Способ изготовления теплоизоляционных материалов

)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТЕЛ ЬСТВ АВТОРСКО(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи и роектно-технологический институт электроугольных изделий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к электротехнике и касается способов получения углеродИзобретение относится к электротехнике и касается способов получения углеродных материалов, которые могут быть использованы в качестве теплоизоляции средне- и высокотемпературных печей.Цель изобретения - улучшение тепло-, изоляционных свойств материала и упрощение технологического процесса.При использовании в качестве связующего древесной муки или древесных опилок происходит одновременный пиролиз исходного войлока и связующего.. Начало структурной разупорядоченности предшествует химическим превращениям, оно значительно удалено от активной стадии термического распада; в случае кордной нити химические превращения начинаются раньше, чем структурные изменения. Пиролиз целлюлозы сопровождается сложными физико-химическими превращениями. На первой стадии происходит ных материалов, которые могут быть использованы в качестве теплоизоляции средне- и высокотемпературных печей. С целью улучшения теплоизоляционных свойств материала и упрощения технологического процесса в способе изготовления теплоизоляционных материалов путем нанесения связующего на пластины из вискозного или углеродного войлока, сборки иэ них пакета и термообработки в качестве связующего используют древесную муку или древесные опилки в количестве 0,005-0,1 г на 1 см пластины войлока, Плотность материала 0,12-0,14 г/см, коэффициент тепло 3проводности 0,11-0,12 Вт/м г, длительность технологического процесса сокращается в 50 раз. 1 табл. отщепление воды, появляется двойная, внутрициклическая эфирная и межмолекулярная эфирная связь. В предлагаемом способе межмолекулярная эфирная связь образуется не только между одноименными молекулами (войлок-войлок или древесина- древесина, но и между молекулами войлока и древесины). Благодаря дегидратации, с одной стороны, повышается термостой- с кость промежуточных продуктов распада и тем самым сохраняется форма волокна при высоких температурах термообработки и, с другой, подавляется реакция деполимеризации. Затем начинается термический рас- ф пад целлюлозы. В этот период происходит выделение низкомолекулярных летучих соединений. смол. Выделяющиеся смолы, расплавляясь, обволакивают волокна и при дальнейшей термообработке связывают слои войлока друг с другом, Так как выделение смол происходит как из древесины, таки иэ войлока, то во всем объеме материала образуется очень тонкая, прочная сеть пористой углеродистой структуры, При температурах выше 900 С образуется углеродный скелет, прочно связывающий слои. При ис,пользовании в качестве исходного материала углеродного войлока также происходит сцепление слоев за счет смол, выделяющихся в процессе пиролиза древесины.Использование в качестве связующегодревесной муки или древесных опилок зна,чительно упрощает технологический процесс, так как отпадает необходимость в ,создании сложного оборудования для нанесения связующего. При аппаратурномоформлении известных способов необходимо учитывать агрегатное состояние связую,щего (порошок, раствор), его вредное ; влияние на организм человека, Известные способы многостадийны, что связано с не, обходимостью предварительного отверж,дения синтетического связующего, формования заготовок перед процессом термообработки. В предлагаемом нами способе отпадает необходимость проведения операции отверждения связующего, а процесс формования осуществляется в процессе высокотемпературной обработки, Формование изделия в предлагаемом спо собе осуществляется за счет действия формующих плит, Процесс пиролиза войлока и древесного связующего приводит к значительным потерям веса (до 85 от веса исходного пакета) и усадке материала (по высоте пакета в 3 - 3,5 раза, по длине и ширине в 1,5 раза). Верхняя формуюшая пластина и слой коксовой засыпки над ней оказывают постоянное давление на пакет, отслеживая усадку, и придают форму материалу, формируют изделие, В случае необходимости увеличения плотности готового материала на верхней формующей пластине размещают груз. В процессе усадки груз оказывает прессующее действие и уплотняет обрабатываемый материал. Формующие пластины могут быть выполнены различной геометрической формы, иметь синусоидальную форму, форму желоба, могут быть изогнуты под различными углами.