Связующее для волокнистых материалов

Авторы патента:

C04B35/80 - волокна, нити, пластинки, спиральные пружины или подобные им формованные материалы

C04B28/26 - силикаты щелочных металлов

B28B1/52 - изготовление изделий из смесей, содержащих волокна (путем навивания на оправки B28B 1/42)

Владельцы патента RU 2352538:

Закрытое Акционерное общество Научно-технический центр "Бакор" (RU)

Изобретение относится к области производства волокнистых материалов на основе огнеупорных волокон, используемых для изготовления теплоизоляционных, звукоизоляционных и фильтрующих изделий Связующее для волокнистых материалов содержит, мас.%: кремнезоль »К3-ТМ» 10-90, стирол-акриловую эмульсию «Рузин 14 ГМ» 10-90 при соотношении плотности кремнезоля и стирол-акриловой эмульсии, равном 0,9-1,1. Технический результат: повышение качества, расширение области использования связующего и базы материалов для его изготовления. 2 табл.

Изобретение относится к области производства волокнистых материалов на на основе огнеупорных волокон, используемых для изготовления теплоизоляционных, звукоизоляционных и фильтрующих изделий.

Известны составы связующих для получения теплоизоляционных и фильтрующих волокнистых материалов содержащие в качестве неорганической компоненты кремнесодержащие щелочные соединения и органические составляющие в виде водных эмульсий или ацетатных соединений придающие эластичность волокнистым материалам при нормальных условиях эксплуатации (SU 724484 А, 30.03. 1980; GB 2152432 A; 07.08.1985; DE 3346180, 29.08.1985; RU 2070871 C1, 27.12.1996; RU 2084481 C1, 20.07.1997; RU 2184126 C2, 27.06.2002; RU 2003100727 A, 20.07.2004).

Недостатком таких связующих является их высокая вязкость и низкая адгезионная способность, а высокое содержание кислотообразующих или щелочообразующих компонентов при термическом воздействии приведет к деградации поверхности волокна, снижающей физико-механические свойства волокнистой структуры.

Наиболее близким аналогом к заявляемому техническому решению является связующее, содержащее, мас.%:

Жидкое стекло с плотностью	68-92
1,36-1,45 ^г/см³
Смачиватель ОП-10	2-8
5% концентрации
Стирол-акриловая эмульсия
«Рузин-14Г» 45-50% концентрации	6-24

(RU 2304565 С1, 13.01.2006.).

Недостатком известного связующего является высокое содержание силиката натрия и смачивателя ОП-10, которое определяет образование щелочной среды в растворах приводящей к эрозии поверхности волокон, особенно стекловолокна, при температуре сушки (~100°С) и деградации механических свойств.

Цель изобретения - повышение качества, расширения области использования связующего и базы материалов для его изготовления.

Поставленная цель достигается тем, что связующее содержит кремнезоль «КЗ-ТМ» с соотношением Na₂О/SiO₂, равным 0,017-0,027, эмульсию стирол-акриловую «Рузин14ГМ» при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Кремнезоль «КЗ-ТМ»	10-90
Стирол-акриловая эмульсия «Рузин 14ГМ» 48-50% концентрации	10-90

причем соотношение плотности кремнезоля и стирол-акриловой эмульсии равно 0,9-1,1.

Сущность технического решения заключается в том, что концентрационные пределы компонентов позволяют регулировать РН среды от слабокислотной до слабощелочной и тем самым сводят к минимуму коррозионное воздействие на волокнистую структуру, а граничные значения кремнезоля и стиролакриловой эмульсии позволяют обеспечить эксплуатационные свойства, как при при нормальных, так и при повышенных температурах. Соотношение плотностей, близких к 1, обеспечивает получение идеальных смесей практически не подвергающихся расслоению.

Сравнение предлагаемого связующего с прототипом позволяет утверждать о соответствии критерию «новизна», а отсутствие отличительных признаков в аналогах говорит о соответствии критерию «изобретательский уровень». Предварительные испытания позволяют судить о возможности широкого промышленного использования в создании материалов с волокнистой структурой.

Пример осуществления.

Исходные дозированные сырьевые материалы, выпускаемые промышленностью: кремнезоль щелочной марки «КЗ-ТМ» ГОСТ (ТУ)2145-004-12979928-01, эмульсия стирол-акриловая «Рузин-14ГМ» (ТУ2241-003-50685635-2000), базальтовое волокно (ТУ У В.2.7.88023.025-96), стекловолокно ГОСТ 6943.0-93.

В соответствии с рецептурой осуществляют процесс изготовления связующего в следующей последовательности. В смеситель с числом оборотов 1500-2500 подают один из компонентов. Порядок не регламентируется. При постоянном перемешивании вводят второй компонент и смесь гомогенизируют в течение 3-5 мин. Готовое связующее выгружают из смесителя и хранят в герметичной таре. В таблице 1 представлены составы связующих.

Предложенное связующее было реализовано для изготовления волокнистых материалов с пористостью 80-85%.

Характеристики связующего и волокнистых материалов представлены в таблице 2. Сравнительные эксплуатационные характеристики показывают, что предложенное связующее позволяет реализовать повышенные технические характеристики по сравнению с прототипом, а санитарно-гигиенические разрешения на компоненты позволяют их использовать в промышленных масштабах без нарушения экологии окружающей среды.

