Легкий теплозвукоизоляционный материал

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (58 4 С 04 В !4/38 30/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н «BTOPCHOMV С«ИРЕТЕЛЬСТВУ

1g/

5-30 (21) 3376682/29-33 (22) 06.01.82 (46) 15.04.86. Бюл. - 14 (71) Государственный всесоюзный проектный и научно-исследователь,ский институт "Гипронинеметаллоруд (72))А.Д.Майофис, В.Н.Комаров и Л.В«Щукина (53) 666,9:662.998(088,8) (56) Патент Великобритании 1 1131044, кл. D 2 В, опублик. 1968.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1011614, кл. С 04 В 43/04, 1981. (54)(57) ЛЕГКИЙ ТЕПЛОЗВУКОИЗОЛЯЦИ- .

ОННЫЙ МАТЕРИАЛ на основе неорганических волокон, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улуч„.Я0„„1224288 A шения теплофизических и упругих свойств при сохранении малой объемной массы, он содержит неорганичес- кие волокна с диаметром волокон

0,025-10 мкм и дополнительно rro крайней мере один компонент из группы: порошок или пудру многовалентного металла, оксид многовапейтного металла, гндрооксид металла с размерами частиц 0 5-200 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Неорганические волокна 70-95

По крайней мере один компонент е из указанной группы

12242

15

25

35

45

Изобретение относится к получению легких несгораемых материалов, которые могут найти применение в судостроении, авиации, энергетике, строительстве, криогенной технике и т.д.

Бель изобретения — улучшение теплофиэических и упругих свойств при сохранении малой объемной массы.

Для образования прочного и легкого материала, каркас которого основан на переплетенных неорганических волокнах, образующих стенки пор, диаметр волокон должен быть как можно меньше. Достаточным условием является присутствие в дисперсии лишь небольшого количества волокон или их пучков с диаметром более 10 мкм.

Процесс пенообразования можно вести различными путями при перемешивании водной дисперсии в аппаратах со скоростью мешалки не менее 400 об/мин с последующей сушкой пены или за счет выделения газов в результате взаимодействия металлических пудр или порошков с поверхностно-активными веществами или продуктами их гидролиза при повышенной температуре.

Входящие в состав пеноматериала органические вещества удаляются при а

200 С и выше, после чего материал становится несгораемым.

Оксиды и гидроксиды металлов могут быть введены в водную дисперсию перед получением пены или образоваться в результате химической реакции в процессе пенообразования.

Сами же металлы могут быть наполнителями — свинец, медь и медные сплавы, титан, никель или порофоры— алюминий, магний. При пенообразовании с помощью порофоров алюминий и магний, взятые s избытке, могут играть дополнительную роль наполнителя °

Для получения материала с заданными свойствами размер включаемых в пленки частиц металлов не должен превышать 200 мкм, так как в противном случае уменьшается устойчивость пен и нарушается структура материала.

В материал могут быть введены либо каждый из перечисленных видов наполнителей в отдельности либо два,,либо все три вида в количестве 588 2

30 мас.Х в материале. Соотношение перечисленных наполнителей может меняться 0-100Х (например, 5Х металла, 80Х оксида металла, 15Х гидроксида металла, 90% металла, 80Х гидроксида металла, 95Х оксида металла, 75Х гидрооксида металла, lOOX металла, 100Х оксида металла и т.д.). Во всех, I случаях сумма введенных наполнителей должна находиться в пределах 530 мас.Х в материале. При содержании наполнителей менее 5 мас.Х не наблюдается улучшения теплофизических свойств материала, а в количестве более 30 мас.X возрастает объемная масса материала, ухудшается его структура (укрупнение пор, неравномерность/", и уменьшается упругость. Введение металла в количестве более 30 мас.Х может привести к замыканию пленок каркаса материала и, следовательно, к резкому увеличению проводимости тепла и тока.

Частицы металлов и их оксидов, введенные в материал в количестве

5-30 мас. X. создают усиление теплозащитных свойств материала за счет отражательной и рассеивающей способности частиц металлов и уменьшения теплопередачи при включении в каркасные пленки материала оксидов металлов или их гидратированных форм, Коэффициент теплопроводности для предлагаемого материала уменьшается по сравнению с прототипом особенно значительно при увеличении температуры, т.е. в условиях, наиболее интересующих потребителей, до О 060,08 ккал/м.ч С при 300 С.и до

0,08-1,15 ккал/м"ч" С при 500 С.

