Способ получения стекловолокнистых материалов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) 111) ЗС 25 ССРРЫТИЙ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "3,.ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ итель а повышение прои равл иост ды и екля а е в катног сида н на пол ство СССР06, 1981 Раствонагретьп ет в) равки 54) СП ТЫХ МАТЕИЧ СТЕКЛОВОЛОКНИСОБ П ИАПО 57) Изованоысокот может быть испольизготавливающихетение завода стоичивые теплоизо) на основе крем- которые применятраслях науки, техИзобретение напмпературоуе материаль яционны еземног олокна азличных с зводств и,(21) 4004195/29-33(56) Авторское свидетельУ 804587, кл. С 03 С 25/Патент СИА Р 3125476,кл. 156-24, опублик. 196 снижение расхода кислоты и во учшение качества материала. ное супертонкое волокно диа-3 мкм из натрийалюмосилистекла, содержащего 203 октрия, равномерно наматывают ую перфорированную оправку,кислоты концентрацией 152,а Ъ до температуры 95 С постуутрь полой перфорированнойс намотанным на нее стекло" волокном, которая вращается со скоростью от 0,5 до 5 м/с, а во времясушки скорость вращения увеличивается до 15-20 м/с. Вода под действиемцентробежных сил проходит через материал, смывает раствор кислоты ипродукты реакции, после чего ее отводят через патрубок в нижней частикорпуса установки. 6 табл.13627Изобретение относится к производ-.ству стекловолокнистых материалов,а именно к способу получения температуроустойчивых кремнеземных материа 5лов, таких как ткань, лента, вата,и может быть использовано на заводах стекловолокна и других предприятиях,Цель изобретения - повышение производительности, снижение расходакислоты и воды и улучшение, качестваматериалов.П р и м е р 1. Для опыта используют стеклянное супертонкое волокно 15диаметром 1-3 мкм из натрийалюмосиликатного стекла, содержащего 20 Е оксида натрия, которое применяют припроизводстве кремнеземного волокнаСТВК(ТУ 6-11-148-76). Волокно в 20виде холста равномерно наматывают наполую перфорированную оправку. Иассаволокна составляет 5 кг.В процессе обработки на материалподают раствор кислоты из расчета 2530 л/ч на 1 кг обрабатываемого волокна, исходя из того, что это количест-во должно быть достаточно для полноговыщелачивания несиликатной составляющей стекловолокнистого материала, 30создания преимущественной среды реагента в месте контакта с материалом,обеспечивающей полную нейтрализациюпродуктов реакции и исключающую возможность образования неоднородного по З 5химическому составу материала, Раствор кислоты концентрацией 153, нагренотыи до 95 С, поступает внутрь полойперфорировачной оправки с намотаннымна нее стекловолокном, которая вращается со скоростью 0,5-5,0 м/с, чтоприводит к изменению центробежных сили времени контакта раствора с материалом. Временной режим обработки материала 30 мин подбирают таким обра. зом, чтобы отходящий раствор имел сла. бо кислую среду, рН 4-5, а остаточное содержание в .стекловолокне оксидов несиликатных компонентов (Иа О,К 0) было в соответствии с ТУ 6-11 в 50148-76, т.е. не более 1 Е.Для анализа образцы стекловолокна отбирают по толщине обрабатываемого слоя,После выщелачивания перед отмывкой стекловолокна, прекращают подачу раствора кислоты и в течение 3 минувеличивают скорость вращения барабана с материалом до 20 м/с с целью 21 2максимального удаления реакционногораствора. Затем скорость вращения барабана снижают до первоначальной ивключают подачу дистиллированной воды, нагретой до 60 С. Вода под действием центробежных сил проходит через материал, смывает раствор кислоты и продукты реакции, после чего ееотводят через патрубок в нижней частикорпуса установки.