СИЛИКАТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ПЕНОМАТЕРИАЛА

СИЛИКАТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ПЕНОМАТЕРИАЛА


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2171241 (13) C2

(51) 7 C04B28/24, C04B111:40 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2001.07.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 99110552/03 
(22) Дата подачи заявки: 1999.05.21 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1999.05.21 
(45) Опубликовано: 2001.07.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2098379 C1, 10.12.1997. RU 2111932 C1, 27.05.1998. RU 2060238 C1, 20.05.1996. SU 1706997 A1, 23.01.1992. SU 1440895 A1, 30.11.1988. GB 1153299 A, 29.05.1969. DE 3512516 A1, 09.10.1986. WO 98142633 A1, 01.10.1998. 
(71) Имя заявителя: Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики 
(72) Имя изобретателя: Быкова Э.В.; Коршунова Г.Х.; Дорофеев А.А.; Ларичева Н.Ф. 
(73) Имя патентообладателя: Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно- исследовательский институт экспериментальной физики 
(98) Адрес для переписки: 607190, Нижегородская обл., г. Саров, пр. Мира, 37, РФЯЦ- ВНИИЭФ, уполномоч. на ведение дел нач. ОПИНТИ А.А.Кимачеву или зам. нач. ОПИНТИ Н.А.Волковой 

(54) СИЛИКАТНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ПЕНОМАТЕРИАЛА 

Композиция относится к промышленности строительных материалов и может быть использована для огнезащиты конструкций в системе ТЭС и теплоизоляции перекрытий строительных сооружений. Техническим результатом является повышение равнопористости, степени поризации, снижение плотности до 390 кг/м3, снижение коэффициента теплопроводности до 0,1 вт/мК, сохранение конструкционной прочности, а также повышение водостойкости, обеспечение оптимальной степени оформления изделия. В силикатной композиции для получения теплоизоляционного пеноматериала, включающей в качестве связующего жидкое стекло, огнеупорный наполнитель в виде полых микросфер, кремнийсодержащий агент отверждения, дополнительно содержится модифицирующий агент - смесь простых солей щелочных металлов и кислородсодержащих солей меди (II), а в качестве огнеупорного наполнителя - зольные микросферы при следующем соотношении компонентов, мас. %: модифицирующий агент 2-5, в том числе простые соли щелочных металлов 0,6-1,8, кислородсодержащие соли меди (II) 1,4-3,2, кремнийсодержащий агент отверждения 0,01-1,5, зольные микросферы 30-40, жидкое стекло - остальное. Причем в качестве кислородсодержащей соли меди (II) силикатная композиция может содержать сульфат меди (II), а в качестве простой соли щелочного металла - хлорид натрия при массовом соотношении 1:3 соответственно. Кроме того, она может содержать в качестве связующего жидкое стекло с плотностью 1,40-1,42 кг/м3. 2 з.п.ф-лы, 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение относится к строительным материалам и предназначено для получения теплоизоляционных вспененных материалов, которые могут быть использованы для огнезащиты конструкций в составе тепловых электростанций для изоляции котлов, паропроводов, для теплоизоляции перекрытий строительных сооружений, для внутренней отделки судовых помещений и пассажирских вагонов, для строительства овощехранилищ и холодильников, в несгораемых сейфах и пожаробезопасных лифтах.

Известна композиция для получения теплоизоляционного пеноматериала, включающая в качестве связующего жидкое стекло, в качестве огнеупорного наполнителя полые микросферы, выделенные из золы уноса (зольные микросферы) и оксиды, борат или карбонат цинка, и кремнеземистая пудра в качестве упрочняющих агентов (заявка Великобритании N 1550184, МПК C 04 B 43/00, публ. 1979 г.).

Наиболее близкой к заявляемой силикатной композиции является композиция, содержащая в качестве связующего жидкое стекло, в качестве огнеупорного наполнителя зольные микросферы и стеклянные микросферы, а также кремнефтористую соль щелочного металла в качестве агента отверждения (заявка РФ N 94001982 от 21.01.94 г., МПК C 04 В 28/24, публ. бюл. N 23, 1995 г.).

К недостаткам известной композиции относятся недостаточно высокие показатели равнопористости и степени поризации готового пеноматериала за счет проявления присутствующим в прототипе кремнефтористым натрием функции единственного сшивающего агента жесткого действия, а также недостаточно высокая эксплуатационная стойкость в плане сохранения химико-механических характеристик в условиях повышенной влажности.

