Способ получения волокнистых формованных изделий

 

Изобретение относится к получению теплоизоляционных формованных изделий и может найти применение в строительстве, энергетике, в том числе атомной, и других областях промышленности. С целью упрощения технологии изготовления теплоизоляционных изделий и улучшения их теплофизических свойств в способе получения волокнистых формованных изделий на основе волокнистых материалов, включающем операции распушения минерального волокна, перемешивания распушенного волокна со свежеосажденным гелем гидрооксида алюминия, отливку полученной массы в форму, сушку и отжиг, в качестве минерального волокна используют базальтовое волокно с диаметром до 3 мкм. Распушение базальтового волокна проводят в водной среде, после чего проводят очистку распущенного волокна путем отделения корольков и примесей вместе с водой, а затем очищенное волокно вновь смешивают с водой в соотношении 95 - 96,5 мас. ч. волокна на 10000 мас. ч. воды и последовательно при перемешивании вводят 23,6 - 33,7 мас. % 18% -ного водного раствора сульфата алюминия и 12,5 - 22,3 мас. ч. 20 - 25% -ного подного раствора аммиака, при этом все операции до отливки проводят последовательно в одном аппарате при перемешивании, причем сушку проводят при 100 - 120С в течение 10 - 15 ч, а отжиг - при 500 - 550С в течение 30 - 40 мин со скоростью подъема температуры не более 25 град/мин, а охлаждение - не более 80 град/мин. Кроме того, перемешивание осуществляют при скорости 250 - 300 об. /мин в течение 20 - 35 мин. При осуществлении способа получают изделия с объемным весом до 0,12-0.16 г/см², что обеспечивает теплопроводность до 0,040 Вт/мК, прочность при сжатии при 10% деформации 0,035 - 0,04 МПа. 1 з. п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к получению теплоизоляционных формованных изделий и может найти пpименение в строительстве, энергетике, в том числе в атомной и других областях промышленности. Цель изобретения - упрощение технологии изготовления теплоизоляционных изделий и улучшение их теплофизических свойств. Характеристика компонентов, используемых для приготовления композиций получаемых изделий по предлагаемому способу, приведена в табл. 1. Сущность изобретения поясняется примерами в табл. 2. Исходную композицию для получения формованного изделия готовят следующим образом. 95 мас. ч. супертонкого базальтового волокна с диаметром 0,6 мкм вводят в 10000 мас. ч. воды, перемешивают в течение 20 мин с помощью пропеллерной мешалки со скоростью 300 об/мин. Бак имеет конусообразное днище с натянутой поперек сеткой из нержавеющей стали с ячейками 3 мм. После перемешивания через сливное отверстие внизу бака сливают воду вместе с отделяемыми корольками и механическими примесями. Распушенная масса базальтового волокна оседает на сетке. Бак снова заполняется 10000 мас. ч. воды и при перемешивании вводят 23,6 мас. ч. сульфата алюминия 18-водного [Al₂(SO₄)₃x18H₂O] и 12,5 мас. ч. 25% -ного водного раствора аммиака (NH₄OH). Время перемешивания 20 мин со скоростью 300 об/мин. После перемешивания водную суспензию базальтового волокна со связующими добавками переливают в пресс-форму с перфорированными основанием и фильтром из капроновой ткани размером 100х100х100 мм для удаления воды методом вакуумной фильтрации (Р= 0,5 кг/см²). Сверху под действием собственного веса перемещается пуансон (190х100х30 мм, оргстекло) и подпрессовывает массу из базальтового волокна до толщины 50 мм. Получают образец толщиной 100х100х50 мм. Полученный образец подвергают сушке при 100^оС в свободном состоянии 15 ч до 10% влажности и дальнейшему отжигу при 500^оС в течение 40 мин, при этом скорость подъема температуры 25 град/мин, скорость охлаждения 80 град/мин. Все возможные варианты осуществления способа представлены в табл. 2. По известному способу изделия получают следующим образом. В первом смесителе перемешивают 200 мас. ч. керамического