Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала

Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала

Реферат

Изобретение относятся к производству теплоизоляционных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве промышленных и гражданских зданий.

Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала [1], состоящая из древесного заполнителя, связующего и воды. В качестве древесного заполнителя используют смесь из опилок, перфорированной стружки и древесной дробленки, а в качестве связующего - негашеную известь, при следующем соотношении компонентов, мас.%: древесный заполнитель - 22-26, негашеная известь - 27-31, вода - 47. Древесный заполнитель имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: опилки - 48, перфорированная стружка - 22-28, дробленка - 24-30. Материал имеет плотность 250-400 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,08-0,11 Вт/(м·°C), предел прочности на сжатие 0,8-1,0 МПа, усадку до 0,05% и время отверждения 1 сутки.

Недостатком этой сырьевой смеси является то, что она обладает достаточно высокой плотностью и высокой теплопроводностью.

Известна композиция для получения теплоизоляционного материала типа ваты [2], содержащая волокнистый компонент, антипирен и антисептик, в качестве волокнистого компонента использовано натуральное древесное волокно. Композиция теплоизоляционного материала содержит, мас.%: антипирен 10,5-11,5; антисептик 5,5-6,5; древесное волокно - остальное. Получаемый на основе композиции теплоизоляционный материал обладает низкой плотностью (35-40 кг/м³) и коэффициентом теплопроводности (0,04 Вт/(м·°C)).

Недостатком композиции является неравноплотность и усадка материала в процессе эксплуатации теплоизоляционного материала на ее основе, а также неуниверсальность применения для различных частей зданий и сооружений.

Известна пресс-композиция для изготовления теплоизоляционных материалов [3], включающая, наполнитель в виде древесного волокна, древесной стружки или измельченных частиц отходов однолетних растений, полифосфаты аммония, парафин и в качестве связующего - синтетическую смолу, причем в качестве синтетической смолы она содержит феноло- или карбамидоформальдегидную смолу.

Пресс-композиция имеет следующий количественный состав, мас.%:

смола синтетическая	23-31
полифосфаты аммония	24-37
парафин	2-3,5
наполнитель	остальное

Недостатками этого материала является высокая плотность (100-150 кг/м³) и теплопроводность (0,06-0,09 Вт/(м·°C)) материала, а также использование веществ с высоким классом опасности для человека (фенол или формальдегид).

Изобретение решает задачу разработки оптимального состава теплоизоляционного материала с использованием вторичного сырья, которая позволяет получить материал с низким коэффициентом теплопроводности, экологически безопасный и значительно снизить его себестоимость.

Технический результат заключается в разработке сырьевой смеси, позволяющей получить теплоизоляционный материал, низкой теплопроводности с использованием вторичного волокнистого сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что теплоизоляционный материал на основе сырьевой смеси, содержащей волокна древесины, связующее поливинилацетатный клей, дополнительно содержит отвердитель на основе толуилендиизоцианата, пенообразователь 0,1-0,4% водный раствор алкилбензосульфоната натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

волокнистый наполнитель	10-16
связующее поливинилацетатный клей	0,1-0,5
отвердитель на основе толуилендиизоцианата	0,01-0,02
пенообразователь 0,1-0,4% водный раствор
алкилбензосульфоната натрия	0,01-0,02
вода	83-89,88

В качестве волокнистого наполнителя используются волокна древесины, полученные путем механического размола щепы в дефибраторе; в качестве связующего применяется экологически чистый малоопасный поливинилацетатный клей (ПВА), содержание которого составляет 1-7% от количества волокнистого наполнителя в абсолютно сухом состоянии.

Для снижения плотности теплоизоляционного материала и придания ему пористой структуры проводится его вспенивание способом интенсивного диспергирования в водной среде композиций волокнистого наполнителя и связующего с использованием 0,1 до 0,4% водного раствора поверхностно-активного вещества (пенообразователя); для придания водостойкости используется отвердитель на основе толуилендиизоцианата в количестве 5% от количества связующего.

Теплоизоляционный материал, приготовленный на основе предлагаемой композиции, обладает следующими свойствами: средняя плотность 48…62 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,04…0,05 Вт/(м·°C), предел прочности при изгибе 0,1…0,3 МПа, прочность при 10% деформации 0,01…0,03 МПа.

Для получения сравнительных данных и обоснования сущности предлагаемого изобретения приведены примеры получения материала, представленные в таблице 1.

Пример 1. 10,50 мас.% древесного волокна, полученного при размоле в дефибраторе, загружают в смеситель и перемешивают. Вносится 89,37 мас.% воды, 0,10 мас.% связующего - поливинилацетатный клей 32%-ной концентрации, 0,02 мас.% пенообразователя (40% водный раствор алкилбензосульфоната натрия) и перемешивается. После достижения смесью требуемой консистенции к ней добавляют 0,01 мас.% отвердителя на основе толуилендиизоцианата. Готовую массу выливают в форму с сетчатым дном размерами 150×200×70 мм и высушивают до абсолютно сухого состояния при температуре 90°C и скорости сушильного агента 2 м/с в течение 22 часов. Затем высушенный блок материала извлекают из формы.

Пример 2. Операции производили аналогично примеру 1, при этом 15,95 мас.% загружают в смеситель, перемешивают, затем добавляют 83,57 мас.% воды, 0,48 мас.% связующего - поливинилацетатный клей 32%-ной концентрации, и 0,01 мас.% пенообразователя - 40% водный раствор алкилбензосульфоната натрия, 0,01 мас.% отвердителя на основе толуилендиизоцианата. Далее процесс ведут, как в примере 1.

Таблица 1
Ингредиенты, мас.%	Примеры
1	2
Волокнистый наполнитель в пересчете на сухое вещество	10,50	15,95
Связующее	0,10	0,48
Отвердитель	0,01	0,02
Вода	89,37	83,54
Пенообразователь	0,02	0,01

Физико-механические показатели полученных по примерам образцов (1-2) представлены в таблице 2, где также представлены аналогичные характеристики образов материала-аналога (пример 3).

Таблица 2
Свойства композиции	Примеры
1	2	3
Средняя плотность, кг/м3	49,14	60,49	100-150
Предел прочности при 10%-ной линейной деформации, МПа	0,01	0,02	-
Предел прочности при изгибе, МПа	0,12	0,1	0,9-2,4
Теплопроводность, Вт/(м·°С)	0,044	0,048	0,06-0,09

Представленные в таблице 2 показатели позволяют сделать вывод, что полученный материал по своим свойствам не уступает аналогам, а по значению коэффициента теплопроводности даже превосходит их.

Производство полученного теплоизоляционного материала более экологично, может базироваться на обширной сырьевой базе в виде отходов лесопильного производства в виде щепы. Это позволяет частично решить проблему использования вторичных ресурсов.

Источники информации

1. RU 93011579, МПК С04В 8/10, С04В 28/10, С04В 18:26, публ. 1995.

2. RU 2149148, МПК С04В 18/24, Е04В 1/78, публ. 2000.

3. RU 2148064, МПК C08L 97/02, С09К 3/00, С09К 21/12, публ. 2000.

Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала, содержащая волокна древесины, связующее поливинилацетатный клей, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отвердитель на основе толуилендиизоцианата, пенообразователь 0,1-0,4% водный раствор алкилбензосульфоната натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

волокнистый наполнитель	10-16
связующее поливинилацетатный клей	0,1-0,5
отвердитель на основе толуилендиизоцианата	0,01-0,02
пенообразователь 0,1-0,4% водный раствор
алкилбензосульфоната натрия	0,01-0,02
вода	83-89,88