Волокнистый теплоизоляционный материал

Волокнистый теплоизоляционный материал

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()956686 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 240381 (21) 3266283/29-12 с присоединением заявки N (23) Приоритет 1 М К з

0 21 Н 5/18

Государственный комитет

СССР

В0 делам изобретений и открытий

Опубликовано 070982. Бюллетень Йо 33 (531 УДК676. 49 (088. 8) Дата опубликования описания 070982

В.Е.Гурьянов, М.В.Фролов, И.С.Ковернинская"., .Л.Никулина, А.Ф.Тарасов, Т.С.Тимощук, П.A.Åâñååâ,.-М.С.Асланова, B.И.Волков и H.B..Xo aa

Ъ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВОЛОКНИСТЫЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ

МАТЕРИАЛ

Изобретение относится к производству волокнистого бумагоподобного теплоизоляционного материала, ссдержащего минеральное волокно и целлюлозу, который может быть изготовлен на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности и предназначен для многоразового использования в качестве высокотемпературной теплоизоляции различных деталей и оборудования, эксплуатируемых при теМпературах до 1200 С.

Известен изоляционный бумажный материал, содержащий, мас.%:

Штапельное базальтовое волокно 70-95

Связующее-асбест 5-30 (1 ).

Однако такой материал пригоден для эксплуатации лишь при температурах, не превышающих 700ОС, и имеет низкую прочность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является волокнистый теплоизоляционный материал, содержащий минеральное волокно и целлюлоэное волокно. Такой материал в качестве минерального волокна содержит базальтовое волокно с содержанием двуокиси кремния 40-65%„.-длиной 86-120 дг и диаметром не более

0,6 мкм, а в качестве целлюлозного волокна — хвойную небеленук целлю- лозу с длиной волокна 40-55 дг приследующем соотношении компонентов, мас.%:

Базальтовое волокно 75-95

Целлюлозное волокно 5-25 (21.

Однако использование такого материала при температуре выше 700 С о ведет к уплотнению, увеличению об ьемной массы вследствие усадки, охрупчиванию, снижению прочности бааальтовых волокон, что связано с их кристаллизацией.

Цель изобретения — улучшение теплофизических свойств материала.

Поставленная цель достигается тем, что волокнистый теплоиэоляционный материал, содер>хащйй минеральное и целлюлозное волокно, дополнительно содержит в качестве минерального вслокна кремнеземное или кварцевое стекловолокно диаметром 0,53,0 мкм и содержанием двуокиси кремния 99,0-99,9%, à в качестве целлюлозного волокна лиственную беленую целлюлозу нри следующем соотношении компонентов, мас.%:, 956686

ПРедлагаежгй материал

Термостойкость, С

Коэффициент теплопроводности, Вт/м, К при 760 мм ртутного столба при температуре — 196oC

+20oC

700 С 1200оС

-186О C

+400оC

-196 С

+600о С

1200

0,066 0,116

0,067 0,118

По примеру 1

По примеру 2

0,0009

0,0063

0,0106

0,0107

1200

0,00091 0,0064

Кварцевое или кремнеземное стекловолокно 96-99

Лиственная беленая целлюлоза 1-4

Используемое в предлагаемом материале кварцевое или кремнеземное волокно представляет собой смесь отдельных волокон различного диаметра, значения которого в каждом опыте составляют от 0,5 до 3 мкм.

Увеличение диаметра волокон свыше 3 мкм ведет к повышению коэффициента теплопроводности, а снижение диаметра менее 0,5 мкм — к повышению стоимости волокна без существенного снижения теплопроводности °

Эффект повышенйя температуры эксплуатации достигается за счет применения стекловолокна указанного диаметра с высоким содержанием окиси креглния, что увеличивает температуру ® плавления волокна и соответственно ,температуРу эксплуатации до 1200 С.

Препятствием к использованию стекловолокон s качестве термостойкого изоляционного материала, в том числе и волокон с высоким содержанием окиси кремния, является кристаллизация стекла с соответствующим снижением прочности стекловолокон. Центрами кристаллизации являются посторонние 30 примеси, которые могут вноситься вместе со связующими веществами. Сочетанием стекловолокна с содержанием двуокиси кремния более 99,0Ъ и беленой лиственной целлюлозы, добавляе-35 мой в минеральном количестве, дости.гается высокая термостойкость и одновременно увеличивается срок службы теплоизоляционного материала.

Обычно в качестве связующего ис- 4О пользуют хвойную небеленую целлюлозу, имеющую высокие показатели прочности.