Осуществлениеформования в процессевысокотемпературной обработки значительно сокращает длительность технологического процесса, Древесная мука и ф древесный опилки не имеют вредных выделений, что позволяет сделать процесс нанесения связующего экологически чистым, значительно уменьшается объем и состав вредных выделений в процессе высокотемпературной обработки,П р и м е р 1. На 5 пластин исходноговойлока марки "Вискоэин" ТУ 63.178.70-81размером 14 х 10 см нанесли слой древесной муки ГОСТ 16361-79 (расход древесной5 муки на 1 см геометрической поверхностивойлочных пластин 0,02 г). Из пластин скомпоновали пакет так, чтобы слой древесноймуки находился между двумя пластинамивойлока. На верхнем слое древесной муки10 разместили шестую пластину исходноговойлока, Полученный пакет разместили вконтейнере между двумя плоскими формующими металлическими пластинками. Наверхнюю формующую пластину положили15 груз (пластину, имеющую форму и размервойлочных пластин) Р = 300 г и засыпаликоксовой засыпкой. Термообработку произвели до температуры 900 С. Скорость подьема температуры произвольная, время20 термообработки 3 ч.На полученном образце определилиплотность, коэффициент теплопроводности, содержание углерода.П р и м е р 2, Осуществляли аналогично25 примеру 1, но обжиг произвели без использования груза (Р = О).П р и м е р 3. Осуществляли аналогичнопримеру 1, но обжиг произвели под действием груза Р = 31,5 г.30 П р и м е р 4, Осуществляли аналогичнопримеру 1, но обжиг произвели под действием груза Р = 630 г.П р и м е р 5. Осуществляли аналогичнопримеру 1, но в качестве исходного войлока35 взяли углеродный войлок марки ВИНН ТУ 16-538.014,76,П р и м е р 6, Осуществляли аналогичнопримеру 1, но в качестве исходного войлокавзяли углеродный материал типа НТМ 40 ТУ 16-538.357-80.П р и м е р 7. Осуществляли аналогичнопримеру 1, но на пластины исходного войлока нанесли слой древесных опилок ГОСТ18320-78.45 П р и м е р 8, Осуществляли аналогичнопримеру 2 1, но при расходе древесной мукина 1 см геометрической поверхности пластин войлока 0,004 г.П р и м е р 9. Осуществляли аналогично50 примеру 21, но при расходе древесной мукина 1 см геометрической поверхности пластин войлока 0,005 г.П р и м е р 10, Осуществляли аналогичнопримеру 2 1, но при расходе древесной муки55 на 1 см геометрической поверхности пластин войлока 0,052 г,П р и м е р 11. Осуществляли аналогичнопример 1, но при расходе древесной мукина 1 см геометрической поверхности пластин войлока 0,1 г,Заказ 2235 Тираж 441 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 П р и м е р 12 (прототип). На 5 пластин исходного войлока марки "Вискоэин" ТУ 63,178.70-81 размером 14 х 10 см нанесли слой лака бакелитового ГОСТ 901-78(расход лака на 1 см поверхности пластин 0,2 г). Иэ пластин скомпоновали пакет так, чтобы слой лака находился между двумя пластинами войлока. На верхнем слое лака разместили шестую пластину исходного войлока. На пакет подали давление Р = 5 г/см и оставитли для полимеризации на 5 дней при температуре окружающей среды. Затем пакет поместили в огнеупорный контейнер и термообработали при 900 С. Скорость подъема температуры 30 С/ч. На полученном образце определилиплотность, коэффициент теплопроводности, содержание углерода. Данные приведены в таблице.5 Формула изобретенияСпособ изготовления теплоизоляционных материалов путем нанесения связующего на поверхность пластин из вискозного или углеродного войлока, сборки иэ них па кета и термообработки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения теплоизоляционных свойств материала и упрощения технологического процесса. в качестве связующего используют древесную муку или 15 древесные опилки в количестве 0,005 - 0,1 гна 1 см пластины войлока.