Сырьевая смесь для изготовления высокотемпературного теплоизоляционного покрытия Советский патент 1988 года по МПК C04B28/34 

со со

ГС

Юо

Изопротение относится к проиэпод- ству теплоизоляционных строительных материалов, в частности материалов для изоляции высокотемпературных по- перхностей тепловых агрегатов в металлургической и химической промьпц- ленпости, в промышленности строительных материалов, в том числе в печах ;1ля BapKTf стекла.

Целью изобретения является уменьшение теплопроводности контактного слоя покрытия при температуре изоли- руемоГ поверхности 800-1200 С.

Сырьевая смесь для изготовления ьысокотемцературпого теплоизоляционного покрытия с:одержит наполнитель - смесь гранулированных вместе каолино Ejoro волокна и минеральной ваты и фосфатное связующее - водный раствор фосфорно-кислых солей алюмини и хрома или алюминия и бора.

Пример. Каолиновое волокно смешивают с минеральной ватой в соотношении (1-4):1 и совместно грану- 1П1руют и грануляторе. Водный раство1э кислых фосфорно-кислых солей алюмини и хрома, взятых в соотношении (2,5- ):, или aлю tиния и бора, взятых в соотношении (3,2-4,2):, добавляют в наполнитель в процессе нанесения покрытия на горячую изолируемую поверхность, которое осуществляют механизированным способом на установке ТМ-1А, Сухой напо1П итель и раствор связующего подают раздельно в пистолет, смешивание сухого и жидкого компонентов происходит на выходе из пистолета .

Для приготовления смеси используют каолиновое (муллитокремкеземистое кюлокно: массовая доля на прокаливаемое вещество не более 50%, массовая доля А1,0 + SiO на прока- .ливаемое вещество не более 97%, потери при прокаливании 0,3%; минеральную вату с температуроустойчивостью 730°С; алюмохромфосфатное связующее: массовая доля А1 в пересчете на AliO-, 6,5-9,0%, массовая доля Сг в пересчете на (гоО-., 3,5-4,5%, массовая доля фосфата в пересчете на 35- 39, массовая доля сульфатов в пересчете на 50 0,5%, массовая доля формальдегида не более 0,2%, плотность 1,6 - 1,75 алюмоборфосфатное связующее: массовая доля фосфора в пересчете на i jO 36-39%, массовая доля А1 в пересчете на А1 Оо, 8-9%, массо

0

5

0

5

0

5

0

5

вая доля бора в пересчете на B,jO,j 1,3-2,0%.

В табл. 1 приведены составы, из которых изготавливают высокотемпературные покрытия; в табл. 2 - свойства покрытий при предельной температу-. ре применения 200 с.

Взаимодействие водного раствора кислых фосфорно-кислых солей поливалентных металлов с входящей в состав наполнителя гранулированной минеральной ватой начинается уже при нормальной температуре. Взаимодействие между минеральной ватой и связующим осуществляется в результате действия поверхностной физической адсорбции и смачивания, а также вследствие процессов диффузии и взаимодействий валентного типа. Между молекулами связующего и твердой поверхностью минеральной ваты происходит адсорбцион-j ное взаимодействие до тех пор, пока не начинается структурообразование, т.е. взаимодействие макромолекул связующего друг с другом с образованием агрегатов, и не появляются новообразования, которые гораздо медленнее диффундируют к поверхности минеральной ваты. Происходит стабилизация адсорбции, которой способствует также образование переходного слоя на границе минеральная вата - связующее в результате химического взаимодействия активных ионов трехвалентных алюминия, бора или хрома, присутствующих в связующем. При этом образуются новые соединения типа хром- щпинделей в виде хромпикатита и алю- мохромита. Начавшееся структурообразование приводит к образованию устойчивых равновесных систем.

При 600-650 С начинается подплав- ление минеральной ваты, входящей в состав наполнителя, а при 800-900°С - ее полное расплавление.

