СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ

СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ


RU (11) 2304565 (13) C1

(51) МПК
C04B 28/26 (2006.01)
B28B 1/52 (2006.01)
C04B 35/80 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.08.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2006100341/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.01.13 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.01.13 
(45) Опубликовано: 2007.08.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2003100727 А, 20.07.2004. RU 2184126 C2, 27.06.2002. RU 2084481 C1, 20.07.1997. RU 2070871 C1, 27.12.1996. RU 2135434 C1, 27.08.1999. DE 3346180 A, 29.08.1985. GB 2152432 A, 07.08.1985. 
(72) Имя изобретателя: Красный Борис Лазаревич (RU); Тарасовский Вадим Павлович (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Закрытое Акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 142171, Московская обл., г. Щербинка, ул. Южная, 17, ЗАО НТЦ "Бакор" 

(54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ ВОЛОКНИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области производства стройматериалов, в частности теплоизоляционных изделий на основе огнеупорных волокон. Связующее для теплоизоляционных волокнистых изделий содержит, мас.%: жидкое стекло с плотностью 1,36-1,45 г/см 3 68-92, смачиватель ОП-10 5%-ной концентрации 2-8, стирол-акриловая эмульсия «Рузин-14Г» 45-50%-ной концентрации 6-24. Технический результат: повышение качества связующего для получения теплоизоляционных изделий с повышенными эксплуатационными характеристиками. 2 табл.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области производства стройматериалов, в частности теплоизоляционных изделий на основе огнеупорных волокон для футеровки различных тепловых агрегатов.
Известны составы связующего для получения теплозащитного материала, компоненты которого содержат кремнезем в виде геля (SU 1231038, 1984; SU 1564147, 1990).
Недостатком таких связующих является их высокая вязкость и низкая адгезионная способность, что приводит к их высокому содержанию и повышению теплопроводности волокнистой основы теплоизоляционных волокнистых изделий.
Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является сырьевая смесь для изготовления тепло- и огнезащитных минераловолокнистых изделий, содержащая в качестве связующего силикат натрия, смачиватель - поверхностно-активное вещество ОП-10, отвердитель и ускоритель - смесь сернокислого алюминия и кремнефторида натрия, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
Силикат натрия 15-30 
Смесь сернокислого алюминия 
и кремнефторида натрия 0,7-1,5 
Минеральная вата 55-70 
Поверхностно-активное 
вещество ОП-10 0,1-02 
Гидрофобизатор (эмульсия 
реакционноспособного полисилоксана 
в воде с содержанием 
полисилоксана 60% мас.) 0,3 
Вода остальное 

Заявка RU 2003100727A, кл. С04В 28/26 от 08.01.2003 г. Опубл. в бюл. №20, 2004 г.
Недостатком известного связующего является содержание кислотообразующих компонентов, которые при термическом воздействии в присутствии влаги приводят к образованию кислоты и разрушению вытяжных устройств, а повышенное содержание силиката натрия оказывает охрупчивающее действие на волокнистую структуру в теплоизолирующих изделиях и не исключает выделение волокнистой пыли от деформационных нагрузок при нормальных температурах эксплуатации.
Цель изобретения - повышение качества связующего для получения изделий с повышенными эксплуатационными характеристиками.
Поставленная цель достигается тем, что связующее дополнительно содержит эмульсию стирол-акриловую «Рузин-14Г» 45-50%-ной концентрации, жидкое стекло с плотностью 1,36-1,45 г/см3, смачиватель ОП-10 5%-ной концентрации, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло с плотностью 
1,36-1,45 г/см 3 68-92 
Смачиватель ОП-10 5% концентрации 2-8 
Стирол-акриловая эмульсия «Рузин-14Г» 
45-50%-ной концентрации 6-24 

