Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала

 

СЫРЬЕВАЯ -СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕШЮИЗОПЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, содержащая волокнистый наполнитель, жидкое стекло, отвердитель и воду, отличающаяся тем, что, с целью повьпиения теплозащитных свойств и долговечности материала, . она в качестве волокнистого наполнителя содержит полиакрилонитрильные волокна, а в качестве отвердителя мел при следуницем соотношении компонейтом , мае. ч.: Полиакрилогштрильные волокна 100 Жидкое стекло (сухой остаток) Мел5-20 (Л Вода30-70

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН () 9) () 1) ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ к авт снам саидатиьс вм

16-50

5-20

30-70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм из06Ретений и ОтнРмтзФ (21) 3622675/29-33 (22) 13.07.83 (46) 07.06.85. Ьюл. У 21 (72) П.В.Сысоев, Н.М.Климашевич, М.С.Семенюк, А.И.Бардонова, А.В.Дубровский, Ж.И.Моисеева, М.М.Близнец, В.В.Борисовец и В.С.Миклашевская (71) Институт механики металлополи-мерных систем АН Белорусской CCP (53) 666.69.041(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 590310, кл. С 04 В 43/12, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

В 622781, кл. С 04 В 43/02, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР

У 881090, кл. С 04 В 43/02, 1979, 4. Авторское свидетельство СССР

У 968021, кл. С 04 В 43/02, 1980 (прототип).

4(5l) С 04 В 28/26 С 04 В 16 06 (54)(57) СЫРЬЕВАЯ -CMECb ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕШЮИЗОЛЯЦИОННОГО NATEPHAJIA, содержащая волокнистый наполнитель, жидкое стекло, отвердитель и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения теплозащитных свойств и долговечности материала, . она в качестве волокнистого наполнителя содержит полиакрилонитрильные волокна, а в качестве отвердителямел при следующем соотношении компонентом, мас. ч.:

Полиакрилонитрильные волокна 100

Жидкое стекло (сухой остаток)

Мел

Вода

1159912

Изобретение относится к изготовлению теплоизоляционных материалов и может быть использовано в строительстве промышленных и гражданских зданий, а также в сельском строитель- 5 стве, теплоэнергетике в качестве тепловой изоляции.

ИзвестНы сырьевые смеси для изготовления теплоизоляционных материалов, включающие отходы переработки тростника (84-90X) лигнин (4-12%), карбамидную смолу (4-6%) 1).

Недостатками таких смесей являются малая механическая прочность, высокая объемная плотность теплоиэоляционного материала, несовершенность наполнителя, использование дефицитного полимерного связующего.

Известна композиция для изготовления теплоизоляционных материалов, включающая" минеральное волокно (3060%), жидкое стекло (30-50%) и нейтрализующую добавку — твердые кислые соли ортофосфорной кислоты (10-20%) (2) .

Недостатком такой композиции является высокая теплопроводность теплоизоляционного материала и применение дорогостоящей дефицитной нейтрализующей добавки, что увеличивает стоимость теплоизоляционного материала.

Известна смесь для изготовления теплоиэоляционного материала, содержащая отходы стрижки искусственного 35 меха (25-35X), связующее - огнеупорную глину (15-25%) и воду (40-60X)(3).

Недостатками известного теплоизоляционного материала являются высокие теплопроводность и объемная плот-40 ность, а также низкая прочность при изгибе, Применение, глинистого связующего приводит к образованию хрупкой матрицы после термообработ-, ки. При попадании влаги на тепло- 45 .изоляционное изделие, изготовленное иэ этой смеси, последнее теряет прочность из-эа обратимости глинистого сь зующего, так как отверждение глинистого связующего и термодеструкция 50 отходов стрижки искусственного меха (полиакрилонитрильньцс волокон) находятся в разных температурных интервалах. Вследствие этого предложенная сырьевая смесь для изготов- 55 ления теплоизоляционных материалов не может обеспечить долговечность изготовленных из нее изделий.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемо-, му результату является сырьевая смесь, включающая жидкое стекло (41,88-44,86 мас. X), очесы полиэфирного волокна (16, 79-16,88 мас. X), гипс (3,49-8,64 мас.%) и воду (32,6-.

34,86 мас. %) (4) .

Недостатком известного материала являются относительно низкие физико-механические и теплофизические свойства. Применение гипса в качестве отвердителя жидкого стекла приводит к малой жизнеспособности свя- " зующего, .что усложняет технологию получения теплоизоляционных изделий способом пропитки волокнистого холста связующим и повторного его использования, так как в этом случае гель кремниевой кислоты выделяется уже при обычной температуре и фильтруется в волокнистом слое, что . затрудняет пропитку волокнистого холста и не дает возможности получить материал с равномерными евойствами по сечению изделия.

Цель изобретения — повышение теплозащитных свойств и долговечности, теплоизоляционного материала.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала, содержащая волокнистый наполнитель, жидкое стекло и воду, содержит в качестве волокнистого наполнителя полиакрилонитрильные волокна, а в качестве отвердителя — мел при следующем соотношении компонентов, мас. ч.

Полиакрилонитрильные волокна 100

Жидкое стекло 16-50

Иел 5-20

Вода 30-70, В качестве волокнистого наполнителя использовались полиакрилонитрильные волокна ГОСТ 13232-79, которые отличаются высокими теплоизоля- ционными свойствами, устойчивостью к действию гнилостных бактерий и достаточно высокой химической стойкостью. Использование их в качестве волокнистого наполнителя для изготовления теплоизоляционных материалов позволяет повысить качество теплоизоляции.