Таким образом, в процессе эксплуатации теплоизоляционный материал можно условно разделить на 3 слоя: первый слой,непосредственно прилега- югций к футеровке теплового агрегата, работаю1ций при 800-1200 с, состоящий из каолинового волокна, скрепленного фосфатным связующим, и пустот, образовавшихся в результате оплавления минеральной ваты; второй слой, работающий при 650-800°С, состоящий из каолинового волокна, скрепленного расплавленной минеральной ватой, создающей жесткий стекловидньпЧ каркас, армирующий изоляционный слой; третий слой, работающий при температуре , состоящий из гранулированных каолинового волокна и минеральной ваты, скрепленных фосфатным связующим.

На границе теплоизоляционного покрытия с поверхностью теплового агре гата, где температура достигает 800- 1200°С, минеральная вата полностью выгорает и остается прочный каркас из каолинового волокна и связующего. За счет образовавшихся пустот в первом контактном слое резко увеличивается пористость теплоизоляционного покрытия, сн1шаются плотность и теп-г лопроводность контактного слоя, увеличивается прочность теплоизоляционного покрытия на разрыв.

Ирпользование в сырьевой смеси 50-68 мас.% наполнителя с содержанием гранулированных каолинового волок

на и минеральной ваты в пределах (1- 25 структуры теплоизоляционного слоя

А):1 обеспечивает высокую прочность на разрыв контактного слоя и его низкие теплопроводность и плотность.

При содержании в композиции смеси гранулированных каолинового волокна и минеральной ваты менее 50 мас.%, а водного раствора кислых фосфорнокислых солей поливалентных металлов более 50 мас.% идет бурная реакция взаимодействия связующего и наполнителем в связи с большим количеством в композиции жидкой составляющей.Это недопустимо при нанесении теплоизоляционного покрытия на горячую поверхность, так как ведет к разрушению покрытия.

При содержании в композиции смеси гранулированных каолинового волокна и минеральной ваты в количестве более 68 мас.%, а водного раствора кислых фосфорно-кислых солей поливалентных металлов менее 32 мас.% невозможно получить прочный теплоизоляционный слой ввиду малого количества жидкой фазы.

При соотношении каолинового волокна и минеральной ваты в смеси менее 1:1 происходит проседание контактного слоя. Это объясняется тем, что минеральная вата прогорает, а прочного каркаса из каолинового волокна не образуется ввиду недостаточного количества последнего.

30

35

40

45

50

55

из-за введения в смесь большого ко личества воды.

Использование гранулированных к линового волокна и минеральной ват упрощает процесс приготовления сыр вой смеси для изготовления высокот пературного теплоизоляционного пок тия, так как исключается операция раздельного гранулирования каолино го и минерального волокон, происхо экономия электрической энергии и т довых з атрат.

Формула изобретени

Сырьевая смесь для изготовления высокотемпературного теплоизоляцио ного покрытия, включающая наполнитель и фосфатное связующее, о т л чающаяся тем, что, с целью уменьшения теплопроводности контак ного слоя покрытия при температуре изолируемой поверхности 800-1200°С она содержит в качестве наполнителя смесь гранулированного каолинового волокна и минеральной ваты в соотно шении (1-4):1, а в качестве фосфатного связующего - водный раствор кислых фосфорно-кислых солей алюминия и хрома в соотношении (2,5-4,5) :1 или алюминия и бора в соотношени (3,2-4,2):1 при следующем содержани компонентов, мас.%:

Указанная смесь гранулированного каолиновоQ

5

0

При соотношении каолинового волокна и минеральной ваты более 4:1 количество образовавшихся в результате оплавления минеральной ваты пустот является незначительным и не ведет к уменьшению плотности теплопроводности контактного слоя.

При использовании в сырьевой смеси высококонцентрированных водных растворов кислых фосфорно-кислых солей поливалентных металлов плотностью более 1,3 г/см, имеющих большой сухой остаток, ухудшаются смачиваемость связующим наполнителя и адгезия теплоизоляционного покрытия к корпусу теплоагрегата, уменьшается прочность покрытия, идет бурное взаимодействие жидкой составляющей с минеральной ватой.

