СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2001 года по МПК C04B28/24 C04B111/40 

Предлагаемое изделие относится к строительным материалам и может быть использовано для производства легковесных стеновых керамических материалов.

Известна смесь для изготовления теплоизоляционных изделий (см. а.с. 895970, СССР, 1982), состоящая из компонентов, вес.%:
Бентонитовая глина - 7-21
Вспениватель - 0,3-0,7
Фенилэтилоксан - 3-11
Каолинитовое волокно - остальное
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является смесь для изготовления теплоизоляционных изделий (см. а. с. 1219574, СССР, 1986), включающая огнеупорное стекловолокно, глину вспениватель в качестве связующего сульфитно-дрожжевую бражку, полиакриламид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина - 30-50
Вспениватель - 0,5-1,5
Сульфитно-дрожжевая бражка - 3-10
Полиакриламид - 0,1-1,0
Огнеупорное стекловолокно - остальное
Однако недостатками этого состава являются: низкий предел прочности при изгибе, высокая теплопроводность и линейная усадка, гигроскопичность и кажущаяся плотность.

Сущность изобретения заключается в том, что смесь для изготовления теплоизоляционных изделий включающая глину, огнеупорное стекловолокно, вспениватель, пластификатор - сульфитно-дрожжевую бражку, дополнительно содержит связующее - жидкое стекло, а в качестве выгорающей добавки отходы углеобогащения при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина - 20-30
Вспениватель - 0,8-1,4
Сульфитно-дрожжевая бражка - 3-5
Отходы углеобогащения - 16-24
Жидкое стекло - 10-15
Огнеупорное стекловолокно - остальное
Использование жидкого стекла в качестве связующего способствует снижению температуры обжига и повышенной прочности теплоизоляционных изделий. Введение в смесь выгорающей добавки - отходов углеобогащения способствует снижению кажущейся плотности и теплопроводности теплоизоляционных изделий.

Характеристика исходных материалов
1. Глина Сухо-Чалтырского месторождения Ростовской области (химический состав%: SiO₂ - 57,77-60,02; Al₂O₃ - 12,2-12,8, Fe₂O₃ - 5,13-5,58; CaO - 7,24-7,43; MgO - 2,09-2,23; TiO₂ - 0,9-1; SO₃ - 0,79-1,8).

2. Вспениватель - скрубберная паста.

Скрубберная паста - отход производства синтетических моющих средств Волгодонского Химического Завода. Скрубберная паста - продукт мокрой очистки отходящих газов при сушке стирального порошка в скруббере Вентуры, представляет собой жидкость светло-серого цвета с перламутровым оттенком и запахом мыла. Она не токсична, не выделяет вредных паров и газов.

Состав скрубберной пасты Волгодонского хим. завода в вес%:
Активная часть (или спирторастворимая) - 3-7
В том числе:
Алнилсульфаты натрия - 2-4
Не сульфированные соединения - 1-3
Моноэтаноламид - 0,8-1,2
Метасиликат натрия - 0,1-0,2
Триполифосфат - 8-14
Кальцинированная сода - 5-7
Сульфат натрия - 8-10
Вода - остальное
3. Сульфитно-дрожжевая бражка с Кропоткинского хим. завода. Представляет собой маслянистую жидкость черного цвета, состоит в основном из кальциевых солей лигносульфоновых кислот. Получают ее в виде жидкости при химической обработке сульфитных щелоков, образующихся при переработке целлюлозы.

4. Отходы углеобогащения с Новошахтинской обогатительной фабрики, полученные путем флотации (т.е. осевшая в воде часть). Отходы углеобогащения представляют собой порошок черного цвета. Химический состав%: SiO₂ - 42,3; Al₂O₃ - 16,1; Fe₂O₃ - 28,34; CaO - 4,49; MgO - 1,41; SO₃ - 1,75; TiO₂ - 1,58; P₂O₅ - 0,02; K₂O + Na₂O - 5,01. Содержание органических примесей и частиц угля до 48,5% от веса этого отхода.

5. Низкомодульное жидкое стекло со стекольного завода "Дагестанские Огни" пос. Огни в Дагестане. Жидкое стекло - это жидкость светло-желтого цвета. Химическая формула Na₂O SiO₂.

Силикатный модуль 1,6
Плотность 1,314 г/см³
6. Огнеупорное стекловолокно - отход производства шлаковой минеральной ваты, Ростовского-на-Дону Жестких Минераловатных плит, образующийся при резке минераловатных волокон. Отход производства шлаковой ваты - это материал желтого цвета с длиной волокон 1-4 мм. Химический состав огнеупорного волокна, %: SiO₂ - 42,87; Al₂O₃ - 12,89; Fe₂O₃ - 4,94; CaO - 27,69; MgO - 7,64; TiO₂ - 0,71; MnO - 1,1; K₂O - 0,94; Na₂O - 1,22.

Пример. Для экспериментальной проверки заявленного состава были подготовлены пять вариантов смесей для изготовления теплоизоляционных изделий (см. таблицу).

Образцы изготавливались следующим образом. В мешалку наливали воду, добавляли огнеупорное стекловолокно и перемешивали в течение 3-4 мин, затем добавляли глину, пластификатор - сульфитно-дрожжевую бражку и связующее - жидкое стекло и выгорающую добавку - отходы углеобогащения. Перемешивали до 2 мин. В полученную однородную массу добавляли вспениватель скрубберную пасту и перемешивали еще до 2 мин. Затем из массы влажностью 100-105% формовали изделие методом литья. Сушку изделия проводили при 120-180^oC в течение 12 ч. Затем обжигали при 950^oC в течение 4 ч.

Как видно из таблицы предлагаемая смесь обладает значительно лучшими показателями: меньшей кажущейся плотностью, теплопроводностью и линейной усадкой при 2-х часовой выдержке при 1100^oC и гигроскопичностью и более высоким пределом прочности при изгибе в сравнении с прототипом.

Смесь относится к строительным материалам и может быть использована для производства легковесных стеновых керамических материалов. Техническим результатом является повышение прочности и снижение теплопроводности, линейной усадки, гигроскопичности и кажущейся плотности керамических теплоизоляционных изделий. Смесь для изготовления теплоизоляционных изделий включает мас.%: глину 20-30, вспениватель 0,8-1,4, пластификатор - сульфитно-дрожжевую бражку 3-5, жидкое стекло 10-15 и выгорающую добавку - отходы углеобогащения 16-24, огнеупорное стекловолокно остальное. 1 табл.

Смесь для изготовления теплоизоляционных изделий, включающая глину, огнеупорное стекловолокно, вспениватель, пластификатор - сульфитно-дрожжевую бражку, отличающаяся тем, что дополнительно содержит связующее - жидкое стекло и выгорающую добавку - отходы углеобогащения при следующем соотношении, мас.%:
Глина - 20 - 30
Вспениватель - 0,8 - 1,4
Сульфитно-дрожжевая бражка - 3 - 5
Отходы углеобогащения - 16 - 24
Жидкое стекло - 10 - 15
Огнеупорное стекловолокно - Остальноеа