Предлагаемый материал, включающий до 95Х тонких и упругих, переплетенных между собой волокон асбеста, полностью распределяющихся после снятия нагрузки и приводящих материал в исходное состояние, и до ЗОХ тесно связанных с волокнами асбеста в сухих пенных пленках частиц металлов и (илн) оксидов металлов и (или) гидроксидов, высокоэластичен (упругость 100 ), что позволяет использовать его для специальных технических целей (прокладки, объекты сложной конфигурации и т.д.).

Прочность предлагаемого материала на расслоение и жесткость, характеризуемая прочностью на сжатие 1

1224288 предлагаемого материала не превышает характеристик прототипа, С целью придания материалу гидрофобных свойств при сохранении несгораемости в дисперсию перед образованием пены вводят полиорганосилоксаны или их фторированные производные в количестве 8-25 мас.7 к материалу. Присутствие в пленках материала металлов и (или) их окси1 дов и (или гидрооксидов увеличивает предельную температуру применения гидрофобизатора и, следовательно, гидрофобизованного материала с

300-350 до 400-450 С. При содержании полиорганосилоксана или его проГ изводного в пленках материала ниже

8 мас.7 к материалу гидрофобный эффект не достигается, выше 25X — материал нз-за избытка гидрофобиза тора дымит при температуре вьппе

300 С за счет деструкции полиорганоо силоксанов.

Пример 1. В 200 мл дисперсии, содержащей 8,0 r хризотилового асбеста П-5-50 с диаметром основной части волокон менее 10 мкм и

3,2 мя см смачивателя СВ-102(507-ный раствор алкилсульфосукцината натрия) добавляют. 2,0 r алюминиевой пудры ПАК-3. Дисперсию вспенивают в аппарате со шнековой мешалкой

1600 об/мин в течение 30 мин. Пену наливаем в формы и сушим 4 ч под инфракрасными лампами, а затем термируем при 250 С 15 мин. Полуо, ченный пеноматериал, содержащий 80Х асбеста и 207 алюминиевой пудры с объемной массой 15 кг/ м имеет при

25 С Ъ =0,04 ккал/м ч С и при 500 С A=0 08 ккал/м .ч о С, упругость 100Х.

Пример 2. В 200 мл воды вносят 3,4 мл смачивателя СВ-102, 8,0 r асбеста П-5-50, 1,0 г цинковой пыли, содержащей 9 ч. цинка и 1 ч. окиси цинка и 1,0 г кристаллической гидроокиси цинка. Крупность наполнителей 0,5-100 мкм. Смесь перемешивают в аппарате с дисковой мешалкой . (скорость вращения 1800 об/мин).

В течение 45 мин образуется дисперсия .с асбестовыми волокнами, диаметр основной части которых не превьппает 10 мкм, а затем пена, высушиваемая и термируемая так же, как в примере 1.

Полученный пеноматериал объемной массой 37 кг/м содержит 80Х асбесз

Полученный по условиям примера 1 пеноматериал объемной массой 26кг/м содержит 55,97 асбеста, 18,9Х бронзовой пудры и 25,2Х полиорганосилоксана. При .25 С A=0,039 ккал/мч. С о

Э Э а при 400 С А=0,08 ккал/м ч С, упругость 1007. Температура применения полученного гидрофобного пеноматериала 400.С.

Пример 6. В асбестовую дисперсию по примеру 1 добавляют 3,4 г смеси в отношении 1:1 окиси цинка

"для люминофоров" и гицроокиси цинка крупностью 0,5-100 мкм и 2,9 г

ГКЖ-94. Далее — по примеру 1. та и 20Х смеси цинка, окиси и гидроокиси цинка. При 25 С A=0,038 ккал/

/м.ч. С, а при 500 С 3 =0,10 ккал/

/м ч С, упругость IOOX.

