Композиция для изготовления тепло-изоляционного материала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалнстнческнк Республик(22) Заявлено 130479 (21) 2774730/29-33с присоединением заявки йо(51)М. Кл. С 04 В 43/02 Государствеииы Я комите СССР ио делам изобретеииЯ и открытиЯДата опубликования описания 3035.81 ееЮЬ(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Изобретение относится к составамнегорючих листовых или рулонных теплоизоляционных материалов, получаеьых изразличного типа силикатных минеральных волокон и неорганического связующего, которые могут быть использованыдля тепловой изоляции плоских и изогнутых поверхностей, работающих притемпературах от - 260 до +800 С,Известны теплоизоляционные матерна лы, полученные из минеральных волокони органического связующего (феиольныйкарбамидный, фурановая смола, эмуль-.сия поливинилацетата и др.). Легкийи гибкий материал получают из 93-95 15базальтового супертонкого волокна и3-5 поливинилацетата. Этот материалимеет объемную массу 70"110 кг/итеплопроводность 0,033 ккал/(м ч " С),ослой в 10 мм огибает беэ трещин вал 20диаметром 57-219 мм. Может быть исполь-,зован при температурах от -260 до(1) .Однако по огнестойкости материал относится к категории горючих илитрудносгораеьих (в зависимости отсодержания связующего).Известен негорючий и биостойкийтеплоизоляционный материал, состоя щий из 88-98 базальтовых супертонких волокон и 2-12 бентонита , Материал используется в интервале температур от -260 до +800 оС (.2)еОднако 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. гМинеральное волокно 30-60Жидкое стекло 30-50Нейтрализующая добавка(твердые кислые солиортофосфорной кислоты) 10-20Однако анализ данных и проведенные опыты показывают малозффективность твердых солей ортофосфорной кислоты как.нейтралиэующей добавки. В кислых солях большая часть обменных позиций90,9 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" .гимн 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 связуюшЕо объемнаямасса 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, 20 что композиция для изготовления теплоиэоляционного материала, включающая минеральное волокно, жидкое стекло и нейтрализующую добавку, содержит в качестве минерального волокна базальто вое волокно диаметром 0,5-3 мкм, а в качестве нейтрализующей добавкифосфатное связующее с рН 1-4 при слерующем соотношении компонентов, вес.ф в пересчете на сухое вещество) 3 ОБазальтовое волокнодиаметром 0,5-3 мкм 90,9"99,8.Жидкое стекло 0,12-6,3осфатное связующеес рН 1-4 0,08-5,5При этом композиция в качестве фосфатного связующего содержит ортоФосфорную кислоту. Кроме тогоона содержит ортофосфорную кислоту, модифицированную окислами алюминия и хрома, 40Связующее 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 результатегидролиза жидкого стекла, идущегонаиболее интенсивно в кислбй средеф 5 рМа 8(0 - + 2 НО =ф Н 810 з + 20 аОН НабН + НРОНаНяРО + НОЮаОН + ЩРО 4 = НадНРО 4 + 2 На.ОЗНаОН + ПЗРО 4= НаЗРО, + ЗНОВ результате получаем два видавысокоэффективных связующих веществгель кремнекислоты, а также фосФатыи гидрофосфаты натрия, полимеризующиеся в процессе термической обработки материала, при которой образуетсясравнительно эластичная матрица. Жид-( 60кое стекло и нейтрализующая добавкаявляются раствориыачи веществами, припропитке волокнистого материала онине фильтруются в слое, а при вакуумировании в результате действйя поверх- Я ностного натяжения отлагаются тольков местах контакта волокон, Это даетвоэможность получать эластичные структуры при сравнительно высокой прочности и небольшом содержании связующего. П р и м е р 1. В лабораторный гидроразбавитель наливают 20 л воды, добавляют 57 гзжидкого .стекла (уд. вес. 1,28 г/см ), раствор перемешивают и доводят до слабокислой реакции добавлением 34 г ортофосфорной кислоты (уд. вес 1, 69 г/см рН 1). Затем в гидроразбавитель загружают 100 г базальтовых волокон с диаметром 2 мкм и гидромассу перерабатывают до однородной консистенции. Гидромассу выливают в 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. ФБазальтовые волокна диаметром 2 мкм 99,8Жидкое стекло . 0,12фосфатное связующеерН 1 0,8 Н р и м е р 2, На 20 л воды в гидрораэбавитель добавляют 143 г жид" кого стекла (уд. вес 1,28 г/см.), раствор перемешивают и доводят до нейтральной реакции добавлением 85 г ортофосфорной кислоты, модифицированной окислами алюминия и 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 волокнодиаметром 2,5 мкм 98Жидкое стекло 1,2Фосфатное связующеерН 2 0,8П р 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 ортофосфориой 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 г и соответствует составу в пересчете на исходные ингредиенты в сухом состоянии, вес. %:Базальтовые волокна диаметром 2,5 мкм833914 5,6 Жидкое стеклофосфатное связующеесрН 2 3,5 Пример1. Показ атели Объемная масса, кг/м 56,0 1170 Содержание связующего, Ж 0,2 1,95 9,1 Теплопроводность при 2015 С, ккал/(м ч С).0,026 0,023,0,029 Сжимаемость йри нагрузке0,02 кгс/см, % 25,0 16,0 Показатель гибкости ммГорючестьБиостойкость 12,0 25,0 219,0 Н е г о р ю ч и йБ и о с т о й к и й Температура применения,оС От -260 до +800 П р и м е ч а н и,е . За показатель гибкости образцапринимается наименьший диаметр валика в мм, накотором при огибании образца толщиной 100 м необразуются на его поверхности трещины(ГОСТ 17177-71). Материал, полученный из предлагаемой композиции, отличается малой объемной массой (65-117 кг/м ) и .вы 3сокой 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 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 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. снижения объемной массы и повышениягибкости 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)гБазальтовое волокнодиаметром 0,5-3,0 мкм 90,9-99,8Жидкое стекло 0,12-6,3фосфатное связующеес рН 1-4 0,08-5,52. Композиция по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, в качествефосфатного связующего она содержитортофосфорную кислоту.3, Композиция по п. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что в качествефосфатного связующего она содержитортофосфорную кислоту, модифицированную окиславщ алюминия и хрома.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Джигирис Д.Д. и др. Теплоизоляционные плиты на основе базальтового волокна. фСтроительные материалы, 1973, 912.2. Авторское свидетельство СССРВ 544642, кл. С 04 В 43/02, 1975,3. Авторское свидетельство СССРЮ 622781, кл. С 04 В 43/02, 1977(прототип) .аж 660 Подписное 55 Формула изобретения 60 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул,Проектная,4 1.Композиция для изготовления теплоиэоляционного материала, включающая минеральное волокно, жидкое стекло и нейтрализующую добавку, о т л и - ч 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.