Связующее для теплоизоляционных изделий

(22) Заявлено 23.08,78 (21)2662039/29 33с присоединением заявки РЙ -но лелем нзебретеннй н отерытнйДата опубликования описания 18,05,80(72) Авторы изобретения В, И. Наконечный, С. Ф. Иванова, Н. П. Белякова и К. А. Матвеев Восточный научно-исследовательский и проектный институт огнеупорной промышленности(54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ 1Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано при изготовлении огнеупорных,преиму шественно теплоизоляционных изделий, например, для прибыльной части изложниц,Оно может быть также успешно испопь 5 зовано в других областях техники, связанных с изготовлением формованных изделий из дисперсных материалов, например, в промышленности строительных материалов для изготовления теплоизопяционных плит,10 в металлургической и машиностроитепьной промышленности - , и литейном производстве для изготовпения литейных форм и стерж ней, в керамической промышленности для изготовления керамических изделий.Известно связующее, содержащее 50 вес,% пигносульфоната и 50 вес. Ж во ды при изготовлении теплоизоляционной массы 1 .Недостатком его является их низкая устойчивость к высоким температурам, что снижает высокотемпературную прочность изделий. Кроме того, существенным недостатком является высокая миграция связующего при сушке иэделий. В результате миграцииповерхностный слой материала издепия сильно обогащается связующим за счет обеднения его внутренних слоев, что обусловливает неоднородность свойств иэделия и снижение его качества, недостатком является также неизбежное загрязнение сточных вод при формовании изделий лирносульфонатами, очистка от которых представляет значительные трудности. Цель изобретения - повышение прочности изделий при высоких температурах эа счет высокой термической стабильности и низкой миграции связующего и уменьшение загрязнения сточных вод.Поставленная цель достигается тем, что связующее для теплоизоляционных изделий, включающее лигносульфонат и воду, дополнительно содержит водорастворимую соль алюминия и щелочной реагент при следующем содержании компонентов, вес,%:734175 30 ПигносульфонатВодорастворимая сольалюминия 2-20Щелочной реагент 1-10Иода ОстальноеВ качестве водорастворимой соли используют преимущественно хлориды алюминия, щелочного реагента-соединения изряда гиддроксидов, например, гидроксидыщелочных и щелочноэемельных элементов 10или аммония, или солей слабых кислот,напримеругольной,Введение в водный раствор лигносульфоната гидроксидионов определенной концентрации за счет щелочного реагента и 15катионов А за счет водорастворимыхсолей алюминия создает предпосылки дляих химического взаимодействия с углеводородными цепями лигносульфонатов. В результате этого взаимодействия происходит 20модифипирование лигносульфонатов катионами Д 6+ф+, что обусловливает создание нового связующего, обладающего болеевысоким качеством.Внедрение в лигносульфонатные цепи огнеупорной минеральнойсоставляющей в виде катионов А 1 повышает термостабильность связующего.С другой стороны, добавление в связующее многовалентных катионов за счет 50водорастворимой соли алюминия, .действующей как электролит, существенно снижаетмиграцию предлагаемого связующего в изделии.Кроме того, добавка водорастворимыхсолей алюминия и щелочного реагента способствует более полному осаждению получаемого органоминерального связующегов изделии при его формовании и, следовательно, уменьшению загрязнения сточных 40вод,.Дця получения связующего согласноизобретению готовят в водном растворечетыре смеси ингредиентов.С атой целью к лигносульфонату, например, в виде водного раствора концентрата сульфитно-дрожжевой бражки поОСТ 81-79-74 марки КБК при интенсивном перемешивании, добавляют в видераствора соли алюминия, в виде хлоридаалюминия (АКС 6) и в приготовленныесмеси добавляют гидрооксид аммония(инон ).