Пример 3. В 200 мл дисперсии, содержащей 9,0 г асбестовых волокон с диаметром менее 10 мкм и 2,5 r додецилбензолсульфоната натрия, добавляют 1,0 r порошка магния крупt0 ностью 0,5-200 мкм и 27 мл ЗЗХ-ной эмульсии фторорганосилоксана с

/-трифторпропильным радикалом. Дисперсию перемешивают, выяивают в форму и ставят ее в термопечь при 180 С !

5 на 5ч.

Полученный .гидрофобный пеноматериал объемной массой ЗО кг/м содержит 77,6Х асбеста, 14,6Х окиси магния и 1,87 фторпроизводного поли20 органосилоксана. При 0 и 5 С A=

=0,040 ккал/м"ч. С, при 450 С h=

=0,13 ккал/м ч. С, упругость IOOX.

Предельная температура применения материала 450 С.

25 Пример 4. В асбестовую дисперсию по примеру 1 добавляют 1,4 r смеси порошка свинца крупностью 0,5100 мкм и окиси свинца в отношении

1:5 и получаем пеноматериал так, как указано в том же примере.

Полученный пеноматериал объемной массой 29 кг/м содержит 85,1Х асбеста и 1 4,9 свинца и окиси свинца.

При 25 С 9=0,040 ккал/м.ч С, а при

500 С h=0,15 ккал/м ч. С, упругость

100Х.

Пример 5. В асбестовую дисперсию по примеру 1 добавляют 2,7 г бронзовой пудры крупностью 0,540 100 3,6 г гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости ГКЖ-94 (олигоэтилгидридсилоксан).

1224288

Полученный гидрофобный материал объемной массой 31 кг/м содержит

56% асбеста, 23,8% смеси окиси и гидроокиси цинка и 20,2%. полиорганосилоксана. При 25 C h =

=0,04) ккал/м ч ОС, а.при 450 С а =

=0,12 ккал/м,ч. С, упругость 100%.

Температура применения материала

450 С.

Пример 7. В асбестовую дисперсию по примеру 1 добавляют

0,42 r алюминиевой пудры ПАК-З.

Полученный по условиям примера 1

Э пеноматериал объемной массой 10кг/м содержит 95Х асбеста и 5Х алюминиевой пудры. При 25 С A=O 040 ккал/

/м-ч С, а при 500 С h=O,)4 ккал/

/м ч- С,- упругость. 100Х.

Пример 8. В асбестовую дисперсию по примеру 1 добавляем 3,4 г смеси цинка "для люминофоров". По-: лученный по условиям примера .1 пеноматериал объемной массой 36 кг/м содержит 70Х асбеста и 30% окиси цинка. При 25 С A=0,040 ккал/мч С, а при 500 С ф=0,09 ккал/м ч С, упругость 100Х.

Пример 9, В асбестовую дисперсию по примеру 1 добавляют

0,42 r порошка Kn(OH7 крупностью

0,5-40 мкм. Получают пеноматериал по условиям примера 1 объемной массой 11 кг/м, который содержит 95Х асбеста и 5% гндрата окиси цинка.

При 25 С h=0,041 ккал/м ч С, а при

500 С =О, 14 ккал/м. ч С.

Пример 10. В асбестовую дисперсию по примеру 1 добавляют

0,042 г порошка Сг 0 крупностью

0,5-40 мкм. Получают пеноматериал по условиям примера 1 объемной массой 10 кг/м,. который содержит 95% у асбеста и 5Х окиси хрома. При 25 С

3=0,040 ккал/м ч С и при 500 С h=

=0,13 ккал/м ч. С, упругостЬ 100%.

- Пример 11. В асбестовую дисперсию по примеру 1 добавляют 3,4 r порошка магния крупностью 0,5100 мкм. Получают пеноматериал по условиям примера 1 объемной массой

32 кг/м, который содержит 70Х асбеста и 30% магния. При 25 С h=

=0,040 ккал/м ч- С, а при 500 С 3=

=0,08 ккал/матч- С, упругость )00%.

Пример 12. В дисперсию по примеру 1 добавляют 0,42 r порошка цинка крупностью 0,5-150 мкм. Полу5 !

О чают пеноматериал по условиям примера 1 объемной массой 20 кг/м, который содержит 95Х асбеста и 5% цинка. При 25C g =0,038 ккал/м ч- С, при 500" С Я=О,)5 ккал/м ч. С, упругость 100Х.

