ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2269496

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Имя изобретателя: Волков Тимофей Геннадьевич (RU); Арбузов Вячеслав Васильевич (RU); Королев Евгений Валерьевич (RU); Прошин Анатолий Петрович 
Имя патентообладателя: Пензенская государственная архитектурно-строительная академия
Адрес для переписки: 440028, г.Пенза, ул. Г. Титова, 28, ПГАСА, патентный отдел
Дата начала действия патента: 2002.06.06 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве промышленных и гражданских зданий, а также в сельском строительстве. Технический результат: снижение коэффициента теплопроводности, себестоимости материала при сохранении его физико-механических характеристик. Композиция для изготовления теплоизоляционных материалов включает в качестве волокнистого компонента разволокненные отходы текстильного и ткацкого производств и/или отходы производства нектаных материалов с неориентированной структурой волокон, характеризующихся средней длиной 18...60 мм и средним диаметром 6...12 мкм, в качестве связующего - 3...9% растворы отходов пенополистирола и/или полистирола органических растворителях, в качестве антипирена - аммоний бромистый при следующем содержании компонентов, мас.%: указанное связующее 14,5...28,3, указанный волокнистый компонент 66,0...82,1, аммоний бромистый 3,4...5,7. Теплоизоляционный материал, приготовленный на основе предлагаемой композиции, обладает следующими свойствами: средняя плотность 150...200 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,022...0,025 Вт/(м·К), предел прочности при изгибе 0,2...0,24 МПа, предел прочности при разрыве 0,24...0,36 МПа, прочность при 10% деформации 0,020...0,054 МПа, биостоек, трудносгораем.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве промышленных и гражданских зданий, а также в сельском строительстве.

Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала (а.с. №1159912 С 04 В 28/26), включающие, мас.ч:

Полиакрилонитрильные волокна 100
Жидкое стекло (сухой остаток) 16...50
Мел 5...20
Вода 30...70

Недостатком указанной сырьевой смеси является повышенный коэффициент теплопроводности 0,031...0,03 8 Вт/(м·К) при плотности 170...175 кг/м3 и высокая стоимость вследствие применения дорогостоящих синтетических волокон.

Наиболее близкой по своей технической сути и достигаемому результату масса для изготовления композиционных материалов (а.с. №2046113 С 04 В 16/12), включающее, мас.%:

Синтетическое связующее 0...5
Водная суспензия минеральных волокон  
(в пересчете на сухое вещество) 40...95
Водная суспензия коллагеновых кожевенных  
волокон (в пересчете на сухое вещество) остальное

Недостатком этой массы является высокий коэффициент теплопроводности 0,049...0,054 Вт/(м·К) при средней плотности 105...320 кг/м 3.

Цель изобретения - снижение коэффициента теплопроводности и себестоимости материала при сохранении его физико-механических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что композиция для изготовления теплоизоляционных материалов, содержащая волокнистый компонент и связующее, в качестве связующего содержит 3...9% растворы отходов пенополистирола и/или полистирола в органических растворителях, в качестве волокнистого компонента содержит разволокненные отходы текстильного и ткацкого производств и/или отходы производства нетканых материалов с неориентированной структурой волокон, характеризующихся средней длиной 18...60 мм и средним диаметром 6...12 мкм, и дополнительно содержит антипирен - аммоний бромистый - при следующем содержании компонентов, мас.%:

Указанное связующее 14,5...28,3
Указанный волокнистый компонент 66,0...82,1
Аммоний бромистый 3,4...5,7

В качестве каркасообразующего элемента использовали разволокненные отходы текстильного и ткацкого производства, отходов производства нетканых материалов. Отходы представляют собой сбой ворсовальный и сукновальный от шерстяных и полушерстяных тканей, кноп стригальный от шерстяных и полушерстяных тканей, отработанные прессованные сукна, отходы технических сукон, срезки технических сукон, срезки технических хлопчатобумажных сукон, отходы от пылеулавливательных камер чесального отделения, цехов раскроя тканей, отходы от уборки прядильного и ткацкого цехов. Указанные отходы подвергали разволокнению на разрывной установке марки РМ-001, в результате этой операции был получен волокнистый материал с неориентированной структурой волокон, которые характеризуются следующими геометрическими размерами: средняя длина 18...60 мм, средний диаметр 6...12 мкм.