волокна, содержащего 95% Аl₂О₃, и 2 мас. ч. MgО, 50 г сухого измельченного боемита (98% <200 мкм), при этом керамические волокна распушаются. Во втором смесителе перемешивают 100 мас. ч. дистиллированной воды и 75 мас. ч. 40% -ной суспензии коллоидного кремнезема, 50 мас. ч. сухого Аl₂O₃, при этом наступает первое гелеобразование смеси. Содержащаяся в первом смесителе сухая смесь переносится во второй смеситель, при интенсивном перемешивании добавляют 10 мас. ч. средства для образования хлопьев и 100 мас. ч. воды, 10 мас. ч. пластификатора и перемешивают до нужной консистенции. Полученную массу запрессовывают в формы и высушивают при 150^оС в течение 5 ч. Затем отжигают при 950^оС в течение 4 ч. Результаты испытаний изделий на основе композиций, полученных по изобретению, приведены в табл. 3, а также в табл. 3 приведены свойства изделия, полученного по известному способу. Испытания готовых теплоизоляционных изделий были выполнены в соответствии со следующими ГОСТами, приведенными в табл. 4. Из табл. 3 следует, что наиболее качественные показатели физико-механических и теплофизических свойств теплоизоляционных изделий получаются при использовании составов и способов из получения, приведенных в примерах 1-4. Испытания изделия, полученного по известному способу, показали, что при объемном весе, составляющем 0,6 г/см³, изделие имеет высокую теплопроводность ≈0,2 Вт/мК, что не позволяет применять его в качестве теплоизоляционного материала в условиях эксплуатации, характеризующихся высокими температурами. Рабочая температура теплоизоляционного материала, полученного предлагаемым способом, составляет 700^оС. Приведены испытания при 700^оВС в течение 30 суток. Испытания показали, что изделия не теряют своих свойств по таким показателям, как коэффициент теплопроводности, предел прочности при сжатии, сорбционная влажность. Потеря массы и усадка изделия за этот промежуток времени незначительны. Результаты испытаний представлены в табл. 5. Предел прочности при растяжении теплоизоляционного материала, полученного по предлагаемому способу, определен по ГОСТ 17177.14-81 и соответственно равен: при плотности 114 кг/м³-1,9 кгс/см², при 140 кг/м³-2,5 кгс/см³, при 160 кг/см³ - 3 кгс/см². Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить изделия, которые по отношению к известным, которые по отношению к известным значительно меньше по объемной массе (в 4-5 раз), имеют лучшие теплофизические свойства, весь процесс проводится в одном аппарате, что позволяет снизить количество оборудования, применяемого в технологическом процессе, снижает температуру обжига почти в 2 раза и время обжига в 6 раз, что снижает затраты на энергоемкость процесса. (56) Заявка ФPГ N 3230253, кл. C 04 В 35/00, 1984.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОЛОКНИСТЫХ ФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий операции распушивания минерального волокна, перемешивания распущенного волокна со свежеосажденным гелем гидрооксида алюминия, отливку полученной массы в форму, сушку и обжиг, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовления теплоизоляционных изделий и улучшения их теплофизических свойств, в качестве минерального волокна используют распушенное в водной среде базальтовое волокно, после распушки его сливают воду, повторно смешивают с водой в соотношении 95 - 96,5 мас. ч. волокна на 10000 мас. ч. воды и последовательно при перемешивании вводят 23,6 - 33,7 мас. ч. 18% -ного водного раствора сульфата алюминия и 12,5 - 22,3 мас. ч. 20 - 25% -ного водного раствора аммиака, сушку отливки проводят при 100 - 120^oС в течение 10 - 15 ч, обжиг - при 500 - 550^oС в течение 30 - 40 мин со скоростью подъема температуры не более 25 град/мин, а охлаждение - не более 80 град/мин. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют при частоте 250 - 300 мин^-1 в течение 20 - 35 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2