Теплоизоляционный материал и способ его получения

 

1. Теплоизоляционный материал, включающий волокнистый органический наполнитель, газонаполненный полистирол и водорастворимое связующее, отличающийся тем, что, . с целью повышения огнестойкости и расширения области применения, он дополнительно содержит мочевину, угольную соль щелочных металлов и дисперсионный материал флогопит, а в качестве водорастворимого связующего - алюмохромфосфатное связутощее при следующем соотношении комnoKJHTOB , мас.%: Волокнистый органический 22,7-30,8 наполнитель Газонаполненный поли3-8-9 ,1 стирол Алюмохромфосфатное 34,6-45,5 связующее Мочевина 2,3-3,08 Угольная соль щелочных 1,4-1,5 металлов Дисперсионный материал флогопит 19,3-26,22 сл 2. Способ получения теплоизоляцирнного материала, включающий последовательное введение в растворомешгшку волокнистого наполнителя водорастворимого связующего, газонаполненного полистирола и последующее их перемешивание, укладку смеси в форму, iu установку верхней фиксирующей крЫш- (Х ки и прогрев смеси до температуры 00 ilOO C, отличающийся и тем, что предварительно в присутствии :с жидкой дисперсионной среды смешивают мочевину и угольную соль щелочного металла, вводят в полученный раствор диспергированный в дисперсной среде при 50-100°С флогопит и полученным после перемешивания антипиреном опрыскивают волокнистый наполнитель .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) С 04 В 30 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Волокнистый органический наполнитель .Газонаполненный поли22,7-30 8

3-8-9,1 стирол

Алюмохромфосфатное связующее

Иочевина

Угольная

34 6.45 5

2,3-3,08 соль щелочных

1, 1=1, 5.металлов

Дисперсионный материал флогопит

19, -26,22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3436928/29-33 . (22) 07.05.82 (46) 07.04.85. Бюл. У 13 (72) В.П. Хоменко, Ю.Э. Выборнов, Л.Н. Дрожжин, В.П. Подгайный, 3.Э. Суюнова, Е,Д. Ткаченко и Е.А. Соколов (71) Научно-исследовательский инсти-тут строительных конструкций Госстроя СССР и Специальная научноисследовательская лаборатория ВНИИ

Hpотивопожарной обороны (53) 666 ° 168(088.8) (56) 1. Акцентованная заявка ФРГ

М 2814814, кл. С 04 В 4.3/00, опублик. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

У 740732, кл. С 04 В 43/00, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

У 284294, кл. E 04 С 2/10, 1968 (прототип) . (54) ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ ИАТЕРИАЛ

И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ. (57) 1. Теплоизоляционный материал, включающий волокнистый органический наполнитель, газонаполненный полистирол и водорастворимое связующее, ° отличающийся тем, что, с целью повышения огнестойкости и расширения области применения, он дополнительно содержит мочевину, угольную соль щелочных металлов и дисперсионный материал флогопит, а в качестве водорастворимого связующего — алюмохромфосфатное связую- щее при следующем соотношении компок нтов, мас.Ж:

2. Способ получения теплоизоля- ционного материала, включающий последовательное введение в раство. ромешалку волокнистого наполнителя, водорастворимого связующего, газонаполненного полистирола и последующее их перемешивание, укладку смеси в форму, установку верхней фиксирующей крЫшки и прогрев смеси до температуры

=100С, отличающийся тем, что предварительно в присутствии жидкой дисперсионной среды смешивают мочевину и угольную соль щелочного металла, вводят в полученный раст-, вор диспергированный в дисперсной среде при 50-100 С флогопит и полученным после перемешивания антипиреном опрыскивают волокнистый наполнитель.

1. 11488

Изобретение относится к строительству, а именно к изготовлению теплоизоляционных и конструктивно-теплоизоляционных изделий и конструкций, применяемых для многослойных панелей иэ металлических и других обшивок, комплексных железобетонных панелей покрытий, перегородок и других конструкций.

Известен огнестойкий изоляционный 10 материал состава, вес.Ж: минераль-. ный наполнитель 50-98,9, волокнистые или гранулированные добавки 0-401 полимерные органические связующие

1-30, переходной металл 0,1-15 15 (или вместо переходного. металла добавляют соединение бора в таком же количестве).

Известен способ получения огнестойких изоляционных материалов, 2О заключающийся в последовательном введении и перемешивании исходных компонентов (1) .

