СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C04B28/26 C04B111/40 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к гранулированным вспененным материалам, используемым в качестве теплоизоляционных материалов и легких заполнителей.

Известны смеси для получения легких теплоизоляционных материалов на основе жидкого стекла, содержащие, кроме щелочных силикатов, добавки, регулирующие структуру твердой пены и повышающие ее химическую стойкость. В качестве таких добавок для оптимизации структуры пены могут использоваться порошкообразные оксиды, карбонаты, силикаты или алюмосиликаты, поверхностно-активные вещества и др. В качестве добавок, повышающих химстойкость, используются активные кремнеземы, соединения бора, цинка, кальция и др.

Наиболее близкой известной смесью для получения теплоизоляционного материала является смесь, включающая, мас. жидкое стекло 93 95, тонкодисперсный наполнитель, в т.ч. кальцийсодержащий известняк, мел 5 7 и гидрофобизирующую добавку кремнийорганическую жидкость 0,5 1,0.

Главным недостатком известного вспученного материала является недостаточная водостойкость вспененного материала, а сырьевая смесь не обладает способностью к самоотверждению, в связи с чем применяется "мокрый" способ грануляции в растворе CaCl₂ что значительно усложняет технологию изготовления гранул и является чрезвычайно вредным в экологическом отношении.

Известен способ получения теплоизоляционных материалов путем смешивания жидкого стекла с летучей пылью или золой и водой при одновременном нагреве в течение 10 60 мин при температуре 100 -150 ^oC, при этом получается пластичная масса, которая продавливается через дырчатый диск и охлаждается потоком воздуха. В результате получают гранулы, которые при последующем нагреве до 200 -300^oC вспениваются.

Недостатком известного способа является невозможность получения гранул с низкой объемной массой, значительная энергоемкость производства. Кроме того, известный способ не позволяет получать невспененные гранулы с достаточной водостойкостью и прочностью, необходимой для длительного хранения и транспортирования.

Наиболее близким известным способом является способ изготовления, включающий смешение жидкого стекла, кальцийсодержащего компонента, молотого песка и кремнийорганической жидкости, образование гранул и последующую их сушку.

В известном способе образование гранул осуществляют поступлением капель самотеком в ванну гранулятора с раствором хлорида кальция, нагретого до 22 - 30^oC, и пребыванием их в растворе хлорида кальция до 40 мин. После выхода гранул из ванны они высушиваются при температуре 85 90^oC в течение 20 - 10 мин.

Недостатком известного способа являются пониженная вспучиваемость гранул за счет образования на их поверхности кальцийсиликатной оболочки, а также вредность производства, сильная коррозия металлического оборудования, необходимость очистки сточных вод от высоких концентраций хлоридов кальция и натрия.

Задачей изобретения является получение водостойких гранул с возможностью их длительного хранения перед вспениванием и низкой объемной массой после вспенивания.

Указанная задача решается тем, что смесь для получения теплоизоляционного материала, включающая жидкое стекло, кальцийсодержащий наполнитель, молотый песок и кремнийорганическую жидкость, в качестве кальцийсодержащего наполнителя содержит гидроксид кальция при следующем соотношении компонентов ( мас.):
жидкое стекло с модулем 2,5 3 67 95
гидроксид кальция 4 25
молотый песок 0,1 10
кремнийорганическая жидкость 0,1 1
Указанная задача в части способа решается тем, что в способе получения теплоизоляционного материала, включающем смешивание жидкого стекла, кальцийсодержащего наполнителя, молотого песка и кремнийорганической жидкости, образование гранул и их сушку, в качестве кальцийсодержащего наполнителя используют гидроксид кальция при следующем соотношении компонентов (мас.):
жидкое стекло с модулем 2,5 3 67 95
гидроксид кальция 4 25
молотый песок 0,1 10
кремнийорганическая жидкость 0,01 1,
смешивание компонентов производят в течение 5 60 мин при температуре 20 60^oC, образование гранул осуществляют путем продавливания смеси через отверстия диаметром 1 3 мм, после чего производят сушку гранул при температуре 60 100^oC в течение 1 15 мин. Кроме того, после сушки осуществляют вспучивание гранул при температуре 360 800^oC в течение 0,1 15 мин.

Существенным отличием предложенной смеси является наличие гидроксида кальция (извести), обеспечивающего функции отвердителя и одновременно агента, придающего водостойкость гранулам.

При этом содержание извести в смеси менее 4% не позволяет получить достаточно водостойких гранул, а более 25% приводит к чрезмерному утяжелению материала.

