Способ получения волокнистых формованных изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СС ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 33 до 0,12-4 Э.16 г/см, что2водность до 0,040 Вт/мК10% деформации 0,035табл. беспечивает теплопроочность при окатии при 0,04 МПа 1 з.п.ф - пы, 5(54 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТЫХФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ(57) Изобретение относится к получению теплоизоляционных формованных иэделий и может найтиприменение в строительстве, энергетике, в том числе атомной, и других областях промышленности. Сцелью упрощения технологии изготовления теплоизоляционных иэделий и улучшения их теплофизических свойпв в способе получения волокнистыхформованных иэделий на основе волокнистых ма -териалов, включающем операции распушения минерального волокна, перемешивания распушенноговолокна со свежеосажденным гелем гидрооксидаалюминия, отливку полученной массы в форму, сушку и отжиг, в качестве минерального волокна используют базальтовое волокно с диаметром до 3мкм. Распушение базальтового волокна проводят в(я) ю в гв вввг воднои среде, после чего проводят очистку распущенного волокна путем отделения корольков и примесей вместе с водой, а затем очищенное во. локно вновь смешивают с водой в соотношении 95 - 965 масч. волокна на 10000 масчводы и последовательно при перемешивании вводят 23,6 - 33, мас% 18%-ного водного раствора сульфата алю - миния и 12,5 - 22,3 масч. 20 - 25% - ного ладного раствора аммиака, при этом все операции до отливки проводят последовательно в одном аппарате при перемешивании, причем сушку проводят при 100 - 120 С в течение 10 - 15 ч, а отжиг - при 500 - 550 С в течение 30 - 40 мин со скоростью подъема температуры не более 25 град/мин, а охлаждение в , не более 80 град/мин. Кроме того, перемешивание осуществляют при скорости 250 - 300 об./мин в течение 20 - 35 мин. При осуществлении способа получают изделия с объемным весомИзобретение относится к получениютеплоизоляционных формованных изделийи может найти применение в строительств 1,энергетике, в том числе в атомной и другихобластях промышленности.Цель изобретения - у" рощение технологии изготовления теплоизоляционных изделий и улучшение их теплофизическихсвойств.Характеристика компонентов, используемых для приготовления композиций получаемых изделий по предлагаемомуспособу, приведена в табл, 1.Сущность изобретения поясняется примерами в табл, 2,Исходную композицию для полученияформованного изделия готовят следующимобразом,95 мас.ч. супертонкого базальтового волокна с диаметром 0,6 мкм вводят в 10000мас.ч, воды, перемешивают в течение 20мин с помощью пропеллерной мешалки соскоростью 300 об/мин, Бак имеет конусообразное днище с натянутой поперек сеткойиз нержавеющей стали с ячейками 3 мм,После перемешивания через сливное отверстие внизу бака сливают воду вместе с отделяемыми корольками и механическимипримесями. Распушенная масса базальтового волокна оседает на сетке, Бак сновазаполняется 10000 мас.ч. воды и при перемешивании вводят 23,6 мас.ч. сульфата алюминия 18-водного 1 Аг(30 1)зх 18 НгО) и12,5 мас;ч. 25 -ного водного раствора аммиака (МН 40 Н), Время перемешивания20 мин со скоростью 300 об/мин, Послеперемешивания водную суспензию базальтового волокна со связующими добавкамипереливают в пресс-форму с перфорированными основанием и фильтром иэ капроновой ткани размером 100 х 100 х 100 мм дляудаления воды методом вакуумной фильтрации (Р=0,5 кг/см ), Сверху под действиемгсобственного веса перемещается. пуансон190 х 100 х 30 мм, оргстекла) и подпрессовывает массу из базальтового волокна до толщины 50 мм. Получают образец толщиной100 х 100 х 50 мм.Полученный образец подвергают сушкепри 100 С в свободном состоянии 15 ч.до10 влажности и дальнейшему отжигу при500 С в течение 40 мин, при этом скоростьподъема температуры 25 град/мин, скорость охлаждения 80 град/мин,Все возможные варианты осуществления способа представлены в табл, 2.По известному способу иэделия получают следующим образом. В первом смесителе перемешивают 200 мас,ч, керамическоговолокна, содержащего 95 АгОз, и 2 мас,ч, 50 55 Рабочая температура теплоизоляционного материала, полученного предлагаемым способом, составляет 700 С. Приведены испытания при 700 ВС в течение 30 суток. Испытания показали, что изделия не теряют своих свойств по таким показателям, как коэффициент теплопроаодности, предел прочности при сжатии, сорбционная влажность, Потеря массы и усадка изделия эаэтот промежуток времени незначительны,Результаты испытаний представлены втабл. 