Известны слоистые теплоизоляционные изделия, обладающие повышенной . огнестойкостью, содержащие огнезащитно-армирующий слой, включающий, вес.Ж: стеклянное волокно 3,2-17,7, алюмохромфосфатное связующее 22,737,5, каолин или серпентин 40-73,8 и поливинилацетатная эмульсия 0,35,0, а также теплоизоляционный слой, включающий вес.Х: перлит 48-66 и алюмохромфосфатное связующее

34-52 °

Способ изготовления из указанного материала слоистых теплоизоляционных изделий заключается в изготовлении огнезащитно-армирующего и теплоиэоляционного слоев путем последовательного введения, перемешивания, формирования и укладки слоев в формы с последующей термообработкой j2) .

Недостатком указанных материалов является то, что они имеют большую объемную массу из-за наличия в сосr таве материалов минерального наполнителя (до 98,9X), что приводит к утяжелению строительных конструкций и ограничивает область применения.

Недостатком указанных способов является то, что применяемая технология не позволяет получить огнестойкие теплоизоляциоиные материалы с .пониженной объемной массой.

Недостатком известного теплоизоляционного состава является то, что изделия и детали, получаемые на его основе, относятся к группе горючих материалов, что сильно ограничивает область их применения.

Так, согласно действующим строительным нормам и правилам горючие теплоизоляционные материалы не допускаются к применению в конструкциях зданий 1, 11, 111 степени огнестойкости, куда относятся многослойные панели из металлических и других обшивок для жилищного, сельскохозяйственного и промьннленного строительства, внутренние перегородки н ряд других конструкций.

Недостатком известного способа изготовления теплоизоляционных и конструктивно-теплоизоляционных изделий является то, что он не позволяет изготавливать материалы и изделия с повыненной огнестойкостью.

Целью изобретения является повышение огнестойкости, расширение области применения теплоизоляционных и конструктйвно-теплоизоляционных иэделий.

Для достижения указанной цели в теплоизоляционный композиционный материал, которыи включает волокнистый органический наполнитель, водорастворимое связующее и газонаполненный полистирол, дополнительно вводят мочевину, угольную соль щелочных металлов и дисперсионньн3 материал флогопит, а в качестве нодораствориНаиболее близким к предлагаемому техническому решению явлчется тепло43 2 изоляционный и конструктивно-теплоизоляционный композиционный материал, применяемый для изготовления мебельных и строительных деталей, содержащий следующие компоненты, вес .7.:

Газонаполненный полистирол 8-12

Водорастворимое связующее 45-50

Волокнистый наполнитель 42-43

Материал имеет небольшую объемную массу и достаточную прочность.

Известен также способ изготовления теплоизоляционного.материала путем последовательного введения и перемешивания компонентов, укладки смеси в форму, установки верхней фиксирующей крынки и прогрева смеси до температуры 100 C (3).

843 4 собой частицы в смеси, что придает всей теплоизоляционной композиции пластичность и дополнительную механическую прочность.

В процессе изготовления теплоизоляционной композиции сырьевая смесь получается однородной, так как гранулы газонаполненного полистирола и частицы флогопита, имея очень малые размеры, равномерно распределяются в объеме материала, что существенно улучшает структуру и дополнительно способствует повышению огнестойкости теплоизоляционной композиции.

В качестве исходных материалов применяют рамные опилки, прошедшие через сито с диаметром отверстий

5 мм, вспенивающийся полистирол марки ПСВ-С, выпускаемый по

ОСТ-6-05-202-78, с диаметром гранул менее 0,5 мм, карбамидную смолу марки КФ-МТ по ГОСТ 14231 78, алюмохромфосфатное связующее, выпускаемое по ТУ 6-18-166-73, мочевину— порошкообразное вещество, выпускаемое по ГОСТ 2081-75, угольную соль щелочных металлов (поташ), выпускаемый по ГОСТ 10690-73, и диспер- сионный материал — флогопит порошкообразное вещество с диаметром частиц 2-200 мкм, выпускаемый по

ТУ 21-25-217-82 — отход производства горнодобывающей промышленности.

Древесно-полистирольный теплоизоляционный композиционный материал изготавливают по следующей технологии.

Вначале приготавливают раствор, содержащий мочевину и поташ, путем смешивания в присутствии жидкой дисперсионной среды и в полученную смесь вводят предварительно диспергированный при 100 С в дисперсионо ной среде флогопит и перемешивают его 10 мин. Полученным раствором антипирена опрыскивают волокнистый органический наполнитель — опилки в процессе перемешивания. Полученную массу выдерживают 30 мин и загружают в растворомешалку. Далее при перемешивании путем опрыскивания вводят алюмохромфосфатное связующее, добавляют гранулы вспененного полистирола и перемешивание повторяют. Приготовленную смесь укладывают в металлическую форму, разравнивают композицию в форме, укладывают верхнюю фиксирующую крыш3,8-9,1 стирол

Алюмохром- 1О фосфатное связующее

Мочевина.

