Способ получения теплоизоляционного материала

(21) 4 (22) 0 (46) 3 (71) Г 235 74/ ,08, 86 ,03, 89 сударс и науч немет ал Бюл, У 12венный всесоюзно-исследовательлорудной промььшл ьи про ектныиститу и иненнос и ационной ности, и энергетической риогенной технике ародного хозяйств и, а о мюш оизво тельных мате собу изготовл алов, конкия вспененн ериала, ков судострое ству стрретно к с асл Ругих о Цель нергоз а я - со кр вше нь зобрер ат. нно о теппоизолорый можно ольэоват ОСУДАРСТВЕКНЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР682484, кл, С 04 В 38/10, 1977.Авторское свидетельство СССР Ф 1011614, кл. С 04 В 38/О, 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к производству строительных материалов, конкретно к способу изготовления вспененного теплоизоляционного материала, который можно использовать в судостроении, авиационной и энергетической промшьленности, в криогенной технике и других отраслях народного хозяйства, С целью сокращения энергозатрат асбест и вспученный вермикулит обрабатывают водной эмульсией жидкого углеводорода парафинового ряда и/или сложного эфира глицерина и Изобретение относит предельных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов углерода 12- 20, стабилизированной добавками пенообразователя, затем смешивают с водой и гидрофобизатором, вспенивают водную дисперсию с одновременным введением пенообразователя, сушат и термообрабатывают, причем водная дисперсия содержит компоненты в следующем соотношениимас, Е: асбест 2-4; вспученный верьикулит 1,3-2,7; вода 89,4- 94,9; гидрофобиэатор 0,6-1,2; пенообразователь 0,8-1,6; жидкий углеводород парафинового ряда и/или сложный эфир глицерина и предельных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов углерода 12-20 0,4-1,1, Температура сушки 85-125 С, время сушки 4 ч; расход тепла на испарение влаги и нагрев воздуха 1,5 10 К образцов размером 6000 00040 мм в сушилке с сечением 0,24 м при скорости воздуха 1 м/с. Теплоизоляционный материап объемной массой 16-19 кг/м имеетз влажность 1-2 мас,Е, водопоглощение за 24 ч 140-190%, теппопроводность 0,047 - 0,05 Вт/мК, предел прочности при расслоении 0,008-0,02 МПа, пре-, дел прочности при изгибе - че разрушается, 3 табл.Способ получения вспененного теплоизоляционного материала включает следующие операции приготовление набыстроходной мешалке водной эмульсии;жидкого углеводорода парафинового ряда и/или сложного эфира на основеглицерина и предельных и непредельныхкарбоновых кислот с числом атомовуглерода, 12-20, стабилизированнойдобавками вспенивателя; обработкаэмульсией товарного асбеста и вермикулита; приготовление на тихоходноймешалке водной дисперсии, содержащейпредварительно обработанные товарный 15асбест и вермикулит, гидрофобизатор;одновременное введение вспенивателяи пенообразование водной дисперсиина бь 1 строходной мешалке (1500 об/мин);сушка вспененной водной дисперсии при 20О85-125 С в течение 3,5-4,5 ч; термирование высушенного теплоизоляциононого материала при 230-250 С в течение 1 ч.П р и м е р 1, Из 20 мп (0,47) гек сена, 10 мп смачивателя СВ и10 мп воды готовят эмульсию на быстроходной мешалке при перемешивании втечение 5 мин,60 г (27.) товарного асбеста четвертого сорта и 40 г (1,37.) вспученного вермикулита простого рассевакрупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией. В мешалку, содержащую.3 л воды (94,97,), подают обработанные эмульсией асбест и вермикулит, 22 мп (0,67) кремнийорганического гидрофобизатора (ГКЖ) и перемешивают на тихоходной мешалке(200 об/мин) в течение 6 ч, Далее при 140п=1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование,В процессе вспенивания добавляют10 мп СВмп и 4 мп додецилбенэосульфоната (до 0,87. пенообразователя),45В процессе вспенивания получаютустойчивую пеномассу . которая начинает медленно разрушаться после 5 чотстоя, Полученную пенодисперсию сушат при 85-125 С в тече е 3,5-4,5 ч. 50С целью удаления органики и приданиягидрофобных свойств материалу высушенные плиты термостатируют в печипри 230-250 С, Полученные плиты негорят в пламени