Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного строительного материала

(51)04 28/26// НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Шаповалов Виктор Михайлович Злотников Игорь Иванович Лапшина Елена Михайловна Сейбель Олег Иванович Удинцев Сергей Лазаревич Фалинская Ирина Николаевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного строительного материала, содержащая волокнистый наполнитель, жидкое стекло, термореактивную смолу и стабилизатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве термореактивной смолы водорастворимую фенолоформальдегидную смолу, в качестве стабилизатора - гидроксид натрия и дополнительно содержит воду при следующем соотношении компонентов,мас.ч. волокнистый наполнитель 100 жидкое стекло 8-14 водорастворимая фенолоформальдегидная смола 17-36 гидроксид натрия 1,0-2,2 вода 60-90. Изобретение относится к теплоизоляционным строительным материалам и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве, а также в теплоэнергетике в качестве тепловой изоляции. Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала, содержащая, мас.ч полиакрилонитрильное волокно 100, жидкое стекло (по сухому остатку) 16-50,мел 5-20 и воду 30-70 1. Недостатком материала являются низкие механическая прочность и влагостойкость. 8226 1 2006.06.30 Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала, включающая, мас.ч волокнистый наполнитель 100, жидкое стекло (по сухому остатку) 22-52, воду 40-70, фосфогипс 3-18, , - метафенилендималеимид 1,5-3,2, окись цинка 1,4-5,3 и кремниевую кислоту 1,2-2,4 2. Недостатком материала является сложность его изготовления и дефицитность компонентов, что приводит к высокой стоимости материала, а также высокая плотность материала. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного строительного материала, содержащая, мас.ч волокнистый наполнитель - отходы переработки льна 100, жидкое стекло 60-70, термореактивную смолу - эпоксидную диановую смолу 1,5-2,8 и стабилизатор углекислый натрий 0,3-0,8 3. Недостатком материала являются высокая плотность, низкие теплоизоляционные свойства и высокое водопоглощение, что приводит к снижению механической прочности при эксплуатации во влажных условиях. Задача изобретения - снижение плотности, теплопроводности и водопоглощения. Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного строительного материала, содержащая волокнистый наполнитель, жидкое стекло, термореактивную смолу и стабилизатор, согласно изобретению, содержит в качестве термореактивной смолы водорастворимую фенолоформальдегидную смолу, в качестве стабилизатора - гидроксид натрия и дополнительно содержит воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч. волокнистый наполнитель 100 жидкое стекло 8-14 водорастворимая фенолоформальдегидная смола 17-36 гидроксид натрия 1,0-2,2 вода 60-90. Сущность изобретения заключается в следующем. Фенолоформальдегидная смола является традиционным связующим, использующимся для изготовления композиционных материалов различного назначения, в том числе и теплоизоляционные. Однако при использовании чистой фенолоформальдегидной смолы изделия получаются с недостаточной механической прочностью, что требует увеличения количества смолы, а это приводит к повышению плотности и теплопроводности. Модифицирование фенолоформальдегидной смолы жидким стеклом приводит к увеличению механической прочности, что позволяет уменьшить расход связующего и снизить плотность материала, а также повысить его водостойкость. Однако при непосредственном совмещении фенолоформальдегидной смолы и жидкого стекла удается получить стабильные растворы только низкой концентрации(менее 5 ). При более высоких концентрациях наблюдается расслоение растворов и даже коагуляция жидкого стекла свободным фенолом, содержащимся в фенолоформальдегидных смолах (до 8 в зависимости от марок). Для связывания свободного фенола, согласно изобретению, применяется гидроксид натрия, который переводит свободный фенол в фенолят натрия. В качестве волокнистого наполнителя могут использоваться минеральные,стеклянные, базальтовые, а также синтетические и природные волокна. При содержании в смеси фенолоформальдегидной смолы менее 17 мас.ч снижается механическая прочность материала, а содержание более 36 мас.ч приводит к резкому увеличению плотности и теплопроводности материала. При содержании жидкого стекла менее 8 мас.ч. материал получается с низкими механической прочностью и водостойкостью,а при содержании более 14 мас.ч получаются недостаточно стабильные растворы связующего и возрастает плотность материала. При содержании гидроксида натрия менее 1,0 мас.ч не удается получить раствор комбинированного связующего, сохраняющего длительное время стабильность, а содержание гидроксида натрия более 2,2 мас.ч. приводит к снижению водостойкости. Содержание воды в сырьевой смеси в количестве 60-90 мас.ч позволяет обеспечить оптимальную вязкость связующего. 2 8226 1 2006.06.30 Сырьевую смесь для изготовления теплоизоляционного строительного материала получают следующим образом. В отмеренном количестве воды растворяют гидроксид натрия. В полученный раствор вводят стандартный раствор водорастворимой фенолоформальдегидной смолы, тщательно перемешивают и выдерживают в течение 10-15 мин. В последнюю очередь в полученную смесь вводят при непрерывном перемешивании стандартный раствор жидкого стекла. Полученное связующее методом пневмораспыления наносят на выложенный тонким слоем волокнистый наполнитель, добиваясь его равномерного смачивания. Готовую сырьевую смесь загружают в формовочное устройство и изготавливают теплоизоляционный материал методом горячего прессования при температуре 160100 и давлении 0,050,01 МПа. Для ускорения сушки и отверждения можно применять продув горячим воздухом. Время выдержки при температуре определяется из требований,чтобы готовое изделие содержало не более 1 мас.воды. Возможен другой способ изготовления теплоизоляционного материала. Сформованный в виде плиты волокнистый наполнитель пропитывают связующим, остаток отсасывают методом вакуумирования и проводят термообработку полученной заготовки при 16010 в течение 10-15 мин. При вакуумировании связующее остается практически только в местах соприкосновения волокон, что позволяет получать материал с высокой прочностью, малой плотностью и высокими теплоизоляционными свойствами. Составы композиций конкретного выполнения приведены в табл. 1. Сравнительные физико-механические свойства теплоизоляционных материалов приведены в табл. 2. Таблица 1 Составы сырьевых смесей, мас.ч. Компоненты 2 Волокнистый наполнитель минеральное волокно 100 базальтовое волокно стеклянное волокно полиакрилонитрильное волокно отходы переработки льна Водорастворимая фенолоформальдегидная смола, марки СФЖ 3027 Б 15 СФЖ 3056 Натриевое жидкое стекло (ГОСТ 13078-81) 16 Гидроксид натрия 0,8 Вода 50 Показатель Плотность, кг/м 3 Разрушающее напряжение при изгибе, МПа Коэффициент теплопроводности, Вт/(мК) Водопоглощение,Разрушающее напряжение при изгибе определяли по ГОСТ 17177-71, коэффициент теплопроводности по ГОСТ 7076-78, водопоглощение определяли весовым методом по увеличению массы образца после 24 ч выдержки в эксикаторе над водой. Как следует из представленных данных, теплоизоляционный материал, полученный из предлагаемой сырьевой смеси, обладает более высокими физико-механическими свойствами, чем известный материал. Так плотность материала по изобретению на 7-37 меньше, чем у известного, а коэффициент теплопроводности в 2,5-3,75 раза ниже, чем у известного материала. Водопоглощение предлагаемого материала ниже, чем у материала по прототипу в 1,2-1,9 раз. Контрольные примеры 1 и 9 показывают, что выход за заявляемые пределы содержание компонентов приводит к ухудшению механической прочности материала и остальных показателей. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4