Однако в материалах с большим содержанием стекловолокна большую роль играет не прочность целлюлозных волокон, а площадь и количество межво-. локонных связей. Число волокон в

1 r лиственной целлюлозы в 3-8 раз больше, чем в 1 r хвойной. Это позволяет при меньшем расходе лиственной целлюлозы получить материал с той же прочностью. Добавка беленой лиственной целлюлозы в количестве до 4Ъ к массе волокон не оказывает практически отрицательного влияния на устойчивость к многократному нагреву.

Пример 1 ° Кремнеэемное волокно с содержанием двуокиси кремйня

99,0Ъ и диаметром 0,5-3,0 мкм диспергируют в дистиллированной воде при концентрации 0,4Ъ. Приготовленную дисперсию смешивают с массой из лиственной целлюлозы, полученной иэ смеси осиновой и березовой древесины и имеющей степень помола 80 ШР, при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Кремнеземное . волокно 96

Лиственная целлюлоза 4

После перемешивания отливают лист теплоизоляционного материала толщиной 5,0 мм, затем определяют показатели теплофизических свойств из полученного материала. Результаты испытаний приведены в таблице, Пример 2. Кварцевое волокно с содержанием двуокиси кремния 99,9Ъ и диаметром 0,5-3,0 мкм диспергируют в дистйллированной воде и смешивают с лиственной целлюлозой, полученной из березовой древесины, размолотой аналогично примеру 1. Целлюлозу предварительно размалывают до

97 ШР. Смешение производят при соотношении компонентов, мас.Ъ:

Кварцевое волокно 99

Лиственная целлюлоза 1

Далее отливают лист и испытывают аналогично примеру 1. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 3. Из смеси кремнеземного волокна с содержанием двуокиси кремния 99,6Ъ и диаметром 0,5-3,0 мкм лиственной целлюлозы, полученной иэ осиновой древесины, размолотой до

90 ШР, готовят волокнистый лист и испытывают аналогично примеру 1. Результаты испытаний приведены в таб-. лице.

В таблице приведены также результаты испытаний теплоиэоляционного материала, полученного по прототипу (примеры 1 и 2), в вакууме при граничных температурах

956686

Продолжение таблицы

f 1

Коэффициент теплопроводности, Вт/м, о Х

Предла гаемый материал

Термостой,ОС при 760 мм ртутного столба при температуре в вакууме при граничных температурах

l 186оС

+400оС

-196o C.

+600ОС

-196ОС

+20оС

700оС 1200оС

0,0106

0,0145

0,0144

0,00088 0,0062

0,00093 0,0081

0,066 0,117

По примеру 3 1200

Известный (1) 700

По прототипу (2) 700

0,070

0,071

Ою00091 Ою0080 сырьевую базу, но и снизить стоимость материала.

25, Формула изобретения

Составитель О.Маслаченко

Техред С. Мигунова Корректор ««.Король

Редактор И. Касарда

Заказ 6536/11 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4 )Пр««« 1200 С коэффициент теплопроводн

/ происходит разрушение материала. ,.!

Из результатов, представленных в таблице видно, что термостойкость предлагаемого материала значительно выше, а коэффициент теплопрозодности во всем диапазоне температур и при испытании в вакууме значительно ниже аналогичных показателей известного материала (по прототипу). ЗО

При температуре свыше 1000оС известный материал разрушается, в то время как предлагаемый материал сохраняет теплоизоляционные свойства вплоть до 1200ОС.

Данные испытаний свидетельствуют о преимуществе комплекса теплофизических свойств предлагаемого волокнистого теплоизоляционного материала, что позволяет существенно снизить вес теплоизоляционного материала и 40 повысить параметры теплофиэических процессов.

Учитывая, что.предлагаемый материал может быть изготовлен из кремнеэемных и кварцевых волокон с со- 4S держанием двуокиси кремния 99,0%, . стоимость его значительно ниже, чем стекловолокна из чистого кварца (например горного хрусталя). Это позволяет не.только существенно расширить 50 ости определить невозможно, так как

Волокнистый теплоиэоляционный ма териал, содержащий минеральное и целлюлозное волокно, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучше- . ния теплофизических свойств материала, он содержит в качестве минерального волокна кварцевое или кремнеземное стекловолокно диаметром 0,5-3 мкм и содержанием двуокиси кремния 99,0»

99,9%, а в качестве целлюлозного волокна лиственную беленую целлюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.Ъг

Кварцевое или кремнеэемное .стекловолокно 96-99

Лиственная беленая целлюлоза 1-4

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 617510, кл. 0 21 H 5/18, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 703614, кл. Р 21 Н 5/18, 1978 (прототип).