Пример 13. В асбестовую дисперсию по примеру 1 добавляют 2,0 r порошка титана крупностью 0 5100 мкм. Получают пеноматериал по условиям примера 1 объемной массой

35 кг/м, который содержит SOX асбеста и 20Х титана. При 25ОС il=

15 =0,039 ккал/м. ч Супри 500 С Я=

=0,10 ккал/м ч. С, упругость 100Х.

Пример 14. В дисперсию по примеру 1 добавляют 2,0 г порошка никеля крупностью 0 5-200 мкм, По20 лучают пеноматериал по условиям примера I объемной массой 35 кг/м, который содержит 80Х асбеста и 20Х никеля. При 25С =0,038 ккал/мч С. и при 500 С A =0,10 ккал/м-ч С, уп25 ругость 100%.

Пример 15. В дисперсию по примеру 1 добавляют 2,0 г порошка латуни крупностью 0,5-150 мкм, Получают пеноматериал по условиям npu l 9

30 мера 1 объемной массой 35 кг/м, который содержит 80Х асбеста и 20Х латуни,При 25 С A=0,04) /ккал ч. ОС„ при 500 С Э =0,10 ккал/м ч .ОС, уп-. ругость )00%..

35 Пример 16 В дисперсию по примеру 1 добавляют 3,4 г порошка окиси меди крупностью 0,5-50 мкм.

Получают пеноматериал по условиям примера 1 объемной массой 30 кг/м

40 который содержит 70% асбеста и 30Х окиси меди. При 25оС

=0,041 ккал/м, ч С, и при 500 С Я =

=0,14 ккал/м ч ОС, упругость 100Х. .Пример 17. В дисперсию по примеру 1 добавляют 2,0 г смеси алюминиевой пудры ПАК-3 и окиси хрома крупностью 0,5-100 мкм в отношении

1:l, Получают пеноматериал по условиям примера 1 объемной массой

35 кг/м, который содержит 80% ас ) беста и 20Х алюминия и окиси хрома.

При 25 С =0,040 ккал/м ч С, при

500 С ф=0,10 ккал/м.ч С, упругость

100%.

Пример 18. В дисперсию по примеру 1 добавляют 3,4 г порошка гидроокиси цинка крупностью 0,5120 мкм. Получают пеноматериал по

1224288

Составитель Л.Булгакова

Редактор Л.Авраменко Техред В.Кадар КоРРектоР Е.Сирохман

Заказ 1886/22

Тираж 640 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 условиям примера 1 объемной массой

45 кг/м, который содержит 70Х ас6 беста и ЗОХ гидроокиси цинка. При

25 С =0,040 ккал/м ч С, при 500 С =0,12 ккал/м-ч. С, упругость 100Х

Пример 19. В дисперсию по примеру 1 добавляют 0,42 r смеси порошка никеля крупностью 0,550 мкм и порошка гидроокиси цинка крупностью 0,5-20 мкм в отношении 10:1, Получают пеноматериал по условиям примера 1 объемной массой 17 кг/м, который содержит 95 . асбеста и 5 смеси никеля и гидроокиси цинка.

При 25 С 9 =0,041 ккал/м.ч. С, при

500 С Я =0,14 ккал/м.ч ° С, упругость

100Х.

Пример 20. В дисперсию по примеру 1 добавляют 3,4 г смеси алюминиевой пудры ПАК-3 порошка окиси алюминия крупностью 0,5-!00 мкм и гидроокиси алюминия крупностью

0,5-200 мкм в отношении 2:1:1. Получают пеноматериал по условиям примера 1 объемной массой 45 кг/м

Э который содержит 70Х асбеста и ЗОХ смеси алюминия, окиси и гидроокиси алюминия. IIp> 25 С h =О, 040 ккал/ич 4". при 500 С 3=0,10 ккал/м ч С, упруо гость 100 .

Как видно из примеров, легкий теплозвукоизоляционный материал на основе асбеста, металлов, окислов

15 и гидратов окислов характеризуеть ся малой объемной массой 10-50 кг/м высокими теплоизоляционными свойствами (0,038-0,041 ккал/м.ч С при

25 С и 0,08-0,15 ккал/м ч С при

20 500 С), достаточной прочностью и высокой упругостью, возможен в гидрофобном исполнении.