спиртовки, не впитывают воду,(1,17), 10 мл смачивателя СВи10 мп воды готовят эмульсию на быстроходной меш ап ке при пер емешив анинв течение 5 мин,120 г (47.) товарного асбеста четвертого сорта и 80 г (2,7%) вспученного вермикулита простого рассевакрупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией. В мешалку, содержащую 3 л воды (89,4%), подаютобработанные эмульсией асбест и вермикулит, 36 мп (1,27) кремнийорганического гидрофобизатора ( ГКЖ) иперемешивают на тихоходной мешалке(200 об/мин) в течение 6 ч, Далеепри п=1500 об/мин в течение 45 минв мешалке осуществляют пенообраэоваине. В процессе вспенивания добавляют 32 мп СВ и 6 мп додецилбензосульфоната ( до 1,67. пенообразователя),В процессе вспенивания получаютустойчивую пеномассу, которая начинает медленно разрушаться после 7 чотстоя,В дальнейшем получение теплоиэоляционного пеноматериала осуществляют аналогично примеру 1, Полученныеплиты не горят в пламени спиртовки,не впитывают воду.П р и м е р 3. Из 30 мп гексена(0,6%), 10 мп смачивателя СВи10 .мп воды готовят эмульсию на быст- .роходной мешалке при перемешиваниив теченйе 5 мин,75 г (2,57) товарного асбеста четвертого сорта и 50 г (1,7%)вспученного вермикулита простого рассевакрупностью 160 мкм. обрабатывают приготовленной эмульсией, В мешалку,содержащую 3 л воды (93,47.), подаютобработанные эмульсией асбест и вер-.микулит, 22,5 мп (0,8%) кремнийорганического гидрофобизатора ГКЖ,ГОСТ 10834-6) и перемешивают на тихоходной мешалке (200 об/мин) в тече"ние 6 ч, Далее при п=1500 об/мин втечение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование, В процессе вспенивания добавляют 15 мп СВ(натриевая соль 2-этилгексилового эфирасульфоянтарной кислоты, ТУ 6-14-79-76)и 5 мл додецилбензосульфоната (до 17.пенообразователя), В процессе вспенивания получают устойчивую пеномассу,которая начинает медленно разрушаться после 6 ч отстоя. В дальнейшем получение теплоизоляционного пеноматериала осуществляют аналогично примеру 1. Полученные51468ппиты не горят в пламени спиртовки ине впитывают воду,П р и м е р 4, Из 20 г расплавленного свиного жира (0,47) (сложный эфир на основе глицерина и предельных карбоновых кислот), 10 мпсмачивателя СВ и 1 О мп воды готовят эмульсию на быстроходной мешалкепри перемешивании в течение 5 мин,60 г (27) товарного асбеста четвертого сорта и 40 г ( 1,37.) вспученного вермикулита простого рассевакрупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией. В мешалку, содержащую 3 л воды (94,97), подаютобработанные эмульсией асбест и вермикулит, 22 мп (0,67) кремнийорганического гидрофобизатора (ГЮК) иперемешивают на тихоходной мешалкев течение 6 ч, Далее при п=1500 об/минв течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообр аз о в ание,В процессе вспенивания добавляют10 мл СВи 4 мп додецилбензосульфоната (до 0,87 пенообразователя),В процессе вспенивания получают устойчивую пеномассу, которая начинаетмедленно разрушаться после 5 ч отстоя,В дальнейшем получение теплоизоляционного пеноматериала ведут анапогично примеру 1,П р и м е р 5, Из 50 мп расплав-.ленного утиного жира (1,17) (сложныйэфир на основе глицерина и непредельных карбоновых кислот), 10 мп смачивателя СВи 10 мл воды готовятэмульсию на быстроходной мешалкепри перемешивании в течение 5 мин,120 г (47,) товарного асбеста четвертого сорта и 80 г ( 2; 77) вспученного вермикулита простого рассевакрупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией, В мешалку, содержащую 3 л воды (89,47,), подают обработанные эмульсией асбест и вермикулит, 36 мя ( 1,27) кремнийорганического гидрофобизатора (ГКЖ - 84) и перемешивают на тихоходной мешалке (200об/мин) в течение 6 ч, Далее прии= 1500 об/мин в течение 45 мин в ме 1 палке осуществляют пенообразование,В процессе вспенивания добавляют 32 мпСВи 6 мп додецилбензосульфоната(до 1,67 пенооЦразователя). В процессе вспенивания получают устойчивуюпеномассу, которая начинает медленноразрушаться после 7 ч отстоя, В даль 886 нейшем получение теплоизоляционногопеноматериала ведут аналогично примеру 1,5П р и м е р 6, Из 