Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала

Авторы патента:

Ермолин Владимир Николаевич (RU)

Ермолина Анна Владимировна (RU)

Миронов Петр Викторович (RU)

Чистова Наталья Геральдовна (RU)

C04B18/26 - древесина, например опилки, древесная стружка

Владельцы патента RU 2556596:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (Сиб ГТУ) (RU)

Изобретение относится к производству теплоизоляционных материалов и может быть использовано в строительстве жилых и промышленных зданий. Технический результат заключается в снижении теплопроводности с использованием вторичного волокнистого сырья. Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: волокнистый наполнитель 10-16, связующее 0,1-0,5, отвердитель на основе толуилендиизоцианата 0,01-0,02, пенообразователь 0,1-0,4% водный раствор алкилбензосульфоната натрия 0,01-0,02, вода 83-89,88. 2 табл.

Изобретение относятся к производству теплоизоляционных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных материалов, применяемых в строительстве промышленных и гражданских зданий.

Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала [1], состоящая из древесного заполнителя, связующего и воды. В качестве древесного заполнителя используют смесь из опилок, перфорированной стружки и древесной дробленки, а в качестве связующего - негашеную известь, при следующем соотношении компонентов, мас.%: древесный заполнитель - 22-26, негашеная известь - 27-31, вода - 47. Древесный заполнитель имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: опилки - 48, перфорированная стружка - 22-28, дробленка - 24-30. Материал имеет плотность 250-400 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,08-0,11 Вт/(м·°C), предел прочности на сжатие 0,8-1,0 МПа, усадку до 0,05% и время отверждения 1 сутки.

Недостатком этой сырьевой смеси является то, что она обладает достаточно высокой плотностью и высокой теплопроводностью.

Известна композиция для получения теплоизоляционного материала типа ваты [2], содержащая волокнистый компонент, антипирен и антисептик, в качестве волокнистого компонента использовано натуральное древесное волокно. Композиция теплоизоляционного материала содержит, мас.%: антипирен 10,5-11,5; антисептик 5,5-6,5; древесное волокно - остальное. Получаемый на основе композиции теплоизоляционный материал обладает низкой плотностью (35-40 кг/м³) и коэффициентом теплопроводности (0,04 Вт/(м·°C)).

Недостатком композиции является неравноплотность и усадка материала в процессе эксплуатации теплоизоляционного материала на ее основе, а также неуниверсальность применения для различных частей зданий и сооружений.

Известна пресс-композиция для изготовления теплоизоляционных материалов [3], включающая, наполнитель в виде древесного волокна, древесной стружки или измельченных частиц отходов однолетних растений, полифосфаты аммония, парафин и в качестве связующего - синтетическую смолу, причем в качестве синтетической смолы она содержит феноло- или карбамидоформальдегидную смолу.

Пресс-композиция имеет следующий количественный состав, мас.%:

смола синтетическая	23-31
полифосфаты аммония	24-37
парафин	2-3,5
наполнитель	остальное

Недостатками этого материала является высокая плотность (100-150 кг/м³) и теплопроводность (0,06-0,09 Вт/(м·°C)) материала, а также использование веществ с высоким классом опасности для человека (фенол или формальдегид).

Изобретение решает задачу разработки оптимального состава теплоизоляционного материала с использованием вторичного сырья, которая позволяет получить материал с низким коэффициентом теплопроводности, экологически безопасный и значительно снизить его себестоимость.

Технический результат заключается в разработке сырьевой смеси, позволяющей получить теплоизоляционный материал, низкой теплопроводности с использованием вторичного волокнистого сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что теплоизоляционный материал на основе сырьевой смеси, содержащей волокна древесины, связующее поливинилацетатный клей, дополнительно содержит отвердитель на основе толуилендиизоцианата, пенообразователь 0,1-0,4% водный раствор алкилбензосульфоната натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

волокнистый наполнитель	10-16
связующее поливинилацетатный клей	0,1-0,5
отвердитель на основе толуилендиизоцианата	0,01-0,02
пенообразователь 0,1-0,4% водный раствор
алкилбензосульфоната натрия	0,01-0,02
вода	83-89,88

В качестве волокнистого наполнителя используются волокна древесины, полученные путем механического размола щепы в дефибраторе; в качестве связующего применяется экологически чистый малоопасный поливинилацетатный клей (ПВА), содержание которого составляет 1-7% от количества волокнистого наполнителя в абсолютно сухом состоянии.

