в качестве нейтралиэующей добавки— фасфатное связующее в рН 1-4 при следующем соотношении компонентов,вес.Ф: (в пересчете на сухое вещество)г

Базальтовое волокно диаметром 0,5-3,0 мкм 90,9-99,8

Жидкое стекло 0,12-6,3

Фосфатное связующее с рН 1-4 0,08-5,5

2. Композиция по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, в качестве фосфатного связующего она содержит ортофосфорную кислоту.

- 3. Композиция по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что в качестве фосфатного связующего она содержит ортофосфорную кислоту, модифицированную окиславм алюминия и хрома.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Джигирис Д.Д. и др. Теплоизоляционные плиты на основе базальтового волокна. Строительные материалы, 1973, 9 ° 12.

2. Авторское свидетельство СССР

В 544642, кл. С 04 В 43/02, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР

Ю 622781, кл. С 04 В 43/02, 1977 (прототип). аж 660 Подписное