30 г расплавленного жира (0,67), 10 мп смачивателяСВи 10 мп воды готовят эмульсиюна быстроходной . ешалке при перемешивании в течение 5 мин.10 75 г (257) товарного асбеста четвертого сорта и 50 г ( 1, 77) вспученного вермикулита простого рассевакрупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией, В мешалку, содержащую 3 л воды (93,47.),подают обр абот анный эмульсиейасбе ст и вер ж кули т, 22, 5 мл( О, 87 ) кремний ор гани че ско го гидрофобизатора (Г 1 СК) и перемешивают на тихоходной мешалке (200 об/мин) в течение 6 ч, Далее прип=1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование,В процессе вспенивания добавляют25 15 мл СВи 5 мп додецилбензосульфоната (до 17 пенообразователя), Впроцессе вспенивания получают устойчивую пеномассу, которая начинаетмедленно разрушаться после 6 ч отстоя, В дальнейшем получение теплоизоляционного пеноматериала ведутаналогично примеруП р и м е р 7. Из 16,5 расплавленного свиного жира (сложный эфир наоснове глицерина и предельных карбоновых кислот) и 25 мп гексана (,в сумме 1,17), 10 ьш смачивателя СВ - 102 и1 О мп воды готовят эмульсию на быстроходной мешалке при перемешивании втечение 5 мин,120 г (47) товарного асбеста четвертого сорта и 80 г (2,77) вспученного вермикулита простого рассевакрупностью 160 мкм обрабатывают при 45 Готовленной э мул ьсией В мешалкусодержащую 3 л воды (89,47, подают обработанные эмульсией асбест и вермикулит, 36 мп ( 1,27) кремнийорганического гидрофобизатора (Г 1 СК) и перемешиваютт на тихоходной меш ал ке(200 об/мин) в течение 6 ч, Далее прип=1500 об/мин в течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование,В процессе вспенивания добавляют5532 мп СВи 6 мл додеиилбензосульфоната (до 1,67 пеноабразователя), Впроце с се вспенив ания полу ч ают у стойчивую пеномассу, которая начинаетмедленно разрушаться после 6 ч отстоя.В дальнейшем получение теплоизоляци-.онного пеноматериала ведут аналогично примеру 1,П р и м е р 8. Из 16,5 мг расплавленного свиного жира (сложный эфирна основе глицерина и предельных карбоновых кислот) и 25 мп гексана (всумме 11 Е), 10 мл смачивателя сукцинола 2 К и 10 мп воды готовят.эмульсию на быстроходной мешалке при перемешивании в течение 5 мин,120 г (47) товарного асбеста четвертогоо сорта, 80 г ( 2, 77) в спученного вермикулита простого рассева крупностью 160 мкм обрабатывают приготовленной эмульсией,3В мешалку, содержащую 3 л воды(89,47), подают обработанные эмульсией асбест и вермикулит, 36 мп 20(1,27) кремнийорганического гидрофобизатора (ГКЖ) и перемешивают натихоходной мешалке (200 об/мин) в течение 6 ч, Далее при п=1500 об/минв течение 45 мин в мешалке осуществляют пенообразование, В процессевспенивания добавляют 32 мп сукцинола 2 К и 6 мп додецилбенэосульфоната(до 1,67 пенообразователя), В процессе вспенивания получают устойчивую 30пеномассу, которая начинает медленноразрушаться после 6 ч отстоя. В дальнейшем получение теплоизоляционногопеноматериала ведут аналогично примеРу 1 ю35При содержании в исходной дисперсии жидкого углеводорода парафиновогоряда и/или сложного эфира на основеглицерина и предельных и непредельныхкарбОновых кислОт с числом атомов 40углерода 12-20 более 1,1 мас.Е при. вспенивании получается неустойчиваяпеномасса, которая начинает разрушаться после 2 ч, отстоя, При содержании перечисленных компонентов в исходной дисперсии в количестве менее0,4 мас,7. иэ вспененной дисперсии значительно медленнее стекает влага(иэ поддона 300 300 40 эа 1 ч отстоястекает 10-123 влаги по отношению кмассе влаги в образце),В результате предварительной обра"ботки асбеста получается устойчиваяи вязкая пена, пригодная для технологии получения теплоизоляционного пенойатериала непрерывным способом(вязкость пены по воронке Форда 3035 с, пена начинает медленно разрушаться после 5-7 ч отстоя), Сток вла-. ги из пеномассы на начальной стадиисушки происходит значительно быстрее( из поддона размером 300300 40 мм з а1 ч стекает 15-233 по отношению к общему количеству влаги в пеномассе),Сток влаги наиболее интенсивнопроходит в течение первых 2 ч сушки,максимальная скорость стока наблюдается к концуч сушки. В ходе исследований процесса сушки выявлена устойчивая связь между интенсивностьюстока влаги из .