Для снижения плотности теплоизоляционного материала и придания ему пористой структуры проводится его вспенивание способом интенсивного диспергирования в водной среде композиций волокнистого наполнителя и связующего с использованием 0,1 до 0,4% водного раствора поверхностно-активного вещества (пенообразователя); для придания водостойкости используется отвердитель на основе толуилендиизоцианата в количестве 5% от количества связующего.

Теплоизоляционный материал, приготовленный на основе предлагаемой композиции, обладает следующими свойствами: средняя плотность 48…62 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,04…0,05 Вт/(м·°C), предел прочности при изгибе 0,1…0,3 МПа, прочность при 10% деформации 0,01…0,03 МПа.

Для получения сравнительных данных и обоснования сущности предлагаемого изобретения приведены примеры получения материала, представленные в таблице 1.

Пример 1. 10,50 мас.% древесного волокна, полученного при размоле в дефибраторе, загружают в смеситель и перемешивают. Вносится 89,37 мас.% воды, 0,10 мас.% связующего - поливинилацетатный клей 32%-ной концентрации, 0,02 мас.% пенообразователя (40% водный раствор алкилбензосульфоната натрия) и перемешивается. После достижения смесью требуемой консистенции к ней добавляют 0,01 мас.% отвердителя на основе толуилендиизоцианата. Готовую массу выливают в форму с сетчатым дном размерами 150×200×70 мм и высушивают до абсолютно сухого состояния при температуре 90°C и скорости сушильного агента 2 м/с в течение 22 часов. Затем высушенный блок материала извлекают из формы.

Пример 2. Операции производили аналогично примеру 1, при этом 15,95 мас.% загружают в смеситель, перемешивают, затем добавляют 83,57 мас.% воды, 0,48 мас.% связующего - поливинилацетатный клей 32%-ной концентрации, и 0,01 мас.% пенообразователя - 40% водный раствор алкилбензосульфоната натрия, 0,01 мас.% отвердителя на основе толуилендиизоцианата. Далее процесс ведут, как в примере 1.

Таблица 1
Ингредиенты, мас.%	Примеры
1	2
Волокнистый наполнитель в пересчете на сухое вещество	10,50	15,95
Связующее	0,10	0,48
Отвердитель	0,01	0,02
Вода	89,37	83,54
Пенообразователь	0,02	0,01

Физико-механические показатели полученных по примерам образцов (1-2) представлены в таблице 2, где также представлены аналогичные характеристики образов материала-аналога (пример 3).

Таблица 2
Свойства композиции	Примеры
1	2	3
Средняя плотность, кг/м³	49,14	60,49	100-150
Предел прочности при 10%-ной линейной деформации, МПа	0,01	0,02	-
Предел прочности при изгибе, МПа	0,12	0,1	0,9-2,4
Теплопроводность, Вт/(м·°С)	0,044	0,048	0,06-0,09

Представленные в таблице 2 показатели позволяют сделать вывод, что полученный материал по своим свойствам не уступает аналогам, а по значению коэффициента теплопроводности даже превосходит их.

Производство полученного теплоизоляционного материала более экологично, может базироваться на обширной сырьевой базе в виде отходов лесопильного производства в виде щепы. Это позволяет частично решить проблему использования вторичных ресурсов.

