close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10710

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 04B 26/00
C 08L 61/00
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ МАССА
(21) Номер заявки: a 20031136
(22) 2003.12.03
(43) 2005.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Институт механики
металлополимерных систем имени
В.А.Белого Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Шаповалов Виктор Михайлович; Удинцев Сергей Лазаревич;
Сейбель Олег Иванович; Злотников
Игорь Иванович (BY)
BY 10710 C1 2008.06.30
BY (11) 10710
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт механики металлополимерных систем имени
В.А.Белого Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(56) GB 1144192, 1969.
US 3616181, 1971.
US 5340903 A, 1994.
US 4663419, 1987.
US 3215585, 1965.
US 4595630, 1986.
SU 1701528 A1, 1991.
SU 1784014 A3, 1992.
(57)
Теплоизоляционная масса, содержащая водорастворимую фенолоформальдегидную
смолу, минеральную вату, сульфат аммония, 25 %-ный водный раствор аммиака и воду,
отличающаяся тем, что она дополнительно содержит натриевое жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас. %:
водорастворимая фенолоформальдегидная смола
10-21
минеральная вата
53-62
сульфат аммония
0,2-0,6
25 %-ный водный раствор аммиака
1,2-2,5
натриевое жидкое стекло
0,5-2,1
вода
остальное.
Изобретение относится к теплоизоляционным материалам и может использоваться в
промышленном и гражданском строительстве, а также теплоэнергетике в качестве тепловой изоляции зданий и тепловых агрегатов.
Известна смесь для изготовления теплоизоляционных изделий, включающая, мас.ч.:
минеральную или стеклянную вату 2-20, раствор синтетического связующего 56-97 и растительные волокна [1]. Недостатком получаемых теплоизоляционных изделий является
низкая механическая прочность.
Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала, содержащая,
мас.ч.: полиакрилонитрильное волокно 100, жидкое стекло (по сухому остатку) 16-50, мел
5-20 и воду 30-70 [2]. Недостатками материала являются низкая механическая прочность и
влагостойкость.
Также известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала,
включающая, мас.ч.: волокнистый наполнитель 100, жидкое стекло (по сухому остатку) 22-52,
BY 10710 C1 2008.06.30
воду 40-70, фосфогипс 3-18, N,N'-метафенилендималеимид 1,5-3,2, оксид цинка 1,4-5,3 и
кремниевую кислоту 1,2-2,4 [3]. Недостатками материала являются сложность его изготовления и дефицитность компонентов, что приводит к высокой стоимости материала, а
также достаточно высокая плотность материала и пожароопасностъ.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является теплоизоляционная масса, включающая, мас. %: фенольное связующее - фенолоспирты 1-15,
силикатное связующее - водный золь кремниевой кислоты, полученный пропусканием
раствора жидкого стекла через ионообменную колонку, 2-10 и минеральную вату [4]. Недостатками известной теплоизоляционной массы и изделий из нее являются сложность
изготовления, так как для этого необходим свежеприготовленный водный золь кремниевой кислоты, а также высокое водопоглощение и сравнительно высокая плотность при недостаточной механической прочности.
Задачей изобретения является упрощение изготовления, снижение водопоглощения и
плотности и увеличение механической прочности теплоизоляционных материалов.
Поставленная задача решается за счет того, что известная теплоизоляционная масса,
включающая водорастворимую фенолоформальдегидную смолу, минеральную вату, сульфат аммония, 25 %-ный водный раствор аммиака и воду, дополнительно содержит натриевое жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас. %:
водорастворимая фенолоформальдегидная смола
10-21
минеральная вата
53-62
сульфат аммония
0,2-0,6
25 %-ный водный раствор аммиака
1,2-2,5
натриевое жидкое стекло
0,5-2,1
вода
остальное.
Сущность изобретения и механизм действия компонентов заключается в следующем.
Фенолоформальдегидная смола является традиционным связующим, используемым для
изготовления волокнистоармированных материалов, в том числе и теплоизоляционных.
При содержании фенолоформальдегидной смолы менее 10 мас. % снижается механическая прочность материала, а содержание более 21 мас. % приводит к резкому увеличению
плотности и теплопроводности материала. Сульфат аммония, введенный в теплоизоляционную массу, играет роль антипирена, снижая горючесть получаемых изделий, и связывает свободный фенол, содержащийся в смоле, что повышает экологическую безопасность
производства. Содержание сульфата аммония менее 0,2 мас. % не обеспечивает снижение
горючести и связывание свободного фенола, а введение этого компонента более 0,6 мас. %
приводит к снижению механической прочности и влагостойкости. Водный аммиак является стабилизатором раствора фенолоформальдегидной смолы при ее разбавлении водой и
введении других компонентов, а также связывает свободный фенол, наряду с сульфатом
аммония. Содержание водного аммиака (в виде 25 %-ного раствора) менее 1,2 мас. % приводит к нестабильности растворов фенолоформальдегидной смолы и неполному связыванию свободного фенола. Содержание водного аммиака более 2,5 мас. % не приводит к
дополнительному положительному эффекту. Возможно использование водного аммиака
других концентраций с соответствующим пересчетом на 25 %-ный раствор и уменьшение
количества воды. Содержание в теплоизоляционной массе минеральной ваты в количестве
53-62 мас. % позволяет обеспечить высокую механическую прочность и низкую теплопроводность.