Для приготовления связующего в качестве пленкообразователя использовали бытовые и промышленные отходы пенополистирола и/или полистирола. Отходы пено- и полистирола накапливаются в виде вышедших из употребления изделий и промышленных отходов (тара, упаковка, некондиционная и бракованная продукция и др.).

В качестве растворителей - органические растворители - толуол, ксилолы, этилацетат, Р-4, Р-5а и их смеси. Для приготовления раствора пленкообразователя возможно индивидуальное применение пенополистирола и полистирола, так и смеси указанных отходов в любом соотношении масс.

Для снижения горючести композиции в связующее вводят антипирен - аммоний бромистый NH4Br (ГОСТ 4454-76).

Связующее готовят путем растворения отходов пенополистирола и/или полистирола в органических растворителях. Для гомогенизации раствора растворение пенополистирола и/или полистирола происходит в мешалке марки К-1077 в течение 3 минут. В процессе перемешивания в смесь вводят аммоний бромистый.

Теплоизоляционный материал изготавливали путем пропитки отформованной волокнистой массы раствором связующего с добавкой аммония бромистого с последующей подпрессовкой (0,005...0,014 МПа) до заданной средней плотности композиции и сушкой.

Составы предлагаемой композиции для изготовления теплоизоляционных материалов приведены в табл.1, а ее свойства - табл.2.

Таблица 1
Компонент Составы предлагаемой композиции, мас.% Прототип
1 2 3
Указанное связующее 14,5 21,4 28,3 -
Указанный волокнистый компонент 82,1 74,1 66,0 -
Аммоний бромистый 3,4 4,5 5,7 -
Синтетическое связующее - - - 0...5
Водная суспензия минеральных волокон (в пересчете на сухое вещество) - - - 40...95
Водная суспензия коллагеновых кожевенных волокон (в пересчете на сухое вещество) - - - Остальное

Как видно из табл.2, теплоизоляционный материал, приготовленный из предлагаемой композиции, обладает сравнимыми с прототипом физико-механическими свойствами, более низким (в 2,1...2,2 раза) коэффициентом теплопроводности, относится к группе трудносгораемых материалов и стоек к действию биологически активных сред.

Таблица 2
Показатель Составы предлагаемой композиции прототип
1 2 3
Средняя плотность, кг/м 3 150 180 200 105...320
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) 0,022 0,023 0,025 0,049...

0,054
Предел прочности при изгибе, МПа 0,2 0,22 0,24 -
Предел прочности при разрыве, МПа 0,22 0,26 0,34 -
Прочность на сжатие при 10% деформации, МПа 0,020 0,029 0,054 -
Биостойкость Стоек Стоек Стоек -
Горючесть Трудносгораем Трудносгораем Трудносгораем -

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиция для изготовления теплоизоляционного материала, включающая связующее, волокнистый компонент и антипирен, отличающаяся тем, что в качестве связующего содержит 3-9%-ные растворы отходов пенополистирола и/или полистирола в органических растворителях, в качестве волокнистого компонента содержит разволокненные отходы текстильного и ткацкого производств и/или отходы производства нетканых материалов с неориентированной структурой волокон, характеризующихся средней длиной 18-60 мм и средним диаметром 6-12 мкм, в качестве антипирена - аммоний бромистый при следующем содержании компонентов, мас.%:

Указанное связующее 14,5-28,3
Указанный волокнистый компонент 66,0-82,1
Аммоний бромистый 3,4-5,7

Версия для печати
Дата публикации 18.01.2007гг


вверх