Концентрация гидроксид-ионов соответствовала рН в пределах 2 7.55Приготовленные таким образом, растворы связующих исследуют путем изучения свойств самого связующего, а также косвенно, путем определения свойств 3 физделий, изготовленных с использованием этих связующих. Параллельно исследуют связующее и иэделия на его основе согласно известному(по прототипу). При атом следует отметить, что предлагаемое связующее может быть приготовлено как предварительно, так и непосредственно в процессе изготовления изделий.Полноту протекания процесса получения нового связующего согласно изобретению и соответственно степень конверсии исходного лигносульфоната характеризуют по изменению оптической плотности раствора в результате появления выделяющегося из раствора получаемого связующего (полнота осаждения). Резуль 1 аты испытаний показывают, чтооптимальным является введение щелочногореагента в количестве, обеспечивающемконцентрацию гидроксид-ионов, соответствующую рН= 4,5. При введении его в количестве, обеспечивающем концентрациюгидроксидионов, соответствующую рН менее 3, существенно снижается конверсиялигносульфоната, а количество, соответствующее рН более 7, приводит к повышенному расходу щелочного реагента, загрязнению связующего и укрупнению частиц.Введение водорастворимой соли алюминия в количестве менее 2 вес.оо не обеспечивает достаточной конверсии исходноголигносульфоната, а введение его более20 вес.4 обусловливает повышенный расход реагентов и наличие в связующем поточных продуктов их взаимодействия сщелочны ми реагентами,Структуру и свойства связующих изучают путем иэмереняя адгезии связующих,Для сравнения адгезии известного связующего и предлагаемого готовят обра:-цы, представляющие собой полоски хлопчатобумажной ткани, склеенные между ссбой соответствующими связующими. Адгезионную прочность образцов определяютметодом отрыва с помощью динамометра,Миграцию связующего характеризуютстепенью равномерности распределениясвязующего по материалу изделия путемопределения фотометрической плотностиматериала и измерения его твердости посечению образца, С этой целью готовятобразцы теплоизоляционных изделий погидроспособу. В качестве огнеупорногодисперсного материала используют кварцит, теплоизоляционного - асбест и бумагу. Состав шихты (вес.% по сухому остатку):734173 27,1 10;2 8,0 10,8 5,9 50 Лиги ос ульфонатХлорид алюминияЛигносульфонатВода 5,912,3 8,8 18,5 3280,1 1,7 54,7 80,1 70,2 50 Таблиц"а 2 Известное Не осаж,31дается Предлагаемое 100 8,01 98 . 10 40 5,96 4,20 90-95 30-40 ПНИИПИ Заказ 1997/31 Тираж 671 Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5Кварцит (статок на сите0,085 мм не более 15%) 91 Асбест (крошка) 4 Бумага 3 Связующее 2 Предварительно готовят шликер путем смешения дисперсных компонентов с водными раствора ди связующих. Влажность приготовленного таким обоазом шликера ;оставляла70%. Формированные образцы сушат при 160 ОС в течение 0 ч до конечной влажности 0,3%. формула изобретенияСвязующее для теплоизоляционных из-. делий, включающее лигносульфонат и воду о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с це-лью повышения прочности изделий при вь 1- соких температурах за счет высокой термической стабильности и низкой миграции связующего и уменьшения загрязнения сточных вод, оно дополнительно содержит водораств 9 римую соль алюминия и шеаечной 6Повышение термостабильности предлагаемого связующего обеспечивает новышенную прочность изделий при высоких температурах. Сроавнительный обжиг образцов при 1200 С в течение 6 ч. показал, что предел прочности при изгибе образцов на связующем согласно изобретению составляет 10-15 кгс/см, в то вре-,2мя как образцы, изготовленные на иэвест 2 ном связующем, имеют прочность 1 кгс/см . Состав связующего и результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.Таблица 1 480 67 52 83 0,91105 62 64 68 15,4 110 67 66 71 13,6 125 76 74 78 12,5 255 72 69 78 10,1 реагент при следующем соотношении компонентов (весЛ):Лигносульфонат 5-30Водорастворимая соль алкминия 2-20Щелочной реагент .1-10Вода ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРИФ 398535 ю кл. С 04 В 35081 1973