Таблица 1
Связующее	Содержание компонентов в связующем, мас.%
	Щелочный кремнезоль, «КЗ-ТМ»	48-50% водная дисперсия «Рузин 14 ГМ»
Состав 1	10	90
Состав 2	50	50
Состав 3	90	10

Таблица 2
Показатель	Предложенные составы	Прототип
1	2	3
Содержание жидкого стекла, %	-	-	-	68-92
Соотношение Na₂О/SiO₂	0,017-	0,017-	0,017-0,027	0,27-0,5
	0,027	0,027
Содержание ОП-10,%				2-8
Содержание стирол-акриловой
эмульсии 48-50%
Концентрации, %
«Рузин 14ГМ»	-	-	-	6-24
«Рузин 14ГМ»	90	50	10	-
Значение РН	9	7	6	12-13
Деформация на растяжение после сушки 100°С, 1 час, %	40	25	18	12
Потеря массы после сушки, %:
стекловолокна	5,7	0,32	0,73	17,73
базальтового волокна	2,1	0,12	0,22	3,1
Предел прочности волокнистой структуры после обработки при 900°С и пористости 80-85%, МПа
из стекловолокна	1,2	2,0	2,5	1,0
из базальтового волокна	1,8	3,0	3,8	1,5

Связующее для волокнистых материалов, содержащее щелочной кремнесодержащий компонент и стирол-акриловую эмульсию 48-50% концентрации, отличающееся тем, что связующее содержит кремнезоль «К3-ТМ» с соотношением Na₂О/SiO₂, равным 0,017-0,027, эмульсию стирол-акриловую «Рузин 14 ГМ» при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Кремнезоль «К3-ТМ»	10-90
Стирол-акриловая
эмульсия «Рузин 14 ГМ»
48-50% концентрации	10-90,

причем соотношение плотности кремнезоля и стирол-акриловой эмульсии равно 0,9-1,1.

Изобретение относится к композиционным материалам, а именно к композиционным материалам на основе стеклокристаллических матриц, армированных углеродными наполнителями для изготовления теплонагруженных деталей с острой кромкой, таких как стойки, проставки переходных устройств, элементы резьбового крепежа и т.д.

Композиционный материал и изделие, выполненное из него // 2310628

Изобретение относится к композиционным материалам, а именно к композиционным материалам на основе стекломатриц, армированных углеродными волокнистыми наполнителями, используемым для изготовления теплонагруженных деталей, например бандажных колец, применяющихся в авиационной, космической технике и машиностроении.

Способ получения композиционного материала // 2304567

Изобретение относится к области получения неорганических волокнистых теплоизоляционных материалов конструкционного назначения для изделий гиперзвуковых летательных аппаратов, авиационно-космической и машиностроительной промышленности.

Связующее для теплоизоляционных волокнистых изделий // 2304565

Изобретение относится к области производства стройматериалов, в частности теплоизоляционных изделий на основе огнеупорных волокон. .

Способ получения композиционного теплоизоляционного материала и материал, изготовленный этим способом // 2300509

Теплоизоляционное изделие // 2298538

Изобретение относится к производству стройматериалов, содержащих керамические волокна и предназначенных для изготовления теплоизоляционных изделий. .

Теплозащитная система с переменной плотностью волокон // 2293718

Изобретение относится к теплозащитным абляционным материалам для аэрокосмической промышленности и используется для защиты поверхности, подвергаемой воздействию интенсивной тепловой нагрузки.

Способ изготовления керамического фильтрующего элемента с волокнистой структурой // 2288903

Изобретение относится к способам изготовления изделий с композитной волокнистой структурой материала, в частности к изготовлению фильтрующего керамического элемента для очистки высокотемпературного газа.

Способ получения полых нагревателей сопротивления из углеродкарбидокремниевого композиционного материала // 2286317

Изобретение относится к области получения профильных изделий на основе углерода, кремния и карбида кремния, которые могут использоваться в качестве нагревателей, работающих в окислительных газовых потоках при высоких температурах.

Огнеупорная торкрет-масса // 2282603

Изобретение относится к огнеупорной промышленности, преимущественно к огнеупорным торкрет-массам для расходуемой футеровки промежуточного ковша МНЛЗ. .

Состав и способ получения пеносиликатного материала // 2346906

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности изготовлению высокоэффективных негорючих теплоизоляционных материалов на основе жидкого стекла и природных силикатов.

Смесь для коррозионно-стойкого бетона // 2343130

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам коррозионностойкого бетона на основе композиционного перлитового вяжущего, которые могут быть использованы в производстве коррозионностойких материалов и изделий: тротуарной плитки, плитки для пола для предприятий химической и пищевой промышленности.

Формовочная смесь для изготовления теплоизоляционного материала // 2341495

Изобретение относится к производству строительных материалов, изделий и конструкций и предназначено для изготовления теплоизоляционного материала с вторичным пенополистирольным заполнителем (полистиролбетона) с повышенной пожарной безопасностью и термостойкостью.

Сырьевая смесь для получения пеносиликатного теплоизоляционного материала и способ его изготовления // 2341483

Изобретение относится к производству легковесных строительных материалов, а именно к производству пеносиликата типа пеностекла. .

Шпаклевка // 2339596

Изобретение относится к составам шпаклевок для выравнивания поверхностей бетонных изделий. .

Теплоизоляционный материал // 2338717

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .

Жидкостекольная паста для изготовления декоративного заполнителя // 2338716

Изобретение относится к составам паст, используемых в производстве декоративных заполнителей, предназначенных для офактуривания стеновых строительных конструкций.

Способ изготовления арболита // 2337896

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий и конструкций из арболита. .

Способ изготовления декоративного заполнителя // 2337893

Изобретение относится к области производства заполнителей, предназначенных для офактуривания стеновых строительных конструкций. .

Способ получения строительного материала // 2333176

Изобретение относится к области строительной индустрии, в частности к способу получения строительного материала из широко распространенного и доступного сырья. .

Способ производства минераловатных изделий // 2352457

Изобретение относится к производству минераловатных изделий, а именно к способам производства минераловатных плит и полос с комбинированной структурой. .