Способ изготовления изоляционного материала и мелкопористых масс для него Советский патент 1937 года по МПК C04B38/10 

В предлагаемом способе изготовления тепло- и звукоизолирующих материалов наполнитель из диатомов с органическими волокнистыми веществами (измельченной древесиной) соединяют с пенообразующим материалом, состоящим из же татииообразного вещества путем смешивания в присутствии воды. Смесь тщательно взбивают мешалкой до образования кремообразной массы, из которой нагреванием удаляют воду для получения пористого материала для тепло - и звукоизоляции. Удаление волы лучще всего производить при повышенной температуре, взбивание же для образовапия пены-при пизкой температуре до получения совершенно равномерно распределенных воздушных пузырьков.

Разница температур при взбивании и последующей сунже имеет в виду расширение заключенного в пузырьках воздуха, происходящее в начале процесса сушки.

Связывающий материал представляет собой водный раствор клейкого вещества в соединении с каким-либо фиксатором, гфичe после сушки полД чается водоустойчивый клей. Желатинообразный клеящий материал, который примешивают к связывающему материалу, значительно содействует образованию пены.

Полученный изоляционный материал может быть применен лля кладки стен, полов, при обвертывании трубопроводов; кроме того, его можно формовать в камни или блоки.

Подобные материалы у.огут быть изготовлены в виде толстых масс, так что сушка их не может быть произведена за один прием, или из нескольких слоев, связанных между собой и покрытых снаружи защитными слоями или оболочками, имеющими то же строение.

После супши полученное из пенистой массы изделие может быть подвергнуто обжигу при температуре

в несколько сот градусов, причем выгорают все органические вещества. Если на изделие нанесены защитные оболочки, то следует в особенности следить за тем, чтобы между ними и поверхностно изделия не проникал воздух.

Изделия обладают теплоизолирующей способностью, легким весом, высокой механической прочностью и при этом достаточной способностью для выдерживания напряжений, каКИМ они подверга.отся при транспорте или при возведении сооружений.

Кроме того, на одну или несколько поверхностей изделия возможно нанести огнеупорный слой, а также слой, не пропускающий воды.

Основным исходным материалом служит трепел, который, будучи обработан слабым раствором щелочи, обладает после просущки теми же изолирующими качествами, что и :ырой минерал, но страдает однако тем недостатком, что, будучи сформован в плиты, доски, блоки и т. д., становится хрупким и трескается после сущки. Кроме того, материал относительно тяжел.

Для улучщения качеств этого материала в него вводят пузырьки воздуха, вследствие чего новыщается его изолирующее свойство и уменьщается удельный вес. Так как включение пузырьков воздуха уменьщило бы прочность материала, то необходимо ввести в него связывающее вещество, которое обладает желатинообразной консистенпией и известной текучестью. Присадка эта, будучи введена в материал, создает растяжимые стенки для воздущных пузырьков. В качестве такого связывающего материала рекомендуется растительный клей, содержащий клейковину и крахмал, например, крупно молотое зерно, измельченные соевые бобы, по удалении из них масла, или же молотые корни кассавы, известной под именем маниоки.

Упомянутый растительный клей может быть получен любым способом, например, варкой сырых материалов с прибавкой щелочного раствора. Желатинообразные массы с их щелочной присадкой можно было бы смешать с измельченным трепелом и после сушки такой продукт обладал бы изолирующими качествами, но так как такие н елати 10образные массы после сущки дают усадку, а прк нагревании твердеют, то изоляпионный материал после сущки в печи бы чрезмерной хрупкостью.

Для устранения хрупкости прибавляют мелко разделенное волокнистое вещество; это же волокнистое вещество прибавляется и к связывающим веществам, вследствие чего ячейки до известной степени связываются между собой, в то же время сопротивление давлению и растяжению увеличивается. Пригодным для этой цели волокнистым материалом может служить обыкновенная древесная масса.

Чтобы изолирующий материал получил больщое количество воздущных пузырьков и приобрел более высокую изо/шрующую способность в качестве пенообразующих веществ применяют казеин, клейковину или их смесь, которые обрабатывают щелочным раствором. Полученные соли представляют собой клейкую, желатинообразную, растворимую в воде массу, которая, будучи высущена, растворяется в воде лищь с трудом. Для получения малой растворимости в воде после сущки к коллоидальным связывающим веществам прибавляют гащеную известь.

Взамен казеина для получения пены и пузырьков во всей массе минерала можно применить альбуминный клей. Условия, при которых производится, смещение разных составных частей смеси, зависят от степени чистоты инфузорной земли и от крепости применяемой щелочи. Условия меняются также и в зависимости от того, желают ли увеличить или уменьщить число пузырьков на единицу объема или же от желаемой прочности изделия. Хорощие результаты достигнуты были со смесью, состоящей из 22,3°/о тонкой диатомовой земли, 0,9% казеина, 1,1°/в волокнистых веществ, 1,3°; g крахмала из

клейковины, ОД - о щелочи и гашеной извести и 74-/о воды (проценты относятся к весу готовой влажной смеси).

Для применения крахмала к 7 частям содержащего крахмал вещества прибавляют 4 части щелочи в виде натронной щелочи и 10,6 частей воды. Точно так же отдельно приготовляют и клей, служащий для образования пены в готовой массе. Смешивают например, 11,6 ч. казеина с 0,6 ч. едкого натра, 1,2 ч. гашеной известа и 86,6 ч. воды. Для фиксирования казеина может служить небольшое количество сернокислой меди с гашеной извес гью, чго препятствует развитию в смеси бактерий.

Применяе.мую в качестве волокнистого материала древесную массу .целесообразно размочи-ть в воде, надлежащим образом измельчить и в таком измельченном виде примеи:ать к тонкой инфузорной земле. Эти составные части тщательно размешинают мешалкой и к смеси прибавляют желатинообразный крахмалистый продукт при тщательном перемешивании н затем в смесь вводят пенообразующее средство. Всю массу сильно перемешивают или взбивают, для чего можно применить специальные мешалки. Так как клей и вместе с ним введенный в массу крахмал превращены в желатинообразную массу, то .воздух по всей массе продукта распределяется крайне .мелкими пузырьками.

Крахмал и казеин служат примерами гигроскопических коллоидов. При изготовлении пористых и пронизанных пузырьками масс они играют важную роль; они не только делают еердцевику сильно пористой, когда приготовляется полутвердая пена, но они необходимы также Д1я последующей сушки и отвердения. Крахмал и казеин действуют как стабилизирующий и пенообразующий агенты и, как таковые, играют в особенности важную роль при взбивании и сушке; эти же вещества служат для образования с силикагелем не кристаллизующегося органозоля.

Во время взбивания массу целесообразно охлаждать, например, до 13-

23, так как при этой температуре масса сохраняет свою желатинообразную консистенцию.

При слишком низкой температуре вязкость смеси повышается в такой степени, что мешает размешиванию. Опыты показали, что 10° есть низшая граница, при которой возможно размешивание; ниже этой температуры размешивание очень затруднительно.

При введении воздуха в таком количестве, что объем .массы увеличивается от 50 до 100° о, массу разливают по ПОДХОДЯ1ЦИМ поверхностям для сушки, например, по ситам, в формы или же на транспортер. Целесообразно поверх листа положить бумагу. Благодаря такой бум:.жной прокладке на нижней поверхности лежащей на сите массы не отпечатаются клетки и, кроме того, материал не подвергнется деформации при обезвоживании. Сито, которое сосгавляет часть транспортного устройства, вводят в нагретую сушильную камеру. В этой камере массу оставляют в течение 10-15 минут при температуре от 120 до 130. Таким образом, разница температур начала сушки и размешивания довольно велика, и заключенный в пузырьках воздух может еще расшириться благодаря пластичности массы раньше, чем ана затвердеет. Зате.м температуру в сушильной камере подымают до 180-190° и сохраняют эту температуру около 2 часов. Опыты показали, что даже при температуре 200° обезвоживание происходит без вреда для материала, если сушка при этой температуре производится не слишком до ЯГО.

Если требуется получить массу, более устойчивую к воде или менее капиллярную, то часть введенного в массу крахмала можно заменить парафином и пчелиным воском в количестве около по весу сухого материала в смеси. |1ри смешивании парафина с воском берут 7Ь°1й парафина и 250/0 воска. Прибавку к другим составным веществам производят после смешения их во влажном состоянии. Эта присадка воска

прочнее. Полученный из такой пены и высушенный материал подвергали нагреванию от 150 до 1400° и получали огнеупорный сильно пористый материал, механические свойства которого не были ухудшены. Такой материал очень пригоден для высоких температур, так как не теряет своих изоляционных качеств. Эту обработку основной массы путем нагревания до высокой температуры можно производить до нанесения на нее тонкого слоя влажной массы смеси, но возможно сначала покрыть основную массу этой влажной маесой, а затем уже подвергнуть сильному нагреванию.

Предмет изобретения.

1. Способ изготовления изоляционного материала и мелкопористых масс для него из трепела, измельченной древесины, пенообразующих и клейких веществ, отличающийся тем, что смесь трепела и измельченной древесины смешивают в присутствии

воды с казеиновым илиальбуминным клеем, с добавкой извести и с крахмалом, и все вместе взбивают в пену до получения воздушных пузырьков требуемых размеров, после чего разливают по формам и сушат.

2.При способе по п. 1 добавление эмульсии воска или парафина к смеси.

3.При способе по п. 1 соблюдение во время взбивания пены значительно более низких температур, чем при сушке, производимой при нагревании.

4.При приготовлении плит и т. п. по способу п. I применение склеивания плит в несколько слоев, обк.;еивания их листами толя и тому подобными не пропускающими воды материалами и обмазки плит для защиты от огня известным составом, содержащим аммиачные и борнокислые соли.

5.Видоизменение способа по п. 1, отличающееся тем, что после окончания сушки изделия обжигают до полного выгорания всех органических составных частей.