пеномассы, сокращениемпродолжительности сушки и уменыпениемколичества брака,Чем интенсивнее стекает избытоквлаги, необходимый для получения пены, тем быстрее протекает процесссушки и улучшается качество получаемого в конце сушки пеноматериала дажепри применении более жестких режимовсушки,Процесс сушки образцов длится 3,54,5 ч, но образцы можно также сушитьна воздухе без затрат электроэнергиив течение 78-84 ч,В ходе исследования для устойчивыхпен .выявлена целесообразность предварительного отстоя свежеприготовленной пеномассы в течение 1-2 ч передсушкой, При этом общее время сушки неизменяется, но сокращается количество зле ктроэнер гии э атр ачиваемое на,сушку,Ко икре тные со ст авы ди спер сии попредлагаемому способу указаны в табл.1.физико-механические показателивспененного теплоиэоляционного материала из конкретных составов по нредла-.гаемому способу, а также по прототипу,и ТУ на этот вид материала указаны втабл,2.В табл. 3 даны показатели, характеризующие параметры сушки образцовпено матери ал а р аз меро м 6000 ю 1000 "40 мм. Сушку осуществляют в эксперийментальной сушилке сечением 0,24 мпри скорости воздуха 1 м/с.Формула изобретения Способ получения теплоиэоляционного материала, включающий смешивание асбеста и вермикулита с водой и гидрофобизатором, вспенивание водной дисперсии, сушку и термообработку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения энергозатрат, смесь асбеста и вермикулита предварительно1468886 обрабатывают водной эмульсией жидкого углеводорода парафинового ряда и/или сложного эфира глицерина и предельных и непредельных карбоновых5 кислот с числом атомов углерода 12- 20, а затем готовят водную дисперсию состава, мас.%; 0,6- 1,2 0,8 - 1,6 2 - 4 АсбестВспученный вермикулитВода О 1,3 - 2,7 89 э 4 - 94,90,4 - 1,1Т аблиц а 1 Компоненты Содержание компонентов в смеси, мас,3 э по примеру 1 2 3 4 5 б 7 8 89 4 89,4 4 4 2,7 2,7 89 э 4 93 э 4 94 э 9 89 э 4 93 э 4 4 2,5 2 4 2,5 2,7 1,7 1,3 2,7 1,7 94,921,3 Оэ 8 1 эб 1 эО Оэ 8 1 эб 1 эО эб эб 0,6 1,2 0,8 О,б 1,2 0,8 1,2 12 с числом атомов углерода12-20 Оэ 4 1 э 1 Оэб Оэ 4 1 э Оэб э 1 1 э 1 Т аблиц а 2 -Теппоизоляционвый материап Физико-механическиесвойства предлагаемому способу по примерам впо ТУ21-0284393" 2284 по прототипу 1 2 3 4 5 7 19 8 6 17 18 э 7 э 8 1 э 5 э 6 1 эЗ 5-50 161,5 170 0 150 18050до 240 140 180 6 э 048 Оэ 047 Оэ 048 Оэ 049 Оэ 049 Оэ 049 Оэ 049 Оэ 05 Оэ 05 э 008 Оэ 009 Оэ 008 Оэ 012 Оэ 014 Оэ 016 Оэ 014 Оэ 015 Оэ 02 ВодаАсбестВермикулит Пенообраэо- " вател ьГэдрофобизаторЖидкий углеводород парафинового ряда и/или сложный эфир глицерина и предельных и непредельных карбоновых кислот Объемная масса, кг/и 00Впажностьэмас.й. 3Водопоглощение за 24 ч,й . 2Теплопроводвость,Вт/мК О, 055Предел проч"ности прирасслоении,МПа 0,008 Гидрофббиз атор Пенообраз ователь Жидкий углеводород парафинового ряда и/или сложный эфир глицерина и предельных и непредельных карбоновых кислот с числом атомов углерода 12-2012 1468886 Продолжение табл.2 Теппоизоляционный матери зико-мех че скиесвойства о ТУ 1-02 393-2 4 о- по предлагаемому способу по примера 2 3 4 5 6 Предел прочности пригрибе, ИПа О,азрушвет се абл Показатели, характериэующие параметр сушки рототи аемы посо ТемпераОки, С-9 5-1 ч вла Время сушкиНачальноего содержанивоздуха,кг Влаги кг сух,02 2 озд мас расхода, кг/чое влаго совыивоздухКонечнсодервоздухкг вл 1097 10 е ау 3 0,0 г сух. возд, дельный масовый расход даляемой из бразца влаги,18,0 кг/ч Начальная эн тзльпия Воз духа, кДж/кг Конечная энтапьпия воздуха, кДж/кг Расход тепла на испарение влаги и наг 516 54,9 96, 85 8,8 рев воздуха,6 1,5 1 Составитель М,ХитроваРедактор М,Петрова Техред М.Дидык орректор С,ШекмарЗаказ 315/23 Тираж 589РЧИИПИ Государственного комитета по"изобретен113035, Москва, Ж"35, Раушска По дпи сноеи открытиям при ГКНТ СССРаб., д. 4/5 иэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,10