Задачей, решаемой изобретением, является разработка рецептуры силикатной композиции для получения пеноматериала, характеризующегося повышенными показателями равнопористости и степени поризации, что обеспечивает расширение предела плотности до минимального уровня, водостойкости, а также химико-механическими показателями, чем это обеспечено в прототипе.

Новый технический результат, обеспечиваемый заявляемой композицией, заключается в повышении равнопористости и степени поризации пеноматериала, снижении плотности до 390 кг/м3 и коэффициента теплопроводности при сохранении термостойкости за счет сохранения температуры плавкости отвержденной композиции и конструкционной прочности за счет сохранения равномерности распределения единиц структуры отвержденной композиции.

Дополнительный технический результат заключается в повышении водостойкости и сохранения прочности при сжатии вспененного материала после выдержки в условиях повышенной влажности.

Дополнительный технический результат заключается и в обеспечении оптимальной степени оформления изделия из сырьевой композиции.

Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что, в известной композиции, содержащей в качестве связующего жидкое стекло, кремнийсодержащий отвердитель, полые микросферы в качестве огнеупорного наполнителя в соответствии с предлагаемой силикатной композицией в ее составе дополнительно содержится модифицирующий агент, в качестве которого содержится смесь простых солей щелочных металлов и кислородсодержащих солей меди (II), а также зольные микросферы в качестве огнеупорного наполнителя при следующем содержании ингредиентов, мас.%:

Модифицирующий агент - 2 - 5

Простые соли щелочных металлов - 0,6 - 1,8

Кислородсодержащие соли меди (II) - 1,4 - 3,2

Кремнийсодержащий отвердитель - 0,01 - 1,5

Полые зольные микросферы - 30 - 40

Жидкое стекло - Остальное

Кроме того, в качестве простой соли щелочного металла в предлагаемой композиции, содержится хлористый натрий, а в качестве кислородсодержащей соли меди (II) - сульфат меди при массовом соотношении 1:3 соответственно.

Кроме того, в качестве связующего содержится жидкое стекло с плотностью 1,40-1,42 кг/м3.

Сущность заявляемой композиции поясняется следующим образом.

Первоначально подготавливают порошкообразный наполнитель в виде полых зольных микросфер. Для этого отбирают фракцию целостных неповрежденных зольных микросфер не более 300 мкм и просушивают ее при нагревании до температуры не менее чем температура кипения воды. В результате этого значительная часть влаги удаляется. Затем порцию зольных микросфер в заявляемых пределах количественных соотношений вводят в минеральное связующее - жидкое стекло. Наличие излишнего количества влаги может негативно проявиться как фактор неупорядоченности пористой структуры пеноматериала. В силу этого обстоятельства и с учетом экспериментальных наблюдений показан выбор жидкого стекла с плотностью 1,40-1,42 кг/м3 для обеспечения оптимальной степени оформления изделия из сырьевой композиции. В этом случае оформление пеноматериала реализуется в рамках габаритных ограничений готовых изделий.

При выборе жидкого стекла с плотностью вышезаявляемого предела проявляется эффект недовспенивания композиции, заданный типоразмер изделия в этом случае не обеспечен в полной мере. С другой стороны, наличие жидкого стекла с плотностью нижезаявляемого предела значений обеспечивает несанкционированный выход сырьевой массы за границы объема формы через конструкционные зазоры.

Наличие кремнефтористого натрия в составе композиции предусмотрено, как и в прототипе, в качестве агента отверждения и структурообразования. Оптимальный эффект упорядоченности структуры и выравнивания скоростей отверждения и вспенивания достигается при включении указанного реактива в заявляемых пределах значений в предлагаемой композиции.

Введение модифицирующего агента, в состав которого входят кислородсодержащие соли как газообразующие реагенты, способствует повышению степени поризации готового пеноматериала при одновременном сохранении такой составляющей механической прочности, как конструкционная прочность, которая обеспечивает возможность функционирования готового пеноматериала в качестве ненесущих конструкционных элементов. Такой результат обеспечивается на фоне проявления эффекта расширения пределов жизнеспособности вспенивающейся композиции как за счет дополнительного включения модифицирующего агента сложного состава, проявляющего свойства коагулянта и инициирующего процесс структурообразования, так и за счет уменьшения содержания кремнефторида, характеризующегося способностью образования жестких связей между агломератами в среде вспенивающейся композиции. Кроме того, наличие простых солей щелочных металлов, особенно галогенидов, способствует также уравновешиванию скоростей вспенивания и отверждения. При этом эффект, выявляемый в присутствии одного кремнефтористого натрия в температурных условиях отверждения пеноматериала, характеризуется превышением скорости отверждения над скоростью вспенивания.

Экспериментально было показано, что введение кремнефтористого натрия в сочетании с простой солью щелочного металла сглаживает эффект быстрой сшивки макромолекул связующего за счет распределения процесса во времени, но при этом не обеспечивается степень поризации пеноматериала достаточная для снижения плотности в заявляемом диапазоне. Совместное введение кремнефтористого натрия с простой солью щелочного металла и дополнительно с кислородсодержащей солью меди (II) позволяет обеспечить достаточную степень поризации за счет обеспечения максимального участия газовой фазы во вспенивании частично сшитого геля, и, как следствие, снижение плотности пеноматериала до 390 кг/м3 с сохранением конструкционной прочности. При этом обеспечивается снижение коэффициента теплопроводности, что свидетельствует об улучшении теплоизоляционных свойств готового материала.

В предлагаемой композиции в качестве огнеупорного наполнителя содержатся только микросферы из золы уноса ТЭС в заявляемых пределах соотношений. Выбор наполнителя произведен на основе экспериментальных наблюдений, показывающих оптимальное содержание его, достаточное для обеспечения требуемых плотности и прочности в готовом материале.

Таким образом, при использовании в составе предлагаемой композиции зольных микросфер в качестве огнеупорного наполнителя, жидкого стекла в качестве связующего, кремнийсодержащего отвердителя, модифицирующего агента, выполняющего функцию коагулянта и расширяющего за счет этого ресурсы жизнеспособности и вязкости отверждающейся композиции, приводящие к более высокой степени поризации, в готовом материале обеспечивается более низкие плотность и коэффициент теплопроводности, повышенная водостойкость при одновременном сохранении конструкционной прочности и термостойкости.

Возможность промышленной реализации предлагаемой композиции подтверждается следующими примерами.

Пример 1.

Получают состав, выбирая в качестве кремнийсодержащего связующего водный раствор силиката натрия - жидкое натриевое стекло с плотностью 1,42 кг/м3. В порцию полых зольных микросфер вводят модифицирующий агент, предварительно растирая составляющие его соли до мелкодисперсного состояния, а также агент отверждения, и тщательно перемешивают на электрической мешалке 1-1,5 минуты. В качестве простой соли щелочного металла используется натрий хлористый, в качестве кислородсодержащей соли меди (II) - сульфат меди.

Подготовленную суспензию выливают в форму. Термообработку проводят до максимального удаления растворителя при температуре кипения воды, а затем при температуре 300 5oC, затем выключают нагрев и охлаждают образцы и подвергают их испытаниям.

В условиях примера 1 выполнены примеры 2 - 4. Пример 5 выполнен в условиях примера 1, но без модифицирующего агента, что приближает его к условиям прототипа. В примере 4 приведен оптимальный состав при соотношении 1:3 соответственно солей щелочного металла и меди.

Результаты испытаний и данные по составам сведены в таблицы 1, 2.

На основании приведенных данных можно заключить, что использование состава при оптимальном значении выбранных компонентов, позволяет сохранить термическую стойкость, конструкционную прочность, улучшить теплоизоляционные свойства и снизить массу готового материала по сравнению с прототипом. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Силикатная композиция для получения теплоизоляционного пеноматериала, содержащая в качестве связующего жидкое стекло, огнеупорный наполнитель в виде полых микросфер, кремнийсодержащий агент отверждения, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно модифицирующий агент - смесь простых солей щелочных металлов и кислородсодержащих солей меди (II), а в качестве огнеупорного наполнителя зольные микросферы при следующем содержании ингридиентов, мас.%:

Модифицирующий агент - 2 - 5

простые соли щелочных металлов - 0,6 - 1,8

кислородсодержащие соли меди (II) - 1,4 - 3,2

Кремнийсодержащий агент отверждения - 0,01 - 1,5

Зольные микросферы - 30-40

Жидкое стекло - Остальное

2. Силикатная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве кислородсодержащей соли меди (II) она содержит сульфат меди (II), а в качестве простой соли щелочного металла - хлорид натрия при массовом соотношении 1 : 3 соответственно.

3. Силикатная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве связующего она содержит жидкое стекло с плотностью 1,40 - 1,42 кг/м3.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru