Минеральное волокно Советский патент 1986 года по МПК C03C13/06 

1C

а со

N9

ОО Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов, а именно к .составам для изготовления минерального волокна из силикатного расплава. Цель изобретения - повышение водо и температуроустойчивости минерально го волокна. Исходным сырьем для получения во до- и температуроустойчивого минерального волокна служит порода тина ортоамфиболитов и амфиболитов, явля ющихся сопутствукнцими материалами железистых кварцитов. А иболиты отличаются от ортоамф болитов видом одного из главных пор дообразукмцих минералов - амфибола. В состав ортоамфиболита в качестве главного породообразующего минерала входят ромбические амфиболы, не содержащие кальций, а амфиболиты содержат кальцийсодержащий или щелочной моноклинный амфибол. По химичес кому составу амфиболиты и ортоа иб литы почти не различаются. Ортоамфиболит представлен минера лами плагиоклазового ряда (альбит .NaAlSijOg - анортит ) с преобладанием альбита. Амфиболиты - это метаморфические горные породы от зеленого до темнозеленого цвета без сланцеватости, главные породообразующие минералы (минералы группы платоклаза и амфибол) представлены в виде зерен. Химический состав ортоамфиболитов и амфиболитов, используемых при изготовлении минерального волоЫна, приведен в табл. 1. Изготовление минерального волокна осуществляют следующим образом. Пред варительно дробление однокомпонентное сырье после дозировки подают в плавильную печь, где происходит плав ление его при 1270-1300°С. На переработку в волокно на многовалковую центрифугу подают расплав с температурой 13 20- 1350 С. Полученное минеральное волокно осаждают в камере волокнообразования. Из составов, приведенных в табл. изготавливают минеральное волокно состав которого приведен а табл. 2, а режимы изготовления и свойства в табл. 3. Диаметр волокна, полученного при переработке расплава многовалковыми центрифугами, 5-6 мкм, плотность 65-75 кг/м, содержание неволокнистых включений (размерами свьше 0,25 мм) 10-15%, коэффициент теплопроводности при 25°С 0,043 0,044 Вт/ (м.К) . В исходном сырье содержание Fe О и FeO колеблется в пределах 1,15-5,98 и 5,29-11,46% соответственно. Состав полученной минеральной ваты отличается от исходного сьфья заниженным содержанием (0,71 -3,79 мас.%) и повьшенным содержанием РеО (8,41-11,46 мае. %). Применение ортоамфиболитов и амфиболитов в качестве однокомпонентной шихты позволяет расширить сырьевую базу исходных материалов для получения минерального волокна, кроме того, обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с горными породами типа габбро-базальтов, которые широко применяются в производстве минерального волокна. К этим преимуществам относится возможность использования однокомпонентной шихты, что упрощает технологию подготовки шихты за счет исключения необходимости в корректирующей добавке. Кроме того, существенно снижается расход топлива за счет снижения температуры плавления к переработки расплава в волокно. Снижение расхода топлива на плавление и волокнообразование объясняется повьшенным содержанием в исходном сьфье закиси железа FeO. Известно, то при основности (CaO/SiOg) 0,2-1,5 в 4-компонентной системе СаО - §ip2-AljO - MgO содержание закиси же- . леза до 12 мае. 1. снижает вязкость расплава, увеличивает температурный диапазон текучести, поэтому расплав хорошо перерабатьгоается в волокно при 1320-1350°С. Снижение расхода топлива на плавление исходного сырья oбъяcняetcя еще и тем, что по шкале плавкости минеральное волокно получается из расплава сьфья средней плавкости (Т„ 1200-1300°С), что обеспечивается наличием избыточного количества в нем оксидов FeO и SOj, которые делают расплав легкоплавким и более подвижным. Снижение плавкости и выработочной температуры наблюдается с повьш ением содержания FeO, в процессе нагрева,, вступая в реакцию с продуктами

горения с высоким содержанием СО, образует FejO , реакция образования которого сопровождается поглощением тепла. Этим объясняется более высокая температура плавкости и вьфаботки в составе 1. Двухвалентное железо в FeO, являясь сильным катионом (Fe V концентрирует вокруг себя анионы (О ), создавая плотные соединения FeO, содержание которого в расплаве обеспечивает легкоплавкость и подвижность, последнее свойство поддерживается наличием в расплаве SO д. При гГостоянном содержании SiO, и повьшающихся значениях AljOa, содержание FeO 8,41-11,46 мас.% позволяет получить минеральное волокно с модулем кислотности 1,88-4,18 почти с одинаковой температурой плавкости и выработки (в среднем на 50°С ниже температуры известного расплава).

Повьппенное содержание стеклообразутощих окислов в исходном сырье ортоамфйболите (SiTDj + + TiOj) способствует получению волокна повы-. шейной температуро- и водоустойчивоети.

Повышение содержания оксида кальция снижает водо- и температуроустойчйвость минерального волокна, а повышенное содержание 80 (1,7 Т нас.%) при изоляции металлических поверхностей, где возможен доступ водяных паров и воздуха, вызывает коррозию изолируемой поверхности.

Повьшенное содержание Fe,0j (4 мас.% и более) приводит в процессе плавления к вспучиванию расплава, т.е:. расплав получается поризованным волокна из такого расплава при любом воздействии (водной среды, щелочей кислот, . температуры и механическом) разрушаются, что приводит к снижению теплоизоляционных свойств изделий на их основе.

Таблица 1

МИНЕРАЛЬНОЕ ВОЛОКНО, включающее SiO,j, , TiQ,j, Fe,j02,FeO, MnO, CaO, MgO, ,, отличающееся тем, что, с целью , повьшения его водо- и температуроустойчивости, оно дополнительно содержит SOj при следующем соотношении компонентов, мае. %: SiOi . 49,05-50,55 5,48-16,32 TiOj 0,69-1,29 0,71-3,79 8,41-11,46 FeO MnO 0,20-0,24 6,80-13,26 CaO о & MgO 7,74-16,61 «Л 0,34-0,82 Na,0 0,25-3,47 SO, 0,40-0,93

Модуль кислотности2j34

2,64

4,18

Таблица 2

Таблица 3