Натриевое жидкое стекло, являясь минеральным связующим, повышает механическую
прочность и водостойкость получаемого теплоизоляционного материала. При содержании
жидкого стекла менее 0,5 мас. % положительный эффект от его введения выражен очень
слабо, а при введении более 2,1 мас. % возможно расслоение комбинированного полимерминерального связующего при хранении. Кроме того, повышается плотность получаемых материалов.
2
BY 10710 C1 2008.06.30
Теплоизоляционную массу изготавливают следующим образом.
Стандартный раствор водорастворимой фенолоформальдегидной смолы, например,
марки СФЖ-3027Б (плотность при 20 °С 1160 кг/м3, массовая доля нелетучих веществ 50 %)
подают в емкость с мешалкой, в которую при непрерывном перемешивании добавляют
расчетные количества сульфата аммония (в виде 40 %-ного водного раствора) и 25 %-ный
водный аммиак. После этого в емкость вводят расчетное количество воды и перемешивают смесь в течение 10 мин. Натриевое жидкое стекло вводят в смесь в последнюю
очередь. Для ускорения растворения жидкого стекла его рекомендуется предварительно
растворить в воде в соотношении 1:(2-3).
Полученное связующее методом пневмораспыления распыляют на выложенную тонким слоем минеральную вату, добиваясь ее равномерного смачивания.
Для изготовления изделий из пропитанной связующим минеральной ваты формируют
ковер, который подвергают термообработке при температуре 160-180 °С и давлении
0,05±0,01 МПа. Для ускорения сушки и отверждения применяют продув горячим воздухом.
Составы теплоизоляционной массы конкретного выполнения приведены в табл. 1.
Таблица 1
Составы теплоизоляционной массы, мас. %
Компонент
Заявляемый состав
II
III
IV
I
Водорастворимая фенолоформальдегидная смола
Минеральная вата
25 %-ный водный аммиак
Сульфат аммония
Натриевое жидкое стекло
Вода
8
50
1,0
0,1
0,3
40,6
10
53
1,2
0,2
0,5
35,1
15
58
1,8
0,4
1,3
23,5
21
62
2,5
0,6
2,1
11,8
V
VI
23
65
2,7
0,8
2,4
6,1
15
58
1,8
0,4
24,8
Сравнительные свойства теплоизоляционных материалов, изготовленных из теплоизоляционной массы по изобретению и по прототипу, приведены в табл. 2.
Теплоизоляционную массу по прототипу изготавливали следующим образом. Раствор
натриевого жидкого стекла с содержанием SiO2 4 мас. % пропускали через ионообменную
колонку с катионитом марки КУ-2-8. Полученный кремнезоль вводили в водный раствор
фенолоспирта марки Б. Готовое связующее смешивали с минеральной ватой. Излишки
связующего отсасывали методом вакуумирования и полученную массу подвергали термообработке при температуре 160 + 10 °С.
Таблица 2
Свойства теплоизоляционных материалов
V
VI
Прототип
120
Заявляемый состав
II
III
IV
125
130
140
175
125
174-185
0,12
0,19
0,23
0,25
0,24
0,12
0,08-0,12
0,16
0,16
0,20
0,22
0,20
0,15
0,06-0,09
0,48
9,0
0,046
8,0
0,046
7,5
0,047
7,5
0,062
8,0
0,054
8,0
0,047-0,060
12,0-13,5
Показатель
I
Плотность, кг/м3
Разрушающее напряжение
при изгибе, МПа
Прочность на сжатие при
10 %-ной деформации, МПа
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м⋅К)
Водопоглощение, %
3
BY 10710 C1 2008.06.30
Разрушающее напряжение при изгибе определяли по ГОСТ 17177-71, прочность на
сжатие - при 10 %-ной деформации по ГОСТ 4651-82, коэффициент теплопроводности по
ГОСТ 7076-78, водопоглощение определяли весовым методом по увеличению массы образца после 24 ч выдержки в эксикаторе над водой.
Как следует из представленных данных, теплоизоляционный материал, изготовленный
из теплоизоляционной массы по изобретению, обладает более высокими показателями,
чем известный материал. Так, плотность теплоизоляционного материала по изобретению
на 34-54 % ниже, чем материала по прототипу. Разрушающее напряжение при изгибе у
разработанного теплоизоляционного материала в 1,3-2,8 раз больше, чем у известного.
Прочность на сжатие при 10 %-ной деформации у разработанного материала в 1,5-3,3 раза
выше, чем у известного. Коэффициент теплопроводности у обоих материалов находится
на одном уровне. Водопоглощение у теплоизоляционного материала по изобретению в
1,4-1,8 раз ниже, чем у материала по прототипу.
Контрольные примеры I и V показывают, что выход за заявляемые пределы содержания
компонентов приводит к ухудшению почти всех показателей теплоизоляционного материала. Контрольный пример VI показывает, что исключение из состава теплоизоляционной массы натриевого жидкого стекла приводит к уменьшению механической прочности
теплоизоляционного материала. Таким образом, только полное сочетание отличительных
признаков приводит к достижению положительного результата.
Опытная партия теплоизоляционных плит из предлагаемой теплоизоляционной массы
была изготовлена на ОАО "Гомельстройматериалы", что подтверждает соответствие заявляемого технического решения критерия "промышленная применимость".
Источники информации:
1. А.с. СССР 882972, МПК С 04В 43/02, 1981.
2. А.с. СССР 1159912, МПК С 04В 28/26, С 04В 16/06, 1985.
3. А.с. СССР 1749204, МПК С 04В 28/26, 1992.
4. А.с. СССР 1178729, МПК С 04В 26/02, 1985 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
90 Кб
Теги
by10710, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа