ФУТЕРОВОЧНОЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ФУТЕРОВОЧНОЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ


RU (11) 2135434 (13) C1

(51) 6 C04B35/80, C04B14/38, B32B18/00, B28B1/52 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

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

(14) Дата публикации: 1999.08.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 98113595/03 
(22) Дата подачи заявки: 1998.07.20 
(45) Опубликовано: 1999.08.27 
(56) Аналоги изобретения: SU 740732 A, 15.06.80. SU 937429 A, 23.06.82. RU 2057095 C1, 27.03.96. RU 2104252 С1, 10.02.98. RU 94015567 А1, 20.10.95. FR 2557829 А1, 12.07.85. GB 1233849 A, 03.06.71. 
(71) Имя заявителя: Предприятие "СУРГУТГАЗПРОМ" 
(72) Имя изобретателя: Бегляров Э.М.; Иванов И.А.; Матросов В.И.; Забазнов А.И.; Першин В.А.; Аршин В.П. 
(73) Имя патентообладателя: Предприятие "СУРГУТГАЗПРОМ" 
(98) Адрес для переписки: 143390, Московская обл., Нарофоминский р-н, пос.Кокошкино, ул.Дзержинского, д.2, кв.45, Беглярову Э.М. 

(54) ФУТЕРОВОЧНОЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЕ ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 

Футеровочное теплоизоляционное изделие и способ его изготовления относятся к области производства стройматериалов, в частности теплоизоляционных изделий на основе огнеупорных волокон. В слоистом теплоизоляционном изделии, содержащем огнезащитно-упрочняющий слой и теплоизоляционный слой, сырьевая смесь для огнезащитно-упрочняющего слоя содержит, мас.%: высокотемпературное волокно 45-54,7; огнеупорная глина 35-49,6; поливинилацетатная дисперсия 3-5; полиакриламид 0,3-0,4, а сырьевая смесь для теплоизоляционного слоя содержит мас.%: высокотемпературное волокно 56-65; огнеупорная глина 30-34,8; поливинилацетатная дисперсия 6-9; полиакриламид 0,1-0,2. Способ изготовления слоистого теплоизоляционного изделия включает приготовление сырьевых смесей в виде волокнистой суспензии при жидкотвердом отношении 3:2 - 8:3 для теплоизоляционного слоя и при жидкотвердом отношении 10:3-14:3 для огнезащитно-упрочняющего слоя, послойное формование и термообработку, причем сначала формуют теплоизоляционный слой с подпрессовкой при давлении 0,01-0,05 МПа, а затем формуют огнезащитно-упрочняющий слой. Достигаемый технический результат: повышение надежности эксплуатационных свойств изделий и улучшение качества их поверхности. 2 с.п.ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое изобретение относится к области производства стройматериалов, в частности, теплоизоляционных изделий на основе огнеупорных волокон.

Известны теплоизоляционные материалы на основе минеральной ваты и фенолформальдегидной смолы, вводимой в количестве 2-6% по массе /В.Н.Вельсовский, Минераловатные утеплители. М., Стройиздат, 1963 г./. Для изготовления этих изделий смолу вводят в минеральную вату в процессе волокнообразования путем распыления водного раствора связующего. Недостатком этих изделий является низкая температура (до 200oC) их применения.

Недостатком способа их получения являются большие потери связующего при распылении.

Известны также теплоизоляционные футеровочные волокнистые изделия сложной конфигурации и способ их изготовления /Авторское свидетельство СССР N 937429, кл. C 04 B 43/02, 1980 г.). Изделия используют для футеровки длинномерных печей при 1250oC.

В число компонентов для изготовления этих изделий входит огнеупорное высокоглиноземистое волокно, огнеупорное глиняное связующее и полиакриламид. Способ изготовления теплоизоляционных футеровочных волокнистых изделий включает в себя приготовление гидромассы, обезвоживание, формование путем последовательного чередования дозированной укладки и уплотнения гидромассы и термообработку, причем гидромассу готовят при твердожидком отношении 1:8 - 1:4, обезвоживание производят до твердожидкого отношения 1:3-1:1, а уплотняют гидромассу при удельном давлении 0,4-1,0 кгс/см2.

Недостатком указанного способа является его значительная трудоемкость.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является слоистое теплоизоляционное изделие (Авторское свидетельство СССР N 740732, кл. C 04 B 43/00, 1978 г. ), имеющее огнезащитно-армирующий слой следующего состава, вес.%:

Стеклянное волокно - 3,2-17,7

Алюмохромфосфатная связка - 22,7-37,3

Каолин или серпентин - 40-73,8

Поливинилацетатная эмульсия - 0,3-5,0

и теплоизоляционный слой следующего состава, вес.%:

Вспученный перлитовый песок - 48-66

Алюмохромфосфатная связка - 34-52

Недостатком слоистых изделий является их низкая термостойкость - число выдерживаемых теплосмен (знакопеременных нагревов).

Способ изготовления слоистых изделий заключается в следующем. Для изготовления огнезащитно-армирующего слоя стеклянное волокно в количестве 17,7% по массе смачивают поливинилацетатной эмульсией 50%-ной концентрации в количестве 5%, затем 37,3% алюмохромфосфатной связки 50%-ной концентрации смешивают с 40% каолина и наносят на стекловолокно. Для изготовления теплоизоляционного слоя 66% вспученного перлитового песка перемешивают с 34% алюмохромфосфатной связки 50%-ной концентрации. При изготовлении изделия в форму укладывают огнезащитно-армирующий слой, затем засыпают теплоизоляционный слой и сверху укладывают второй огнезащитно-армирующий слой.

Недостатком известного способа является низкое качество внутренней поверхности формуемых изделий.

Цель изобретения - повышение надежности эксплуатационных свойств изделий и улучшение качества их поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что в слоистом теплоизоляционном изделии, содержащем огнезащитно-упрочняющий слой из сырьевой смеси, включающей высокотемпературное волокно, высокотемпературное связующее и поливинилацетатную дисперсию, и теплоизоляционный слой из сырьевой смеси, включающей высокотемпературное связующее и заполнитель, сырьевая смесь для огнезащитно-упрочняющего слоя содержит в качестве связующего огнеупорную глину и дополнительно полиакриламид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокотемпературное волокно - 45-54,7

Огнеупорная глина - 35-49,6

Поливинилацетатная дисперсия - 3-5

Полиакриламид - 0,3 - 0,4

а сырьевая смесь для теплоизоляционного слоя содержит в качестве связующего огнеупорную глину, в качестве заполнителя - высокотемпературное волокно и дополнительно поливинилацетатную дисперсию и полиакриламид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокотемпературное волокно - 56-65

Огнеупорная глина - 30-34,8

Поливинилацетатная дисперсия - 6-9

Полиакриламид - 0,1-0,2

Способ изготовления слоистого теплоизоляционного изделия включает приготовление сырьевых смесей в виде волокнистой суспензии при жидкотвердом отношении 3:2 - 8:3 для теплоизоляционного слоя и при жидкотвердом отношении 10: 3-14:3 для огнезащитно-упрочняющего слоя, послойное формование и термообработку, причем сначала формуют теплоизоляционный слой с подпрессовкой при давлении 0,01-0,05 МПа, а затем формуют огнеупорно-упрочняющий слой.

Содержание высокотемпературного волокна более 54,7% в огнеупорно-упрочняющем слое и более 65% в теплоизоляционном слое снижает качество поверхности слоистого изделия, приводя к рыхлости поверхности и образованию выбоин.

Содержание высокотемпературного волокна менее 45% в огнеупорно-упрочняющем слое и менее 56% в теплоизоляционном слое снижает термостойкость изделия.

Использование связующей композиции на основе высокопластичной глиняной дисперсии и ПВА-дисперсии обеспечивает возможность получения высококачественных изделий. При содержании огнеупорной глины более 49,6% в огнезащитно-упрочняющем слое и более 34,8% в теплоизоляционном слое ухудшается коэффициент теплопроводности изделия. При содержании глины менее 35% в огнезащитно-упрочняющем слое и менее 30% в теплоизоляционном слое ухудшается качество внутренней поверхности изделия сложной конфигурации.

При содержании поливинилацетатной (ПВА) дисперсии менее 3% в огнезащитно-упрочняющем слое и менее 6% в теплоизоляционном слое поверхность изделия становится рыхлой и неоднородной. Содержание ПВА - дисперсии более 5% в огнезащитно-упрочняющем слое и более 9% в теплоизоляционном слое экономически нецелесообразно.

При содержании коагулянта связующего - полиакриламида менее 0,3% в огнезащитно-упрочняющем слое и менее 0,1% в теплоизоляционном слое снижается эффективность его действия, а содержание полиакриламида более 0,4% в огнезащитно-упрочняющем слое и более 0,2% в теплоизоляционном слое экономически нецелесообразно.

При жидкотвердом отношении более 8:3 для теплоизоляционного слоя и более 14: 3 для огнезащитно-упрочняющего слоя значительно увеличивается усадка изделий при сушке и их отклонение от заданной геометрии. При жидкотвердом отношении менее 3: 2 для теплоизоляционного слоя и менее 10:3 для огнезащитно-упрочняющего слоя ухудшается качество поверхности изделий, появляются выбоины, неоднородности, особенно в случае изделий сложной конфигурации.

Первоначальное формование теплоизоляционного слоя с последующим формованием огнезащитно-упрочняющего слоя обеспечивает возможность получения формоустойчивых изделий с заданной геометрией и качественной поверхностью. Указанная последовательность формования слоев становится особенно значимой при изготовлении теплоизоляционных футеровочных волокнистых изделий сложной конфигурации.

При давлении подпрессовки менее 0,01 МПа ухудшается стереорегулярность структуры слоистых изделий, а при давлении подпрессовки более 0,05 МПа увеличивается коэффициент теплопроводности, что нежелательно.

Толщина теплоизоляционного слоя может колебаться в пределах от 20 до 80% толщины всего слоистого изделия.

Для снижения объемной массы изделий целесообразно использовать легкие неорганические наполнители, в частности вспученный перлитовый песок в количестве 10-40% от массы высокотемпературного волокна как в теплоизоляционном, так и в огнезащитно-упрочняющем слоях.

Пример осуществления предлагаемого технического решения

Исходные дозированные сырьевые компоненты: распушенное муллитокремнеземистое волокно, пластичную огнеупорную глину в виде 20%-ной водной дисперсии, поливинилацетатную эмульсию в виде 50%-ной водной дисперсии и воду загружают в электромешалку и перемешивают в течение 8 минут при скорости вращения рабочего вала 40 об/мин. В полученную гомогенную смесь за 25 секунд до окончания перемешивания добавляют водный раствор полиакриламида. При этом жидкотвердое отношение доводят до 7:3 и приготовленную сырьевую смесь заливают в специальную форму. После подпрессовки теплоизоляционного слоя при давлении 0,03 МПа приступают к формованию огнезащитно-упрочняющего слоя. Для этого аналогично готовят сырьевую смесь из муллитокремнеземистого волокна, глиняной дисперсии, ПВА - дисперсии и полиакриламида, доводят ее до жидкотвердого отношения 11:3 и заливают эту смесь на теплоизоляционный слой в форму.

Дозирование исходных компонентов производят таким образом, чтобы их содержание в готовом изделии составляло:

для теплоизоляционного слоя, мас.%:

Муллитокремнеземистое волокно - 60

Пластичная глина - 31

ПВА-дисперсия - 8,9

Полиакриламид - 0,1

для огнезащитно-упрочняющего слоя, мас.%:

Муллитокремнеземистое волокно - 48

Пластичная глина - 47

ПВА-дисперсия - 47

Полиакриламид - 0,3

Свежесформованное слоистое изделие сушат при температуре 140oC до нулевой влажности. Толщина теплоизоляционного слоя составила 55% от толщины всего изделия.

Технико-экономический эффект от использования данного технического решения достигается за счет обеспечения возможности получения теплоизоляционных волокнистых изделий со стереорегулярной структурой и повышения надежности их эксплуатационных свойств. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Слоистое теплоизоляционное изделие, содержащее огнезащитно-упрочняющий слой из сырьевой смеси, включающей высокотемпературное волокно, высокотемпературное связующее и поливинилацетатную дисперсию, и теплоизоляционный слой из сырьевой смеси, включающей высокотемпературное связующее и заполнитель, отличающееся тем, что сырьевая смесь для огнезащитно-упрочняющего слоя содержит в качестве связующего огнеупорную глину и дополнительно полиакриламид, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокотемпературное волокно - 45-54,7

Огнеупорная глина - 35-49,6

Поливинилацетатная дисперсия - 3-5

Полиакриламид - 0,3-0,4

a сырьевая смесь для теплоизоляционного слоя содержит в качестве связующего огнеупорную глину, в качестве заполнителя - высокотемпературное волокно и дополнительно поливинилацетатную дисперсию и полиакриламид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Высокотемпературное волокно - 56-65

Огнеупорная глина - 30-34,8

Поливинилацетатная дисперсия - 6-9

Полиакриламид - 0,1-0,2

2. Способ изготовления слоистого теплоизоляционного изделия по п.1, включающий приготовление сырьевых смесей в виде волокнистой суспензии при жидкотвердом отношении 3:2-8:3 для теплоизоляционного слоя и при жидкотвердом отношении 10:3-14:3 для огнезащитно-упрочняющего слоя, послойное формование и термообработку, причем сначала формуют теплоизоляционный слой с подпрессовкой при давлении 0,01-0,05 МПа, а затем формуют огнеупорно-упрочняющий слой.