Композиция для изготовления тепло-изОляциОННОгО МАТЕРиАлА Советский патент 1981 года по МПК C04B43/02 

(54) КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к составам негорючих листовых или рулонных тепло изоляционных материалов, получаемых и различного типа силикатных минергшьных волокон и неорганического связую щего, которые могут быть использозваны для тепловой изоляции плоских и изогнутых поверхностей, работающих при температурах от - 260 до +800с. Известны теплоизоляционные матери лы, полученные из минеральных волоко и органического связующего (фенольный карбами ный, фурановая смола, эмульт сия поливинилацетата и др.). Легкий и гибкий материал получгиот из 93-95% базальтового супертонкого волокна и 3-5% поливинилгихетата. Этот материал имеет объемную массу 70-110 , теплопроводность 0,033 ккал/(м-ч-С) слой в 10 мм огибает без трещин вал диаметром 57-219 мм.Может быть использован при температурах от -260 до +150 С (температуры деструкции ПВА) 11. Однако по огнестойкости материал относится к категории горючих или трудноегораемлх (в зависимости от содержания связующего). Известен негорючий и биостойкий теплоизоляционный материал, состоящий из 88-98% базсшьтовых супертонких волокон и 2-12% бентонита . Материал используется в интервале температур от -260 до +800С 2 . Однако применение глинистого связующего приводит к некоторому увеличению объемной массы и ухудшению эластичности, так как глинистое связующее после термообработки создает хрупкую матрицу, дающую трещийы при огибании вала диакгетром менее 250 мм. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является композиция 3 для изготовления теплоизоляционного материала, включающая минеральное волокно, жидкое стекло и нейтрализующую добавку при следукицем их соотнетаении, вес. %: Минеральное волокно 30-60 Жидкое стекло30-50 Нейтрализующая добавка (твердые кислые соли ортофосфорной кислоты). 10-20 Однако анализ данных и проведенные опыты показывают малоэффективность твердых солей ортофосфорной кислоты как нейтрализующей; добавки. В кислых солях большая часть-обменных позиций уже компенсирована катионами металлов. Полное замещение оинов водорода в кислых фосфатах ухудшает их 9яжувдие свойства. Ввод в смесь солей в твердом состоянии ухудшает условия их химического взаимодействия с другими компонентами. Вследствие этого прив.еденная композиция не может обеспечить долговечность материала путем снижения щелочной коррозии волокон и не позволяет получить материал легки эластичный, с малой теплопроводностью. Даже при минимальном содержаиии связуюгцего объемная масса составляет 280 кг/м I а теплопроводность не менее 0,045-0,05 ккал/(МЧ.°С). При таком содержании связукяцего материал теряет гибкость. Цель изобретения - снижение объем ной массы и повышение гибкости материала. Поставленная цель достигается тем, что композиция для изготовления тепл изоляционного материала, включающая минеральное волокно, жидкое стекло и нейтрализующую добавку, содержит в к честве минерального волокна базальто вое волокно диаметром 0,5-3 мкм, а в качестве нейтрализующей добавки - фосфатное связующее с рН 1-4 при сле дующем соотношении компонентов, вес. в пересчете на сухое вещество)t Базальтовое волокно диаметром 0,5-3 мкм 90,9-99,8 .Жидкое стекло 0,12-6,3 Фосфатное связующее с рН 1-40,08-5,5 При этом композиция в качестве фосфатного связующего содержит ортофосфорную кислоту. Кроме того,она содержит ортофосфорную кислоту, моди фицированную окислами алюминия и хро ма, Связующее на основе жидкого стекл модифицируют ортофосфорной кислотой или ее указанной модификацией с рН 1-4 до нейтральной или слабокислой реакции, при этом образуются фосфаты и гидрофосфаты натрия, значительно усиливсцощие связующее действие геля кремнезема, получгиощего в результате гидролиза жидкого стекла, идущего наиболее интенсивно в кислей среде: NajSIO. + 2НаО H-tSiOg + 2NaOH NaOH + NaHaPO + НдО NaOH + ЦР04 Na4HPO4 -« 2H/J.O 3NaOH + Ti3P04 4- ЗНоР В результате получаем два вида высокоэффекти йных связующих веществ гель кремнекислоты, а также фосфаты и гидрофосфаты натрия, полимеризующиеся в процессе термической обработ ки материала, при которой образуется сравнительно эластичная матрица. Жид кое стекло и нейтрализуихцая добавка являются растворимыми веществами, пр пропитке волокнистого материала они не фильтруются в слое, а при вакууми ровании в результате действия поверх остного натяжения отлагаются только местах контакта волокон. Это дает озможность получать эластичные струкуры при сравнительно высокой прочноси и небольшом содержании связующего. Пример 1. В лабораторный гидроразбавитель наливают 20 л воды, добавляют 57 ГАжидкого стекла (уд. вес. 1,28 г/см ), раствор перемешиают и доводят до слабокислой реакции обавлением 34 г ортофос4)орной кислоты (уд. вес 1, 69 г/см рН 1). Затем в гидроразбавитель загружают 100 г базальтовых волокон с диаметром 2 мкм и гидрома ссу перерабатывают до одноодной консистенции. Гидромассу вылиают в лабораторный открытый емкост ной вакуум-фильтр, где формуют образец в виде картона путем части-чного обезвоживания гидромассы.Образец высушиват и подвергают термообработке при 25ос. Масса высушенного об)разца составляет 100,2 г и соответствует составу в пересчете на исходные ингредиенты в сухом состоянии, вес. % Базальтовые волокна диамет- ром 2 мкм99,8 Жидкое стекло .0,12 Фосфатное связующее рН 10,6 Пример 2. На 20 л воды в гидроразбавитель добавляют 143 г жидкого стекла (уд. вес 1,28 г/см), рдствор перемешивают и доводят до нейтральной реакции добавлением 85 г ортофосфорной кислоты, модифицированной окисла1«1 алюминия и хрома (рН 2). Далее загружают 100 г базальтовых , супертонких волокон с диаметром 2,5 мкм и получение образца ведут аналогично примеру 1, Масса высушенного образца составляет 102 г и соответствует составу в пересчете иа исходные ингредиенты в сухом состоянии, вес. %: Базальтовое волокно диакютром 2,5 мкм 98 Жидкое стекло1,2 Фосфатное связующее рН 20,8 Пример 3. На 20 л воды в . гидроразбавитель добавляют 336 г жидкого стекла (уд. вес 1,28 г/см }, раствор перемешивают и доводят до нейтральной реакции добавлением 170 г ортофосфориой кислоты ГрН 2), модифицированной соединениями алюминия и хрома. Далее загружают 100 г базальтовых супертонких волокон диаметром 2,5 мкм и получение образца в виде картона ведут аналогично примеру 1. Масса высушеиного образца составляет 110 г и соответствует составу в пересчете на исходиые ингредиеиты в сухом состоянии, ,вес. %: Базальтовые волокна диаметром 2,5 мкм90,9

Жидкое стекло Фосфатное связующее с рН 2

Данные, характеризующие материгш, получаемый, из предлагаемой композиции, представлены в таблице.