Связующее для теплоизоляционных волокнистых изделий

Связующее для теплоизоляционных волокнистых изделий

Реферат

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/см3	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/см³ 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/м3	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	-

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/см3	68-92
смачиватель ОП-10
5%-ной концентрации	2-8
стирол-акриловая
эмульсия «Рузин-14Г»
45-50%-ной концентрации	6-24