КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2001 года по МПК C04B28/26 C04B111/20 

Изобретение относится к области производства строительных теплоизоляционных материалов.

Изобретение относится к области химической технологии и касается теплоизоляционных материалов на основе неорганического полимера-силиката, конкретно пеносиликатов и может быть использовано для высокотемпературной теплоизоляции, изделий в строительстве и других областях народного хозяйства.

К теплоизоляционным материалам относятся такие материалы как пенопласты, поропласт стекловолокнистые и минераловолокнистые плиты и маты, пенозолопласты, пеноперлитопласты, пеносиликаты.

Ввиду того, что эти материалы отличаются небольшим весом (10- 200 кг/м³), низкой теплопроводностью (0,025 - 0,05 Вт/(м·град)), хорошими звукоизоляционными свойствами, незначительным водопоглащением (3-5%), низкой паро- и воздухопроницаемостью, морозостойкостью и достаточной прочностью, они находят широкое применение во многих областях народного хозяйства.

Особый класс их составляют теплоизоляционные материал повышенной теплостойкости.

Известна композиция (сырьевая смесь) для изготовления теплоизоляционного материала (пеносиликата), содержащая в качестве связующего жидкое стекло, аллюминиевую пудру, золу-уноса ТЭЦ, олеиновую кислоту, отвердитель-кремнефторид натрия, этилгидросилоксановую жидкость (SU 589231, 1978).

Полученный пеносиликат водоустойчив, имеет прочность на сжатие 24 кгс/см², коэффициент теплопроводности 0,10 Вт/(м·град). Однако этот состав для получения теплоизоляционного материала многокомпонентен, сложен в приготовлении.

Известна композиция для изготовления теплоизоляционных изделий, эксплуатируемых при температурах до 1000^oC, которая содержит синтетическое алюмосиликатное стекло в сочетании с жидким натриевым стеклом. Синтетическое алюмосиликатное стекло готовят плавлением в течение 2-х часов шихты из оксидов кальция, алюминия и кремния при 1873 - 1973^oC с последующим резким охлаждением путем выливания в воду, гранулируют и измельчают (SU 1278333, 1986).

Как видно, технология изготовления такого материала достаточно сложная, требует сложного технологического оборудования.

Известна другая сырьевая смесь (композиция) для изготовления теплоизоляционных - конструкционных изделий, которая содержит в качестве связующего смесь жидкого стекла и тонкопомолотого стеклобоя, а также такие целевые добавки как перлит, глину и воду (SU 1645258, 1991). Получают материал водостойкий, имеющий прочность на сжатие 6,3 МПа, плотность 560 кг/м³, термостойкость при 800^oC-139 циклов.

Получаемые на основе этой композиции материалы не обладают повышенными теплоизоляционными и огнестойкими свойствами, заложенными в новых нормативных документах.

Известно, что с целью расширения ассортимента пеноматериалов (теплоизоляционного материала) и получения пеноматериалов как плотных, жестких, прочных, так и хрупких, легких, упругих используют композиции, содержащие силикатное связующее в комбинации с органическими полимерами и различные целевые добавки (отвердители, наполнители и т.д.).

Например, известна композиция для получения огнестойкого пенопласта на основе композиции, содержащей полиэтилен или полистирол и смесь силиката магния и кремнезоля (SiO₂) (JP 25638, 1971). Или известна композиция для получения пеноматериала, содержащая ароматические или алифотические изоционаты, полиизоцианаты в сочетании с силикатом щелочных металлов и целевыми добавками (наполнители, ПВА и т.д.) (SU 260883, 1970). Получают материал пригодный для тепло - и звукоизоляционных работ.

Однако изоцианаты относятся к достаточно токсичным продуктам, и получаемый материал не обладает необходимым комплексом свойств, предъявляемым в настоящее время к таким материалам. Кроме того, себестоимость таких материалов на основе полимеров высокая.

Известна композиция (сырьевая смесь) для изготовления теплоизоляционного материала на основе жидкого стекла, наполнителей - золы-унос ТЭС, отхода производства целлюлозы на стадии разрыхления после сушки пульпы В качестве силикатного связующего используют продукт, образующийся при варке микрокремнезема - отхода завода кристаллического кремния и каустической соды (RU 2101253, 1998). Используемый состав экономичен, имеет несложную технологию приготовления, а получаемый материал коэффициент теплопроводности 0,073-0,08 Вт/(м·К), прочность при сжатии 2,84 МПа, однако не обладает необходимой огнестойкостью.

