Способ гидрофобизации теплоизоляционного кремнеземистого материала Советский патент 1989 года по МПК C04B26/02 C04B41/49 

1

Изобретение относится к способам получения гидрофобных теплоизоляционных материалов, в частности кремнеземистых материалов, применяемых для футеровки, теплоизоляции, а также для защиты изделий, работающих при воздействии влаги.

Цель изобретения - повышение гидрофобных свойств и обеспечение возможности многократного использования при температуре эксплуатации выше 500° С.

Способ осуществляют следующим

образом.

i. Заготовку из сформованного кремнеземистого материала подвергают термообработке при 900-1000°С. Затем материал подвергают воздействию кремнийорганического соединения, разбрызгивая его по поверхности ма- - териала или помещая материал в .реактор, куда подают пары кремнийорганического соединения, взятые в количестве 0,5-2,8% от массы исходного материала. Изделие помещают в полиэтиленовую емкость или другой замкнутый объем и выдерживают в нем в течение 6-24 ч при 5-40°С. После

4ib СП

сх

3 147

такой обработки изделие .извлекают из замкнутого объема и подвергают обдувке теплым воздухом для удаления избытка модификатора и побочных продуктов реакции,

Пример 1. Образец теплоизоляционного кремнеземистого материала, имеющий удельную поверхность 31 м /г.

ЛИЯ в воду и вьщержке в ней в течение 1 ч. Удельную поверхность определяют методом низкотемпературной десорбции аргона (ГОСТ 23401-78). О способности к восстановлению (для последующего использования) судят по изменению удельной поверхности- после цикла эксплуатации (см.

Изобретение относится к способам получения гидрофобных теплоизоляционных материалов на основе кремнезема, применяемых для футеровки, термоизоляции, а также для защиты изделий, работающих при воздействии влаги. С целью повышения гидрофобных свойств и обеспечения возможности многократного использования при температуре эксплуатации выше 500°С теплоизоляционный материал подвергают предварительной термообработке при 900-1000°С, а затем обрабатывают кремнийорганическим соединением общей формулы (CH₃)₃SIX, где X₅-OC₂H₅, OC₃H₇, OC₄H₉, OCOCF₃, NHSI(CH₃)₃ или их произвольной смесью, причем количество кремнийорганического соединения составляет 0,5-2,8% от массы исходного материала. Процесс проводят при 5-40°С в течение 6-24 ч. Привес материала после погружения в воду составляет 0,01-0,1%

удельная поверхность до и после обработки не изменяется и равна 7-30 м²/г. 2 табл.

массой 100 г подвергают термообработ- ю табл.2).

ке при , обрабатывают из пульверизатора 0,5 г.смеси триметилэток- сисилана и силазана в отношении 4:1, упаковывают в полиэтиленовый мешок и вьщерживают в нем в течение 12 ч при 20°С. Полученный образец выдерживают на воздухе в течение 5 ч.

Гидрофобность образца, которую оценивают по водопоглощению после принудительного погружения в воду и вьщержке в течение 1 ч, составляет 0,09%. Удельная поверхность теплозащитного гидрофобного образца 30

П р и м е р 2. Образец теплоизоляционного кремнеземистого материала с удельной поверхностью 234 и массой 100 г подвергают термообработке при 950°С, затем помещают в реактор и обрабатывают парами смеси крем нийорганических соединений (ТМВС: :ГМДС 9:1). при 40°С в течение 7 ч. Количество гидрофобизатора составляет 2,8 г. Затем образец обдувают теплым воздухом в течение 2 ч. При вес после принудительного погружения составляет 0,1%. Удельная поверх Hoctb гидрофобного образца 226 .

П р и м е р 3. Образец теплоизоляционного кремнеземистого материала с удельной поверхностью 7 и массой 100 г подвергают обработке при 950°С и обрабатывают из пульверизатора силазоном в количестве 1,5 г. Затем упаковывают в полиэти- леновьй мешок и выдерживают в нем в течение 5 ч при 10°С, Полученный образец вьщерживают на воздухе в течение 5 ч. Привес после принудительного погружения составляет Оу05%. Удельная поверхность образца составляет 7 .

В табл.1 приведены условия обработки, кремнийорганическими соедине- ниями кремнеземистого материала по изобретению, а также свойства по- лученных покрытий.

Гидрофобность полученных покрытий оценивают по водопоглощению после принудительного погружения изде

0

5

0

5

0

5

0

После цикла эксплуатации удельная поверхность образца существенно не меняется. После цикла работы при температурах свыше образец подвергают повторной обработке модификатором. В результате получают материал, обладающий той же структурой и гидрофобными свойствами, что и до эксплуатации, т.е. пригодный для дальнейшего использования в качестве теплоизоляционного материала. При осуществлении модифицирования согласно предлагаемому способу удельная поверхность теплозащитного материала как после обработки крем- нийорганическими соединениями, так и после цикла эксплуатации при температурах вьше существенно не меняется. При 500°С гидрофобное покрытие практически разрушается и дальнейшее повышение температуры не приводит к изменению удельной поверхности. В то же время при гидрофоби- зации по известному способу удельная поверхность получаемого образца изменяется как в процессе модифицирования, так и после цикла эксплуатации при температуре 500 С (температура разрушения гидрофобного покрытия).

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить кремнеземистый теплозащитный материал с достаточно высокими теплоизоляционными и гидрофобными свойствами и при этом обладающий способностью не изменять удельную поверхность изделия в процессе гидрофобизации и при эксплуатации в условиях повьшенных температур. Величина удельной поверхности образца может служить достоверной характеристикой устойчивости структуры материала.

Постоянство удельной поверхности изделия из кремнеземистого материала обеспечивает возможность повторного применения теплозащитного материала после, последукяцего модифицирования, которое осуществляют путем обработки заявляемыми кремнийор51

ганическими соединениями при 5-40°С,, т.е. способ позволяет решить проблему многократного использования кремнеземистого материала непосредственно на конструкции.

Формула изобретения

Способ гидрофобизации теплоизоляционного кремнеземистого материала путем обработки его кремнийорганичес- ким соединением общей формулы (СНз)з Six, где X - ОС5.Нд, , ,

Примечание. Гидрофоб ен,,. по еле цикла эксплуатации пригоден для

повторной гидрофобизации, ТМПС - триметилпропоксисилан; ТЮС - триметилэтоксисилан; ЩЦС - гексаметилдисилазан; ТМБС - триметилбутоксисилан; ТМТФАС - триметилтрифторацетоксисилан.

72458

OCOCF, NHSiCCH l , или их смесью, отличающийся тем, что, с целью попьпнения гидрофобных свойств и обеспечения возможности многократного использования при температуре эксплуатации выше , перед обработкой кремнийорганическим соединением материал подвергают тер- 10 мообработ ке при 900-1000 С, а обработку ведут кремнийорганическим соединением, взятым в количестве 0,5- 2,8% от массы материала, при 5-40 С в течение 6-24 ч.

Т а б л и ц а 1

ТЮС:ГМДС 4:1 .

ТМБС;ГМДС«

годе

14724588

Та6лица2

30

28 7

32

28 7