Пример. В качестве волокнистого наполнителя может быть исполь1159912

- Са% О + Ala СО + Н 0

t 3

Теплоизоляционный материал из предлагаемой сырьевой смеси обладает 45 повышенными теплозащитнымИ свойствами, необходимой прочностью, долговечностью, хорошей транспортабельность)о.

Технология изготовления теплоизо- з0 ляционных изделий из предлагаемой сырьевой смеси заключается в следующем.

Жидкое стекло тщательно перемешивают с мелом, разводят водой в. со-. зз отношении 1:1. Сформированные полиакрилонитрильные волокна или остриг искусственного меха иэ полиакрилозован остриг искусственного меха иЭ полиакрилонитрильных волокон, имеющий длину 1-50 мм, Жлобинской фабрики искусственного меха,. который образуется в процессе производства в большом количестве и до сих пор не нашел практического применения.

Полиакрилонитрильные волокна образуют легкий каркас, а связующее при вакуумировании в результате сил.поверхностного натяжения отлагается только в местах контакта волокон, что дает возможность получить материал с. высокой пористостью и обеспечи- вает улучшение его теплоизоляцион- 15 ных свойств.

В качестве связующего в сырьевую смесь введено жидкое стекло ГОСТ

13078-81 преимуществом которого является доступность, низкая стоимость, 20 огнестойкость и нетаксичность.

Чтобы придать долговечность теплоизоляционным материалам и упрос. тить технологию их получения, в сырьевую смесь введен мел ГОСТ 12085-щ

73 в качестве отвердителя жидкого стекла. Преимуществом . выбранного отвердителя является его доступность, низкая стоимость, нетоксичность, ог-. нестойкость. Мел смешивается с жид- . З0 ким стеклом без коагуляции и отверждает его лишь при нагревании. Отверждение жидкого. стекла происходит.в . результате. образования нерастворимого силиката кальция, который с течением времени превращается в монолит. Реак35 ция идет по схеме Р йс 0 ЯО «САКСО i í 0

3 с ДсвР6с ыу

СОСО б4О +2 И@ОН - 40 т нитрильных волокон в ниде плит пропитывают раствором сия э ующе го, иэ— быток отсасывают способом вакуумирования и проводят тепловую обработку при 120-130 С.

Изготовлено три состава. смеси по предлагаемому изобретению и одна по известному, чз которых :формировали образцы для проведения исследований на долговечность.

При испытаниях на долговечность предусматривалось воздействие на образец резкой смены плюсовых и минусовых температур. Образцы помещались в термоклав "Nema" где выдер 0.

У живались при +50 C в течение 1 сут, затем переносились в холодильную камеру HCL 250/70 и.выдерживались о при -40 С в течение 9 ч. Затем холодильник с образцами отключали на

15 ч, образцы отдыхали. Затем процесс,повторялся сначала. После проведенных исследований в данном режиме в течение месяца определялись прочностные и теплофизические характеристики после воздействия перепада температур..Внешний вид, цвет определялся визуально. Предел прочности при изгибе определялся по

ГОСТ 17177-71 ° Коэффициент теплопро- водности определялся по ГОСТ 7076-78, В образцах прошедших испытания визуально никаких изменений не обнаружено. Численные показатели предела прочности при изгибе и коэффициента теплопроводности после испытания соответствовали данным до испытания и находились в пределах ошибки.

Исследованные составы известной и предлагаемой композиции приведены в табл. 1, а ее основные физико-механические и теплофизические свойства — в. табл. 2.

Как видна из табл. 2, сочетание выбранных компонентов композиции позволяет получить. новый техникоэкономический эффект, обусловленный снижением коэффициента теплопроводности в, 1,5 раза, повышением предела прочности при изгибе в 1,5-2 раза. При этом в течение длительного времени при воздействии высоких и низких температур физико-механические и теплофизические свойства теплоизоляционных материалов практичес- ки не изменялись.

1159912 б

Разработанная сырьевая смесь для из- готовленных материалов в качестве утепготовления теплоиэоляционныхматериа- лителя.в конструкциях при строительстлов предназначенадля использованияиз- ве сельскохозяйственных сооружений..

Таблица 1

Композиции, мас. ч. по примерам

Компоненты

Предлагаемая

Известная

Полиакрилонитрильные волокна

100

100

100 бчесы полиэфирного волокна

16,83

12, 5. 20

Мел

33

41,87

Жидкое стекло

6,06

Гипс

50

33,73

Вода

Т аблица 2

Основные физико-механические и теплофизические свойства теплоизоляционных материалов г

Материал

Показатели

Предлагаемый

Известный

Объемная масса, кг/м

175

220

170

170

0,031

0,054

0,036

0,038, Предел прочности при изгибе, кгс/см

1,5

2,8

3,2

Редактор E.Ëóøíèêîâà

Заказ ЗЬЯЬ/21 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11303 э., Москва, Ж-35, Раушская наб °, д. 4/5

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

Коэффициент теплопроводности при Т = 298 +5K, Вт(М.К.) I

Составитель Л.Булгакова

Техред Т.Фанта Корректор E.Ðîøêî