5,Предел прочности при растяжении теплоизоляционного материала, полученногопо предлагаемому способу, определен поГОСТ 17177.14-81 и соответственно 0 гавен:при плотности 114 кг/м -1,9 кгс/см, поиз140 кг/м -2,5 кгс/см, при 160 кг/см -3 кгс/см . М 90, 50 г сухого измельченного боемита(98 Д 200 мкм), при этом керамические волокна распушаются.Во втором смесителе перемешивают5 100 мас.ч, дистиллированной воды и75 мас,ч, 400 ь-.ной суспензии коллоидногокремнезема, 50 мас,ч, сухого АгОэ, при этомнаступает первое гелеобраэование смеси.Содержащаяся в первом смесителе су"0 хая смесь переносится во второй смеситель,при интенсивном перемешивании добавляют 10 мас,ч. средства для образованияхлопьев и 100 мас.ч, воды, 10 мас.ч. пластификатора и перемешивают до нужной15 консистенции. Полученную массу запрессовывают в формы и высушивают при 150 С втечение 5 ч, Затем отжигают при 950 С втечение 4 ч,Результаты испытаний изделий на осно 20 ве композиций, полученных по изобретению, приведены в табл, 3, а также в табл. 3приведены свойства иэделия, полученногопо известному способу. Испытания готовыхтеплоизоляционных изделий были выполне 25 ны в соответствии со следующими ГОСТами, приведенными в табл, 4.Из табл. 3 следует, что наиболее качественные показатели физико-механических итеплофизических свойств теплоизоляцион 30 ных изделий получаются при использовании составов и способов из получения,приведенных в примерах 1-4.Испытания изделия, полученного по известному способу. показали, что пэри обьем 35 ном весе, составляющем 0,6 г/см, изделиеимеет высокую теплопроводность-0,2 Вт/мК, что не позволяет применятьего в качестве теплоизоляционного материала в условиях эксплуатации, характериэующихся высокими температурами,1624851 ния, применяемого в технологическом процессе, снижает температуру обжитл почти в 2 раза и время обжига в 6 раз, что снижает затраты нэ энергоемкость процес са.(56) Заявка ФРГ М 3230253, кл. С 04 В 35/00.1984. 10 Таблица 1 Таблица ецептура и технология получения теплоизоляционных материалов родолжение хнологические режимы пол чени и Время переме шиваСкороВрем отжи мин Время сушки Тем.пература отжига емпеатура ушки,Скороть пер реме- шивания,об/ми я, н 8 2 4 0 5 0 7 0 О.5 550 0 0 250 3 12 3 0 7 Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить изделия, которые по отношению к известным, которые по отношению к известным значительно меньше по обьемной массе (в 4-5 раз), имеют лучшие теплофизические свойства, весь процесс. проводится в одном аппарате, что позволяет снизить количество оборудоваСоотношеие компонентов на 10000 ас,ч, Н 20сть подьема темпе рату;. ь ргад мин Скорость охла.жде. ния, град1624851 Таблица 3 Результаты испытаний теплоизоляционных изделий лица О ид испытан и при 10; деформаци ОСТ 17177, 3 - 81ОСТ 17177, 9 - 81ГОСТ 7076 - 78ОСТ 17177, 5 - 81 Объемныи вес Прочность при сж Теплопроводност Влагопогло ение аблица 5 б Форм ния СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЙ ВОЛОКНИСТЫХ ФОРМО 8 АН Н ЫХ ИЗДЕЛИЙ, вкл ючающий операций распушивания минерального волокна, перемешивания распущенного волокна со свежеосажденным гелем гидрооксида алюминия, отливку полученной массы в форму, сушку и обжиг, .отличающийся тем,. что, с целью упрощения технологии изготовления теплоизоляционных изделий и улучшения их теплофи зических свойств, в качестве минерального волокна используют распушенное в водной среде базальтовое волокно, после рас 5 пушки его сливают воду, повторно смешивают с водой в соотношении 95 - 96,5 мас,ч. волокна на 10000 мас.ч. воды и последовательно при перемешивании вводят 23,6 - 33,7 мас.ч. 18 Д-ного водного раствора сульфата алюминия и 12,5- 22,3 мас.ч.20 - 25%-ного водного раствора аммиака, сушку отливки проводят при 100 - 120 С в течение 10 - 15 ч, обжиг - при 500 - 550 С в течение 30 - 40.мин со скоростью подъема 15 температуры не более 25 град/мин, а охлаждение - не более 80 град/мин.2. Способ по п,1, отличающийся тем;что перемешивание осуществляют при частате 250- 300 мин в течение 20- 35 мин.