Степень отмывки определяют величиной рН водной вытяжки обрабатываемого материала, которая должна соответствовать 6,4-7,2. Отжим волокна довлажности не более 352 осуществляютв течение 5 мин при скорости вращенияоправки с материалом до 10-20 м/с.Параметры обработки, качество волокна по внешнему виду и химическийсостав полученного материала представлены в табл, 1 и 2,Приведенные данные показывают,что с увеличением скорости вращенияоправки с волокном содержание оксида натрия в волокне уменьшается. Этообусловлено более интенсивной подачей раствора кислоты к обрабатываемому материалу. Дальнейшее повышениескорости вращения оправки, более5 м/с приводит к увеличению содержания оксидов щелочных металлов в,волокне, что связано с уменьшением времени контакта реагирующего растворас волокном вследствие увеличенияцентробежных сил, Это влечет за собойувеличение времени обработки и снижение производительности процесса.П р и м е р 2. Для сравнения проведена обработка натрийалюмосиликатного волокна по известному способу.С этой целью обрабатываемое волокномассой 1 кг наматывают на перфорированную оправку, Оправку помещаютв цилиндр, имеющий патрубки для подачи и слива раствора кислоты. Параметры обработки приняты аналогичнымипараметрами, указанным в примере 1.Оправку с волокном фиксируют по торцам и уплотняют прижимными устройствами,Раствор кислоты концентрацией157 подают внутрь полой перфорированной оправки с волокном под давлением0,3-1,0 кгс/см . Затем .волокно промывают дистиллированной водой с темпеоратурой 60 С. Сушку полученного волокна осуществляют в отдельной сушильной камере.з 13627Параметры обработки, химическийсостав и вид волокна представлены в табл., 3, 4.Из полученных данных видно, что да же при меньшей массе обрабатываемого материала содержание оксидов щелочных металлов в 1,5-2 раза вьппе, чем в волокне, полученном по изобретению.Кроме того, в волокне, располагав шемся у торцов в местах уплотнений, были видны невооруженным глазом солевые участки в виде комочков, Температура спекания этих участков 500- 600 С, в то время как у чистого воолокна 1450 С. При повьппении давления под действием которого подается раствор кислоты, качество волокна несколько улучшается, однако полностью исключить эти включения не представ ляется возможным. Увеличение времени вьпцелачивания приводит к снижению производительности по сравнению с изобретением.П р и м е р 3. Для опыта исполь зуют стеклянную ткань толщиной 0,58 мм сатинового переплетения. Ткань вырабатывают из комплексной крученой стеклонити линейной. плотностью 200 текс из элементарных нитей диа метром 6+1 мкм, вытянутых из натрийалюмосиликатного стекла на спиртовоканифолевом замасливателе.Ткань в количестве 15,0 с (8,5 кг) наматывают на перфорированную опРавку. Учитывая более разреженную структуру ткани по сравнению с холстом из стекловолокна, количество обрабатываемого материала в данном случае было больше. 40Параметры кислотной обработки, отмывки и сушки, а также качество ткани представлены в табл. 5, 6.Результаты приведенные в табл. 5, 6, показывают, что для тканых матерналов сохраняется зависимость остаточного содержания в них оксидов щелочных металлов по мере увеличения скорости вращения оправки, на которую намотан обрабатываемый материал, ана логичная стекловолокнистому холсту. При этом на ткани по внешнему виду не было обнаружено никаких повреждений и остаточных солей, которые могут привести к разупрочнению материала.