Угольная соль щелочных 15 металлов

Дисперсионный материал флогопит 19,3-26,22

Согласно способу получения теплоизоляционного композиционного материала,.который включает последовательное Введение в растворомешалку волокнистого наполнителя, водорастворимого связующего, газонаполненного полистирола и последующее их перемешивание, укладку смеси в форму, установку верхней фиксирующей крышки и прогрев смеси до температуры tt00 С, предварительно в присутствии жидкой,дисперсионной среды смешивают мочевину.и угольную соль щелочного металла, вводят в полученный раствор диспергированный в дисперсной среде при 50-100 С флогопит

35 и полученным после перемешивания антипиреном опрыскивают волокнистый наполнитель.

34,6-45, 5

2,3-3,08

1, 1-1,5

Повышение огнестойкости теплоизоляционного композиционного материала происходит в результате того, что при смешивании мочевины и угольной соли щелочных металлов образуется ° соединение типа МС Н Н303 (где М— калий или натрий), которое при нагревании под воздействием пламени выделяе большое количество газов, флегматизирующих процесс горения.

Флогопит при сильном нагревании вспучивается, закрывает поры вспе- 50 ненного полистирола и волокнистого наполнителя и, являясь неоднородным материалом, предохраняет от воспламенения гранулы полистирола и частицы наполнителя. Кроме того, 55 флогопит — химически стойкий материал, при вспучивании хорошо "распирает" и механически связывает между

3 1148 мого связующего — алюмохромфосфатное связующее при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Волокнистый органический

5 наполнитель 22,7-30,8

Газонаполненный поли1143843 ку производят термообработку изделия и снимают образцы с формы.

Термообработку образцов производят в электрическом сушильном шкафу °

Время подъема температуры при тепловой отработке составляет

1 час 45 мин. Длительность электрической выдержки при 95 С в средней части утеплителя — 15 мин.

Опытно-техническую проверку проводят на четырех составах из двух партий образцов (по 6 штук в каждой) размерами 300 300 мм и толщиной 70 мм.

В табл., 1 прйведены составы предлагаемого и известного теплоизоляционного материала, в табл. 2— их свойства.

Как видно из табл. 2, три состава древесно-полйстброльного композиционного материала с раствором антипирена и алюмохромфосфатным свяТаблица 1

Содержание компонентов, мас.Е в составе теплоизоляционного материала

Компоненты теплоизоляционного мат ериала

Из в ест ный, 1 J г

Волокнистый. напол— нит ель, опилки с размером частиц 5 мм

Газонаполненный

26,7

22,7

30,8

43,0

3,8

12,0

6,5

9,1

45,5

34,6

40,1

2г3

2,8

3,08

1,3

22,6

26,22

19,3 полистирол (ОСТ-6-05-202-78)

Водорастворимое алюмохлорфосфатное связующее (ТУ 6-18-166-73)

Мочевина (ГОСТ 2081-75)

Угольная соль щелочных металлов (ГОСТ 1069-73)

Дисперсионный материал флогопит (ТУ 21-25-217-82)

Карбамидное связующее зующим обладают повышенной огнестойкостью по сравнению с теплоизоляционным композиционным материалом без антипирена на карбамидном свя5 зующем и имеют такие же или даже луч» шие физико-механические характеристики.

B результате изготовления образцов теплоиэоляционного компози10 ционного материала в производственных условиях установлено, что предлагаемый состав древесно-полистирольного утеплителя с введением раствора антипирена и алюмохромфосфат15 ным связующим и способ его изготовления обеспечивают получение изделий с заданными физико-механическими свойствами и повышенной огнестойкостью.

20 Организация производства подобных изделий и конструкций на их основе возможна на любых заводах по изготовлению строительных материалов и конструкций. 1148843

Таблица 2

Свойства теплоизоляционного материала

Известный 1 2

Средняя плотность (объемная масса), кг/м

225

280

180

250

0,8

0,6

0,5

0,3. Коэффициент теплопроводности, Вт/мК

0,0603

0,065

О, 061

О, 063

Водопоглощение через 10 сут, Ж

15

До 5 горение, мин

60

58 тление, с

Нотеря массы при горении, Ж

26,4

18,46

14, 24

Сгорает

Время действия источника горения, мин.2,5.2,5

2,5

1,0

Составитель Л.Булгакова

Редактор Н.Егорова Техред А.Кикемезей Корректор Г.Решетник

Заказ 1815/14

Предел прочности на сжатие при

10Х-ной линейной деформации, МПа

Продолжительность самостоятельного горения

Значения показателей теплоизоляционного материала состава

1 3

Тираж 605 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