Способ защиты от влаги теплоизоляционного, огнестойкого материала Российский патент 2023 года по МПК C04B41/52 C09K3/18 E04B1/78 E04B1/64 

Изобретение относится к способам обеспечения влагозащиты теплоизоляционных материалов, способных удовлетворять требования эффективной огнезащиты различных тепловых установок и агрегатов в энергетике, металлургии, строительстве и многих других отраслях промышленности.

Способ относится к области строительства, а более конкретно к влагозащите строительных конструкций и может быть использован для защиты теплоизоляционных материалов, изделий и конструкций от воздействия влаги.

Известны способы защиты строительных материалов путем естественной пропитки гидрофобными жидкостями неорганического и органического составами. Гидрофобную жидкость вводят в пропущенные отверстия между электродами, дополнительно на обрабатываемую площадь воздействуют магнитным полем. При этом силовые линии располагают так, чтобы они были перпендикулярны направлению миграционного потока частиц гидрофобной жидкости, вызванному действием электрического поля, авторское свидетельство №1573016.

Однако недостатком данного способа является низкая производительность и отсутствие возможности регулирования процесса обработки. Это объясняется тем, что процесс массопереноса частиц протекает преимущественно по диффузионному механизму, а качество пропитки зависит от структурного построения порового пространства, которое носит случайный характер. Следовательно, направленное движение частиц гидрофобной защиты является неконтролируемым. Поэтому такие способы не обеспечивают качественной защиты от влаги.

Известны также способы с использованием электрохимических методов, которые являются явно не технологичными для масштабного производства. (Экспресс-информация, строительство и архитектура, сводный том, вып. №3, М.: 2001 г, с. 22-23). Для удаления влаги и предотвращения распространения сырости в кирпичных стенах эксплуатируемых зданий по известному способу используются приемы электроосмоса. Суть способа заключается в том, что в стене монтируют систему штырей-электродов, к которым подается потенциал от генератора электрического тока таким образом, чтобы массоперенос влаги осуществлялся по капиллярам сверху вниз. В дальнейшем избыток жидкости улавливают и удаляют с помощью специальных патронов.

Недостатком способа с использованием электрохимических методов является возможность только сушки строительных материалов, изделий или конструкций и отсутствие долговременной их защиты от влаги при отключении генератора электрического тока.

Наиболее близким к заявленному изобретению по технической сущности и взятой за прототип является способ нанесения на защищаемую поверхность слоя гидрофобного пленкообразователя за счет пневматического распыления Винифтора, с предварительно добавленным в него отвердителем и растворителем, на защищаемую поверхность и последующим электростатическим распылением на не отвержденную поверхность Винифтора порошковой смеси (патент РФ RU 25729740).

К недостатку данной композиции следует отнести сложность способа получения гидрофобного покрытия, а именно двухкомпонентная система: наличие второго компонента - изоцианатного отвердителя, а также горячая сушка, отверждение покрытия при температуре +(80÷90)°С в течение 3÷4 часов, что препятствует возможности ремонта в полевых условиях.

Задачей изобретения является применение простого и эффективного способа получения влагостойкого покрытия, включая обеспечение долговременной защиты высококремнеземистого теплоизоляционного материала.

Результат достигается тем, что при нанесении методом пневматического распыления под давлением 0,25-0,30 МПа модификатора, представляющего собой водный раствор трехкальциевого алюмината в присутствии лимонной и итаконовой кислот, проникающего в поры низкоплотного кремнеземистого материала с взаимодействием функциональных групп карбоновых кислот с сопутствующими в кремнеземистом материале солями Са (СаСО₃) и Fe (железоаммонийные квасцы), при этом образуются нерастворимые соединения игольчатого типа, что приводит к увеличению влагостойкости.

Отличительными признаками заявляемого способа является то, что:

- не требуется сложного оборудования;

- материал обладает эффективной защитой от влаги в течение длительного времени;

- практически не увеличивает массу обрабатываемого материала;

- не требует открытия дополнительных отверстий, в отличие от выше указанных методов.

Заявляемый способ обеспечивает образование игольчатых кристаллогидратов, заполняющих пористые объемы, тем самым создавая преграду для прохождения влаги из нерастворимых необратимых комплексов.

В отличие от известных способов нанесения влагозащитного слоя, заявляемый способ производится методом пневматического распыления.

Технология нанесения заключается в том, что распыление производится с помощью пистолета распылителя с диаметром сопла 4 мм под давлением 0,25-0,30 МПа, в который загружается жидкофазный модификатор, представляющий собой водный раствор трехкальциевого алюмината в присутствии лимонной и итаконовой кислот. Проникая в поры низкоплотного кремнеземистого материала, где происходит взаимодействие функциональных групп карбоновых кислот с сопутствующими в кремнеземистом материале солями Са (СаСО₃) и Fe (железоаммонийные квасцы), при этом образуются нерастворимые соединения игольчатого типа, что приводит к увеличению влагостойкости. Пример используемого состава приведен в таблице 1

Влагостойкость для теплоизоляционного материала оценивается через чувствительный параметр - коэффициент теплопроводности и стабильность поверхностного слоя материала, представленного в таблице 2

Установлено, что нанесение покрытия в один слой является недостаточным по показателю влагопоглощения, а два слоя и три слоя нанесения по этому показателю являются равноценными. Как следует из таблицы 3, нанесение покрытия в два слоя являются достаточным и оптимальным, с расходом модификатора 80-100 гр на м² обрабатываемого субстрата.

Нанесение влагозащитного покрытия путем пневматического распыления жидкофазного модификатора, в два слоя под давлением 0,25-0,3 МПа с сушкой первого слоя при температуре +(15÷23)°С в течении 12 часов и окончательно сушкой второго слоя при температуре +(15÷23)°С в течении 24 часов.

Предлагаемый способ нанесения влагозащитного слоя может применяться для влагозащиты других теплоизоляционных материалов, содержащих в своем составе кальций и железо.

Таким образом, из приведенных данных следует, что высококремнеземистый теплоизоляционный, огнестойкий материал, пропитанный предложенным способом, обладает высокими характеристиками влагостойкости в условиях повышенной влажности, а сам способ является технологичным, не требующим больших энерго- и трудозатрат.

Изобретение может быть использовано при гидрофобизации теплоизоляционных материалов. Способ защиты от влаги пористого теплоизоляционного, огнестойкого высококремнеземистого материала включает нанесение влагозащитного покрытия путем пневматического распыления жидкофазного модификатора, содержащего воду и трехкальциевый алюминат в присутствии лимонной и итаконовой кислот, в два слоя под давлением 0,25-0,3 МПа. Проводят межслойную сушку при температуре 15-23°С в течение 12 ч и окончательную сушку при температуре 15-23°С в течение 24 ч. Изобретение позволяет повысить влагостойкость теплоизоляционного материала в условиях повышенной влажности при снижении затрат. 3 табл.

Способ защиты от влаги пористого теплоизоляционного, огнестойкого высококремнеземистого материала, включающий нанесение влагозащитного покрытия путем пневматического распыления жидкофазного модификатора, содержащего воду и трехкальциевый алюминат в присутствии лимонной и итаконовой кислот, в два слоя под давлением 0,25-0,3 МПа с межслойной сушкой при температуре +(15÷23)°С в течение 12 ч и окончательной сушкой при температуре +(15÷23)°С в течение 24 ч.