При использовании водных растворов кислых фосфорно-кислых солей поливалентных металлов плотностью менее 1,2 г/см происходит разрушение

0

5

0

5

0

5

из-за введения в смесь большого количества воды.

Использование гранулированных каолинового волокна и минеральной ваты упрощает процесс приготовления сырьевой смеси для изготовления высокотемпературного теплоизоляционного покрытия, так как исключается операция раздельного гранулирования каолинового и минерального волокон, происходит экономия электрической энергии и трудовых з атрат.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления высокотемпературного теплоизоляционного покрытия, включающая наполнитель и фосфатное связующее, о т л и- чающаяся тем, что, с целью уменьшения теплопроводности контактного слоя покрытия при температуре изолируемой поверхности 800-1200°С, она содержит в качестве наполнителя смесь гранулированного каолинового волокна и минеральной ваты в соотношении (1-4):1, а в качестве фосфатного связующего - водный раствор кислых фосфорно-кислых солей алюминия и хрома в соотношении (2,5-4,5): :1 или алюминия и бора в соотношении (3,2-4,2):1 при следующем содержании компонентов, мас.%:

Указанная смесь гранулированного каолинового В(1локна и минеральной паты

Водный раствор кислых фосфорно-кислых солей

алюминия и хрома или алюминия и бора плотностью 1,2-1,3 г/см

Изобретение относится к области производства теплоизоляционных строительных материалов, в частности материалов для изоляции высокотемпературных поверхностей тепловых агрегатов. С целью уменьшения теплопроводности контактного слоя покрытия при температуре изолируемой поверхности 800- 1200°С сырьевая смесь для изготовления высокотемпературного теплоизоляционного покрытия включает в качестве наполнителя смесь гранулированных каолинового волокна и минеральной ваты, взятых в соотношении (1-4):1, 50- 65 мас.% и в качестве фосфатного связующего водный раствор кислых фосфор- но-кислых солей алюминия и хрома при соотношении (2,5-4,5):1 или алюминия и бора при соотношении (3,2-4,2):, плотностью 1,2-1,3 г/см 32-50 мас.%. Материал имеет плотность 140 - 180 кг/м , теплопроводность 0,15 - 0,030 ккал/м-ч-°С, предел прочности на разрыв 0,07-0,26 МПа, водопогло- щение 2,3-4%. 2 табл. с 9 сл

А1:Сг 2,5:1 АЬСг 4,5s1 -3,2:1 AlrB - 4,2:1 Al:Cr 2,5U Al:Cr - 4,5:1 A1:B « 3,2:1 AlrB - 4,2:1 Al:Cr 2,5:1 Al:Cr - 4,5:1 A1:B - 3,2:t A1:B -4,2:1 Al:Cr --2,5:1 AijCr - 4,5:1 Al:B 3,2:1 All В 4,2:1

Al:Cr 2,5:1

Al:Ct 4,5:1 A1:B - 3,2:1 Al:B 4,2(1 AlrCr 2,St1 Al:Cr - 4,5:1 AliB « 3,2n AliB 4,2i1 Al:Cr - 2,5:1 Al:Cf - ,5:l A1:B - 3,2:1 A1:B -4,2:1 Al:Cr - 2,5:1 Al :Cr 4,5:1 A1:B - 3,2:1 A1:B 4,2:1 Al:Cr - 2,5:1 AltCr - 4,5:1 A1:B 3,2:-1

50

50

50

50

41

41

41

41

32

32

32

32

50

50

50

50

41

41

41

41 32 32 32 }2 50 50 50

.50 41 41 41 41 32 32 32

SO M) 50 50

59 59 59 59

68 68 68 68

50 50 50 50

59 59 59 59

M бв M

68

50 50

50 50

59 59 59 59

68 68 68

Продолжение т«Ал. 1

Таблица 2

1379281 Q

Продолжение табл, 2

11

1379281J2

Продолжение табл.2