Обработку стеклоткани по известному способу осуществить не представ 21ляется возможным ввиду громоздкости установки, больших материальных и производственных затрат,Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить кремнеэемные материалы со стабильными свойствами и улучшенного качества. Кроме того, увеличивается производительность процесса в 2-3 раза, уменьшается расход реагента (кислоты) в 1,5 раза эа счет более интенсивного контакта его под воздействием центробежных сил с обрабатываемым материалом, расход воды на отмывку обработанных материалов в 3 раза также эа счет интенсивного контакта ее с материалом. Следовательно,данньп способ позволяет сократить материальные затраты на получение высокотемпературоустойчивых кремнеземных материалов, особенно имеющих повьпденную реакционную способность и образующих соответственно большое количество продуктов реакции, которые, при прочих равных условиях, оказывают отрицательное воздействие на качество обрабатываемых материалов.формула и з о б Р е т е н и яСпособ получения стекловолокнистых материалов путем их намотки наоправку, установки оправки в рабочийорган, обработки стекловолокнистогоматериала раствором кислоты принудительным прокачиванием его через обрабатываемый материал с последующейотмывкой и сушкой, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности, снижения расхода кислоты и воды и улучшения качества материалов, принудительное прокачивание раствора кислоты ведут черезполый перфорированный барабан, в котором устанавливают оправку, причем барабан вращают во время обработки стекловолокнистых материаловраствором кислоты и отмывки водой соскоростью 0,5-5,0 м/с, а во времясушки скорость вращения увеличиваютдо 15-20 м/с, при этом подачу раство-,ра кислоты и воды осуществляют непрерывно во внутреннюю поверхность стек"ловолокнистых материалов равномернопо всей ширине,- ки воло створ на,мин испо бщ ом средне тк акг олокна 0,26 о; 5 О Э Чис яще лес+ 95 О,0,2 Однородноеволокно О 6 16 0,18 э включе 95 5,38 о,4 о Э Табл чество отвима, вланстъ волокна 3 в слое о- ст ки,в сл ащек утреи баин 6,1 1 5 19 6,5 19 18 Э б ещннй вид кна по ботки во ,кг ар ерхчоре 0,81 0,32 В сере но чис ное в 0 3 олоко д 0 98 лотненимевтсрюще 95 9 То 0,30,8 0,3О о- асса стъ волок аще- кг я б бана чина и ра твора с/см,5 60 250 50 10 69 64 ,75 60 250 50 1 О 6,6 6,9 О 60 250 50 10 6,8 70 250 50 10 6 7 6 пера- аско а рас раста ра кисло слоты /ч ине втое одн ро естах уний по торцамнераствоомочкн сол 76 В никнем торце в месте уплотнения имеются мостовые кочки солейКачество отмывки,рНводной вытяжки емпетжим и сушка ремя отмывки,мин атураоды,С отмыв аемого сере- нижнийдина торец верхний волокна, кг торец 85 10 6 085 10 6,285 10 6,5 6,7 6,1 В соответствии с описа,2 нием сушка материала произ,4 водится в отдельном уст- ройстве 0,3 1,0 60 0,5 1,0 60 1,0 1,0 60 Таблица 5 Вариан Еопц трап нннй вид поенной ткани оростьащеннярабанас мпе- тура оличество об атываемой ткни емя раодернание М кани (посто а кислотыlч откикисло"ты С киты бщнй на 1 кг обраба тываемой тк 0,5 15,25 255 30 г О 0,40 Равномерная чистая, блестящаяткань бев повреадеиий 5 95 25 15 255 30 5,0 3 051 0 8 0,67 0 не 5 50,5 95 25 15 255 3 ,5 95 25 15 255 3 6,15,0,82 0,80 а б л н ц а 6 оличество Скотмываемой рость Ско- рость Варн Вре рема ки, рН в слое емпе- Расхо аче ство отмыв одной вытяни тур вращения ба вращенияя ба рабана м на 1 кгткани ар ом утпнем г рабана при отс мывке, об/мни еб/м 8,5 О,6,7 6 4 31 29 28 0 2,75 60 60 27 2 6,6,8Ъ 7 6,г 85 6 Тираж 428 ВНИИПИ Заказ 6346/16 Произв.-полигр. пр-тие, г. сно ул. Проектная, 4 Вариант Давле- асса ние приподачеВОДЬ 1,кгс/см Расходводыпри отмывке,л/ч ачеста отнима алаиость 2 в слое