При повышенных температурах 150°С (при теплоизоляции нагревательных приборов и механизмов или при пожаре) происходит реакция взаимодействия жидкого стекла с компонентами волокнистого теплоизоляционного материала. При общей пористости композиций в пределах 70-80% содержание 68% жидкого стекла с плотностью 1,36-1,45 г/см 3 не обеспечивает прочностных характеристик композиции и связи между отдельными волокнами, а при содержании выше 92% жидкого стекла увеличивается хрупкость теплоизоляции и объемный вес, что приводит к повышению теплопроводности.
Использование связующей композиции с содержанием 2% смачивателя ОП-10 5%-ной концентрации не обеспечивает равномерности распределения компонентов связующего по волокнистой структуре, а более 8% экономически нецелесообразно. Кроме того, в установленных концентрационных интервалах содержания смачивателя ОП-10 сохраняется жизнеспособность связующего в течение 6 месяцев без потери функционального назначения.
Использование связующего с содержанием 6% стирол-акриловой эмульсии «Рузин-14Г» 45-50%-ной концентрации не обеспечивает равномерного объемного и поверхностного ламинирования пленкой после высушивания, что приводит к снижению сопротивления сдвиговым нагрузкам и, как следствие, ухудшению экологической безопасности при отрыве фрагментов от общей массы. Использование связующего при содержании стирол-акриловой эмульсии выше 24% приводит к ее высаливанию после сушки.
Пример осуществления предлагаемого технического решения.
Исходные дозированные сырьевые компоненты, выпускаемые промышленностью: стекло натриевое жидкое (ГОСТ 13078-81), эмульсия стирол-акриловая «Рузин-14Г» (ТУ 2241-003-50685635-2000), смачиватель ОП-10 (ГОСТ 8433-81).
В соответствии с рецептурой процесс приготовления связующего осуществляют в следующей последовательности. В смеситель с числом оборотов не более 30 об/мин подают стирол-акриловую эмульсию под торговой маркой «Рузин-14Г», и при постоянном перемешивании вводят раствор смачивателя ОП-10 и гомогенизируют смесь в течение 10 мин. В смеситель для приготовления связующего подают жидкое стекло, и при постоянном перемешивании вводят полученную смесь органических компонентов и при экспозиции 10-15 мин доводят до гомогенного раствора. Готовое связующее выгружают из смесителя и хранят в герметичной таре в соответствии с ТУ 2145-083-11773998-2005 на органосиликатное связующее марки ОСС-15Р для волокнистых теплоизоляционных материалов.
В таблице 1 представлены составы связующих.
Предложенное связующее было реализовано для изготовления теплоизоляционных изделий на основе базальтового волокна, соответствующего ТУ УВ.2.7.88023.025-96, характеристики которого в сравнении с прототипом представлены в таблице 2.
Сравнительные эксплуатационные характеристики теплоизоляционных изделий показывают, что предложенное связующее позволяет реализовать повышенные технические характеристики по сравнению с прототипом, а санитарно-гигиенические заключения на органические компоненты позволяют их использовать в промышленных масштабах без нарушения экологии окружающей среды.
Таблица 1 
Связующее Содержание компонентов в связующем, мас.% 
Стекло ОП-10 5%-ной концентрации Стирол-акриловая эмульсия «Рузин 14Г» 45-50%-ной концентрации 
Состав 1 68 8 24 
Состав 2 80 5 15 
Состав 3 92 2 6 

Таблица 2 
Характеристика Предложенные составы Прототип 
1 2 3 
Содержание связки в сырьевой смеси, % 5-10 5-10 5-10 30-45 
Содержание волокна в сырьевой смеси, % 90-95 90-95 90-95 55-70 
Объемная масса изделий, кг/м 3 154 165 176 136-176 
Сжимаемость, % 25-27 18-20 12-14 4-5 
Выделение волокнистой пыли нет нет нет да 
Выделение корродирующих компонентов, SO2, F нет нет нет да 
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) 
25°С 0,04 0,043 0,045 0,023-0,039 
600°С 0,12 0,13 0,16 - 
Термостойкость при циклах 900°С - воздух 50 45 32 - 




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Связующее для теплоизоляционных волокнистых изделий, содержащее жидкое стекло и смачиватель ОП-10, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит эмульсию стирол-акриловую «Рузин-14Г» 45-50%-ной концентрации, жидкое стекло использовано с плотностью 1,36-1,45 г/см3, а смачиватель ОП-10 - 5%-ной концентрации при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жидкое стекло с плотностью 
1,36-1,45 г/см 3 68-92 
смачиватель ОП-10 
5%-ной концентрации 2-8 
стирол-акриловая 
эмульсия «Рузин-14Г» 
45-50%-ной концентрации 6-24