Роль кремнийорганической жидкости заключается в поверхностной гидрофобизации сырьевой смеси и отвержденного продукта бисера, за счет чего предотвращается налипание смеси на металлические части оборудования и уменьшается слеживаемость и намокание бисера. В качестве данной добавки могут быть использованы такие, например, продукты, как этилсиликат, полиэтилсилоксановые жидкости, ГКЖ-10, ГКЖ-11, ГКЖ-94 и др.

Функции песка заключаются в обеспечении равномерности структуры пор, а также в регулировании объемной массы и механической прочности гранул. Вода вводится в составе жидкого стекла и гашеной извести.

Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала заключается в следующем.

Компоненты сырьевой смеси перемешивают в шнековом смесителе при 20 - 60^oC в течение 5 60 мин до достижения однородности массы. Затем массу продавливают через круглые отверстия решетки экструдера с диаметром отверстий от 1 до 3мм с образованием гранул, которые падают на двигающуюся ленту в зоне повышенной температуры от 60 до 100^oC. При этом происходит сушка и отверждение сырых гранул, для чего достаточно нахождения в зоне повышенной температуры, в зависимости от размера гранул и температуры сушки, от 1 до 15 мин.

После отверждения гранулы могут быть отправлены на склад и храниться в обычной таре не менее 30 дней.

Для улучшения эксплуатационных характеристик гранул производится их вспенивание в высокотемпературной зоне при 360 800^oC, где происходит их окончательное вспучивание за счет выделения паров из материала в пиропластическом состоянии.

Для высокотемпературной обработки могут быть использованы различные печи с газопламенным, электротермическим, СВЧ-нагревом. Согласно предлагаемому изобретению, были изготовлены 4 образца из сырьевых смесей, составы которых приведены в табл.1.

Полученные гранулы испытаны согласно существующим методикам. Водостойкость определяли по потере массы в результате 5-минутного кипячения в дистиллированной воде. Результаты испытаний приведены в табл.2.

Таким образом, предлагаемая смесь для получения теплоизоляционного материала позволяет предложенным способом изготавливать гранулы с высокой водостойкостью и низкой объемной массой во вспученном состоянии, обладает способностью к самоотверждению без высокотемпературной обработки, обеспечивает возможность хранения промежуточного продукта невспученных гранул - продолжительное время в обычной таре с сохранением первоначальных свойств.

При хранении невспученных гранул в обычной негерметичной таре /мешках, ящиках и др./ не происходит их слеживания и слипания, они не теряют при длительном хранении до 60 дней способности вспучиваться при высокотемпературной обработке.

Прочностные характеристики гранул невспученных обеспечивают также возможность их транспортировки, при этом не возникает пыления гранул и их разрушения.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности гранулированных вспененных материалов, используемых для получения теплоизоляционных материалов и заполнителей. Смесь для получения теплоизоляционного материала содержит: жидкое стекло с модулем 2,5 - 3 (водный раствор) 67 - 95%, гидроксид кальция 4 - 25%, молотый песок 0,1 - 10%, кремнийорганическую жидкость 0,01 - 10%. Способ получения теплоизоляционного материала включает смешение жидкого стекла с модулем 2,5 - 3 67 - 95%, гидрохлорида кальция 4 - 25%, молотого песка 0,1 -10%, кремнийорганической жидкости 0,01 - 1%, в течение 5 - 60 мин при температуре 20 - 60^oC, образование гранул путем продавливания смеси через отверстия диаметром 1 - 3 мм, после чего гранулы сушат при 60 - 100^oC в течение 1 - 15 мин. После сушки осуществляют вспенивание гранул при температуре 360 - 800^oC в течение 0,1 - 15 мин. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Смесь для получения теплоизоляционного материала, включающая жидкое стекло, кальцийсодержащий наполнитель, молотый песок и кремнийорганическую жидкость, отличающаяся тем, что в качестве кальцийсодержащего наполнителя она содержит гидроксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.

Жидкое стекло с модулем 2,5 3,0 67 95
Гидроксид кальция 4 25
Молотый песок 0,1 10,0
Кремнийорганическая жидкость 0,01 1,00
2. Способ получения теплоизоляционного материала, включающий смешивание жидкого стекла, кальцийсодержащего наполнителя, молотого песка и кремнийорганической жидкости, образование гранул и их сушку, отличающийся тем, что в качестве кальцийсодержащего наполнителя используют гидроксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.

Жидкое стекло с модулем 2,5 3,0 67 95
Гидроксид кальция 4 25
Молотый песок 0,1 10,0
Кремнийорганическая жидкость 0,01 1,00
смешивание компонентов производят в течение 5 60 мин при температуре 20 60^oС, образование гранул осуществляют путем продавливания смеси через отверстия диаметром 1 3 мм, после чего производят сушку гранул при 60 - 100^oС в течение 1 15 мин.