Способ получения легковесного теплоизоляционного материала Советский патент 1983 года по МПК C04B43/02 

оо 1 Изобретение относится к огнеупорным легковесным теплоизоляционным материалам на основе неорганических волокон и может быть использовано в качестве высокотемпературной изоляции в различных тепловых агрегатах. Известен способ получения легковесного теплоизоляционного материала, включающий приготовление волокнистой суспензии, добавление в нее связующего, формование полотна и его сушку IJ. Недостатками известного способа являются значительный расход связующего и неоднородность физико-механических свойств материала вследст вие неравномерности распределения связующего после термообработки. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности идостигаемому результату является способ получения легковесного огнеупорного теплоизоля ционного материала, включающий приготовление смеси из неорганических огнеупорных волокон и связующего, формирование изделия, первую стадию его сушки при 180°С с помощью диэлек рического или микроволнового нагрева пропитку связующим, вторую стадию сущки горячим воздухом и термическую обработку при ЗОО-ЭОО С 0, ч 2, Известный способ обеспечивает полу чение огнеупорного теплоизоляционного материала с однородными физико-механическими свойствами по сечению. Однако материал имеет сравнительно низкие физико-механические свойства: высокую плотность (0,3-0,9 г/см ) и низкую прочность. Кроме того, требуется значительный расход связующего. Целью изобретения является сокращение расхода связующего, снижение объемного веса и повышение прочности, Эта цель достигается тем, что согласно способу получения легковесного теплоизоляционного материала, включающему приготовление волокнистой суспензии, формирование, первую стадию сушки, обработку высушенного материала связующим, вторую втадию сушки и обжиг, на первой стадии материал сушат при tOO- 50°Cja на второй - при 190-270 С, поднимая ее на этой стадии со скоростью 0,100,20с/мин, а последующий обжиг осуществляют при 1100-1250 0, причем скорость нагрева в интервале температур 200-500С поддерживают равной

в течение 10 мин. Из полученной водной суспензии формуют образец (без связующего) в вакуум-фильтре при разности давлений 13,3 Па, затем его сушат при в муфельной печи 2 ч. На высушенный образец с помощью форсунки наносят раствор связующего (полиметилфенилсилоксановая смоi 30,1-0,8С/мин от 500 до ЬО-5С/мин, а от 1100 до 1250 С 1,5°С/мин„ Кроме того целесообразно при обработке в качестве связующего для пропитки материала использовать раствор в ацетоне полиметилфенилсилоксановой смолы Сушка на первой стадии в интервале температур 00-450°С обеспечива- ет удаление из материала всей связанной (гидратной) воды и образование структурного каркаса огнеупора. Сушка материала на второй стадии в интервале температур IJO-Z O C и последующий обжиг при 900-1250 С регулируемым подъемом температуры сводит к минимуму скорость миграции связующего в направлении, противоположном распространению теплового потока, что обеспечивает равномерность структурных и физико-механических характеристик материала. Материал изготавливают следующим образом. Кремнеземное волокно подвергается роспуску в водной среде при скорости вращения импеллера 2500-3000 об/мин. Массу заливают в камеру вакуум-фильтpa, где при разности давлении 13,33 Па ее отфильтровывают. Полученный материал сушат при . В дальнейшем материал обрабатывается связующим путем распыления его через форсунку. При этом в качестве связующего используетс я раствор кремнеорганического связующего в ацетоне. Скорость пропитки составляет 15 мм/с в зависимости от вязкости раствора связующего. Затем образец сушат при 190-270 С, поднимая температуру со скоростью 0,1 О-0,20 С/мин и подвергают обжигу при ПОО-1250 Сс регулируемой скоростью подъема температуры, Пример 1, Навеска 50 г из кремнеземного волокна подвергается роспуску и измельчению в водной среде (2,5 л) во флотомашине при скорости вращения импеллера 3000 об/мин 310 ла марки КО-830 в ацетоне), сушат его при и скорости нагрева 0,1 С/мин. Обжиг образца осуществляют при П.ОО°С. Скорость нагрева в интервале температур: 200-500 0 - О С/мин; 500ПОО С - 1,0С/мин. Пример 2. На образец, изготовленный из кремнеземного волокна (согласно примеру 1) и высушенный при в течение 1 ч, распыляют с помощью форсунки раствор связующего (полиме илфенилсилоксановой смолы марки Кб-921 в ацетоне), затем образец сушат при со скоростью 0,15С/мин, обжиг проводят при 1100 С. 10 5 10 15 434 Скорость нагрева в интервале температур: 200-500С - О.З С/мин; 500-1100 С - 1,2 С/мин. Пример 3. На образец, изготовленный из кварцевого волокна (согласно примеру 1) и высушенный при 00°С распыляют 8%-ный раствор связующего (полиметилфенилсилоксановой смолы КО-830 в ацетоне), сушат при 270°С при скорости 0,2С/мин и-обжигают до 1250°С. Скорость нагрева и интервале температур 200-500С - О.В С/мин; 5001250°С - 1,5С/мин. Физико-механические и теплофизические свойства предлагаемого материала приведены в таблице.

) Данные получены экспериментально для волокна с объемной массой 0,3 г/см.

Температура второй стадиисушки 190-270С - это область, в которой протекает полимеризация кремнийорганических лаков типа КО. Выбранный предел скорости разгона температуры 0,1-0,2 С/мин связан с явлением ми|- рации, т.е. перемещения связующего из средних слоев в верхний и концентрации лака КО - только в верхнем слое. Разность между температурой атмосферы печи и температурой среднего слоя материала не должна превышать , При скорости разгона температуры сушки материала меньше 0,1 С/мин разность температур приближается к О,

НО при этом резко снижается продолжительность процесса. При скорости разгона температуры сушки материала выше 0,2С/мин разность температур превышает , что приводит к резкому увеличению степени миграции связующего, а следовательно не-равномерности свойств по сечению материала. При температуре сушки 190-270 С завершается полимеризация связующего. Последующий обжиг при 1100-1250 С необходим для спекания связующего с кремнеземистым волокном, что обеспечивает высокие прочностные показатели получаемого материала. Выход за образцов из кремнеземного

5 10100434

указанные пределы снижает прочностьиэводительностью аппарата, а верхна сжатие.ние определяют критическую скорость

Процесс спекания связующего свыделения газов из полученного макремиеземистым волокном сопровожда-териала, выше которой происходит разется выделением газов. ОтрицательноеS рыв материала в процессе обжига,

явление процесса - разрыв материала.Предлагаемый материал обладает хоРазгон температур в указанных преде-рошими теплоизоляционными свойствами,

лах определен экспериментально, Приимеет низкую объемную массу и высокую

этом нижние пределы ограничены про-прочность.