Экзотермический состав для нагревательных устройств Советский патент 1992 года по МПК C06B33/00 

Изобретение относится к составам для экзотермических нагревательных устройств, которые предназначены для подогрева пищи, воды, вулканизации резиновых изелий, сварки геотекстиля, сварки пластмассовых и пайки металлических деталей и труб, снятия термических напряжений в сварных швах без повреждения нагреваемого материала в условиях отсутствия электрической и других видов энергии.

Наиболее близким к предлагаемому является малогазовый состав, содержащий 30 мас.% титана и 70 мае % окиси железа. При сгорании состава в уплотненном состоянии шлаки - жидкие, растекающиеся, а в порошкообразном виде - капельно-жидкие, диспергирующие.

Известный состав имеет очень высокую чувствительность к трению, малое время выделения тепла.

Цель изобретения - повышение эффективности нагревательных устройств за счет

(/)

оетви

увеличения удельной калорийности и времени тепловыделения при снижении чувствительности к трению.

Поставленная цель достигается тем, что состав, включающий титан и окислитель, в качестве окислителя содержит доломит при следующем соотношении, компонентов, мас.%:

Доломит20 - 40

Титан60 - 80

С целью снижения давления прессования состав дополнительно содержит асбест в количестве 2-5 мас.%. Для улучшения эксплуатационных характеристик состав дополнительно содержит бутадиеннитрильный каучук, введенный в виде латекса, в количестве 0,2 - 1,0 мас.% (в пересчете на сухое вещество).

В предлагаемом составе доломит является окислителем.

Состав готовят из следующим компонентов: титан ТПЭ-2 ТУ 48-10-80-81, доло.отЈ

мит марки ДМ-20-0,10 ГОСТ 23672-79, асбест марки АХО ТУ 21-22-3-81, бутадиеннит- рильный латекс следующимх марок: СКН-40ИХ(М) ТУ 38.10354-76, СКН-40-1ГП ТУ 38.103464-80, БН-ЗОК-2 ТУ 38.103562-84 БН-26НГП ТУ 38.103475-80..

Титан и доломит используют в виде порошков, латекс - в виде водных дисперсий полимеров с концентрацией 40 + 2 мас.% в пересчете на сухое вещество.

Соотношение компонентов в образцах предлагаемого и известного составов представлено в табл.1, а их характеристики - в табл.2.

Способ изготовления зарядов (нагрева- тельных элементов) показан на примере образцов 3, 7 и 12. Для изготовления зарядов ф 40 мм, массой 100 г и высотой 40 мм перемешивают компоненты (70 гтитана и 30 гдоломита) в смесителе Турбула. Получен- ный состав уплотняют методом глухого прессования до относительной плотности 0,55 (аналогично готовят заряды из образцов 1,2,4 и 5).

С целью снижения давления прессова- ния компоненты образца 7 при содержании 70 г титана, 28 г доломита и 2 г асбеста перемешивают в воде, затем обезвоживают взвесь в листоотливной машине ЛОА-2 методом шликерного литья, получают заряд ф 200 мм, толщиной 10 ± 0,5 мм с относительной плотностью 0,35 + 0,03 и высушивают до влажности не более 0,4%. Образцы 6,8 - 10 составов изготовлены аналогично. Заряды и пироэлементы могут быть исполь- зованы непосредственно в нагревательных устройствах.

Составы, содержащие асбест, не пылят, не расслаиваются, позволяют уменьшить давление прессования по сравнению с ана- логичными составами без асбеста (образцы 6 - 10 и 1 - 5 соответственно). Сравнительные испытания проведены на зарядах ф 18 мм, массой 10 г, высотой 16-21 мм в зависимости от давления в лабораторном гид- равлическом прессе при времени выдержки давления 5 с. Данные приведены в табл.3 (на примере образцов 3, 7, 8 и 9).

Как видно из табл.3, составы, содержащие асбест (7 - 9), имеют большую плот- ность по сравнению с составом 3.

С целью улучшения эксплуатационных характеристик (обеспечения прочности к многократному перегибу) компоненты со- става (образец 12) г : титан 70; доломит 30; асбест 2; латекс 0,3 (в пересчете на сухое вещество), перемешивают в воде и получают методом шликерного литья в установке

ЛОА-2 заряд ф 200 мм с относительной плотностью 0,32 + 0,01. Полученную отливку сушат аналогично образцам 6 - 10 до влажности не более 0,4%. Образцы 11-15 формуют в той же последовательности. Бутадиеннитрильный латекс не влияет на характеристики состава образцов 12-14 (содержание латексов СКН-40ИХ(М), СКН- 40-1ГП, БН-ЗОК-2, БН-26НГП 0,2; 0,5; 1,0% соответственно),

Удельная калорийность в аргоне и воздухе, состояние шлаков, чувствительность к трению, время тепловыделения заряда, число перегибов до разрушения совпадают с характеристиками образцов 12-14 (табл.2).

Предлагаемый состав надежно воспламеняется от серийных воспламенителей с расстояния до 10 мм и более.

Как видно из табл.2, удельная калорийность предлагаемого состава выше, чем у известного при сохранении размеров и формы исходного образца продуктами сгорания, что обеспечивает равномерность нагрева, и при достаточно низкой чувствительности к трению, что обеспечивает безопасность, как в виде прессованных зарядов, так и в виде эластичных пироэле- ментов. Компоненты состава и продукты сгорания экологически не опасны.

При использовании предлагаемого состава нет необходимости в разработке нового оборудования и переоснащении известных производств. Компоненты состава имеют широкую сырьевую и производственную базу.

Формула изобретения

1.Экзотермический состав для нагревательных устройств, включающий титан и окислитель, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности путем увеличения удельной калорийности и времени тепловыделения при снижении чувствительности к трению, он содержит в качестве окислителя доломит при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Доломит20 - 40

Титан60 - 80

2.Состав по п. 1,отличающийся тем, что, с целью снижения давления прессования, он дополнительно содержит асбест в количестве 2-5 мас.%.

3.Состав по п.2, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик, он дополниельно содержит бутадиеннитрильный каучук, вводимый в состав в виде латекса в количестве 0,2 - 1,0 мас.% (в пересчете на сухое вещество).

гируют

1-3

5-Ю

Образцы 1-15 и.леют 8-10 класс опасности

20-25 80-90 90- QO- 91- 90- 100 100 100 100

100- 110- 110- 110- 110- 110- 110- 100- 80-90 110 120 120 120 120 120 120 110

0-1 0-1 0-1 0-1 0-1 3-5 5-10 5-Ю 3-5

Использование: пиротехническая сварка пластмасс, пайка деталей и труб, нагрев пищи, воды, материалов. Сущность изобретения: состав содержит 20 - 40 мас.% доломита и 60 - 80 мас.% титан. Состав может содержить дополнительно 2-5 мас.% асбеста или 2-5 мас.% асбеста совместно с 0,2 - 1,0 мас.% бутадиеннитрильного каучука. Состав готовят либо смешиванием сухих компонентов с последующим их глухим прессованием, либо смешиванием в воде (составы с асбестом и(или) латексом) с последующей переработкой в изделия методом шликерного литья. Характеристики состава: удельная калорийность в воздухе 650 - 730 кал/г, время тепловыделения 20 - 120 мин, чувствительность к трению 8-10 класс.3 табл.

При растягивающем усилии 0,1 кг (толщина образцов 3 мм).

ТаблицаЗ