Выше приведенный состав является наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению. Технической задачей заявленного изобретения является получение недорогого теплоизоляционного материала (пеносиликата) с хорошими варьируемыми физико-механическими свойствами, огнестойкостью, водостойкостью, экологически чистого, а также расширение ассортимента таких материалов. Данная техническая задача достигается тем, что композиция для получения теплоизоляционного материала, включающая силикатное связующее, наполнитель и воду, содержит в качестве силикатного связующего продукт КРГ, полученный совмещением 0,3-1,0 мас.% латекса стирол-акрилатного сополимера, смеси 6-48 мас. % водного раствора силиката натрия, 6-48 мас.% золя коллоидного кремнезема, воды - остальное, полученной смешиванием при 95-105^oC, и дополнительно содержит карбамид при следующем соотношении компонентов в мас. %:
Указанное силикатное связующее КРГ - 6-48
Наполнитель - 46-48
Карбамид - 1-2
Вода - Остальное
Теплоизолирующий материал получают следующим образом с использованием указанных компонентов сырьевой смеси - композиции.

Используемое силикатное связующее (силикатное связующее КРГ) получают следующим образом.

В реактор загружают 1000 кг (48-50 мас.%) силикат натрия (жидкое натриевое стекло), разведенный водой до плотности 1,42-1,47 г/м³, разогревают при перемешивании до 95-105^oC и добавляют 700-900 кг (48-50 мас.%) золя коллоидного кремнезема (гидрозоль) с плотностью 1,135-1,150 г/см³ и pH 9,6-10,2.

Перемешивают до получения однородной прозрачной массы, охлаждают на воздухе и добавляют 0,1-1,0 мас.% латекса стирол - акрилового сополимера, например A-6000, A-10, A-2001, A-2002.

Сырьевую смесь (композицию) готовят совместным перемешиванием исходных компонентов, предварительно осуществляя помол наполнителя до ~ 10-50 мкм. Полученную смесь заливают в форму, осуществляя заполнение ее приблизительно на 60%, выдерживают сначала на воздухе, а затем помещают в печь, прогревают до 350^oC, смесь вспучивается, увеличиваясь в объеме, выдерживают при этой температуре, вынимают и осуществляют распалубку.

В качестве наполнителя в составе используют наполнители, как цемент, золы-уноса ТЭЦ, трепел, опока, диатомит, опилки, отходы металлургических комбинатов (производств) и т.д. Свойства полученного теплоизоляционного материала (пеносиликата) варьируются в зависимости от выбора наполнителя.

Полученный материал недорог, не гниет, отличается небольшой плотностью и низкой теплопроводностью, является дешевым теплоизоляционным и звукоизоляционным материалом. Он может быть получен любой формы, может быть окрашен. Использование в качестве наполнителей отходов металлургической и деревообрабатывающей промышленности позволяют улучшить экологию в районах этих производств.

В нижеследующей таблице приведены конкретные примеры сырьевой смеси (композиции) для получения теплоизоляционного материала.

Композиция относится к производству строительных теплоизоляционных изделий. Техническим результатом является получение недорогого теплоизоляционного материала - пеносиликата с хорошими варьируемыми физико-механическими свойствами, огнестойкостью, водостойкостью, экологически чистого, а также расширение ассортимента таких материалов. Композиция для получения теплоизоляционного материала, включающая силикатное связующее, наполнитель и воду, отличающаяся тем, что содержит в качестве силикатного связующего продукт КРГ, полученный совмещением 0,3 - 1,0 мас.% латекса стирол-акрилатного сополимера и смеси 6 - 48 мас.% водного раствора силиката натрия и 6 - 48 мас. % золя коллоидного кремнезема, полученной при 95 - 105°С, и дополнительно содержит карбамид при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное выше силикатное связующее КРГ 6,0 - 48,0, наполнитель 46,0 - 48,0, карбамид 1,0 - 2,0, вода - остальное. 1 табл.

Композиция для получения теплоизоляционного материала, включающая силикатное связующее, наполнитель и воду, отличающаяся тем, что содержит в качестве силикатного связующего продукт КРГ, полученный совмещением 0,3 - 1,0 мас.% латекса стирол-акрилатного сополимера и смеси 6 - 48 мас.% водного раствора силиката натрия и 6 - 48 мас.% золя коллоидного кремнезема, полученной при 95 - 105^oC, и дополнительно содержит карбамид при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное выше силикатное связующее КРГ - 6,0 - 48,0
Наполнитель - 46,0 - 48,0
Карбамид - 1,0 - 2,0
Вода - Остальное