Источники информации

1. RU 93011579, МПК С04В 8/10, С04В 28/10, С04В 18:26, публ. 1995.

2. RU 2149148, МПК С04В 18/24, Е04В 1/78, публ. 2000.

3. RU 2148064, МПК C08L 97/02, С09К 3/00, С09К 21/12, публ. 2000.

Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала, содержащая волокна древесины, связующее поливинилацетатный клей, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отвердитель на основе толуилендиизоцианата, пенообразователь 0,1-0,4% водный раствор алкилбензосульфоната натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

волокнистый наполнитель	10-16
связующее поливинилацетатный клей	0,1-0,5
отвердитель на основе толуилендиизоцианата	0,01-0,02
пенообразователь 0,1-0,4% водный раствор
алкилбензосульфоната натрия	0,01-0,02
вода	83-89,88

Композиционный материал на основе опаловых пород // 2547534

Композитный теплоизоляционно-балластный материал на основе древесных отходов // 2544194

Изобретение относится к области строительства, в частности к материалам на основе отходов деревообработки, и может быть использовано для тепловой изоляции и балластировки подводных теплопроводов.

Способ получения теплоизоляционного огнезащитного строительного материала // 2543845

Изобретение относится к производству теплоизоляционного материала из отходов металлургического, деревоперерабатывающего производства, бытовых отходов и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.

Наноструктурированный древесно-минеральный композитный материал // 2542025

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве древесно-минеральных плит и отделочных материалов в промышленном и гражданском строительстве.

Способ получения теплоизоляционного материала на основе древесного наполнителя // 2538004

Изобретение относится к области строительства, в частности к способу получения теплоизоляционного материала на основе отходов деревообработки. Технический результат заключается в снижении плотности и теплопроводности материала.

Способ изготовления арболитовых изделий с получением на их поверхности основы для штукатурки // 2517308

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касайся изготовления изделий (блоков) из арболита с одновременным получением на их поверхности основы для штукатурки.

Арболитовая смесь // 2508266

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (плит, панелей) из древесно-цементных композиций, используемых преимущественно в сельском строительстве.

Арболитовая смесь // 2508265

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (блоков) из древесно-цементных композиций, используемых, преимущественно, в сельском строительстве.

Арболитовая смесь // 2508264

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству изделий (блоков) из древесно-цементных композиций, используемых преимущественно в сельском строительстве.

Композиционный материал на основе трепела сухоложского месторождения свердловской области // 2561438

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных бетонов для жилищного и гражданского строительства. Композиционный строительный материал, полученный из смеси, включающей вяжущее и отходы деревообработки, где смесь содержит в качестве вяжущего суспензию, полученную перемешиванием трепела, размолотого до удельной поверхности 2000 м2/г, 40%-ного раствора едкого натра и воды в весовом соотношении 1:1,34:3,10, выдержкой при 95°C в течение 4 ч и охлаждением, в качестве отходов деревообработки - щепу и дополнительно кремнефтористый натрий и микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная суспензия 47-55, кремнефтористый натрий 4-6, микрокремнезем 8-10, щепа 33-37. Технический результат - обеспечение возможности получения стеновых материалов с применением упрощенной технологии и местного сырья. 2 табл.

Древесно-цементная смесь // 2569422

Изобретение относится к древесно-цементным смесям для изготовления теплоизоляционных и конструкционных строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности и экологичности материала из предлагаемой смеси. Древесно-цементная смесь содержит в качестве неорганической добавки отходы механической обработки талькохлорита в виде порошка с частицами крупностью не более 500 микрометров, в том числе до 0,02 мас.% частиц крупностью до 0,5 микрометров, включая наночастицы, портландцемент, измельченную древесину, полипропиленовые волокна, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 33-42, опилки 43-50, талькохлорит 5-6,9, жидкое стекло 5-7,5, хлорид кальция 2,4-5, полипропиленовые волокна 0,1-0,2, причем добавка воды к указанной смеси выполнена до получения водоцементного отношения 0,8-1,2. 2 табл.

Сырьевая смесь для получения опилкобетонных кирпичей ^методом полусухого вибропрессования // 2570726

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству стеновых и теплоизоляционных материалов и изделий из опилкобетона. Технический результат заключается в увеличении скорости набора прочности опилкобетонных полнотелых кирпичей в ранние сроки твердения без предварительной химической обработки и минерализации опилок. Сырьевая смесь для получения опилкобетона включает опилки хвойных пород (ель, сосна) без предварительной обработки химическими добавками и минерализации, природный речной или карьерный песок, воду, минеральное вяжущее в виде портландцемента, суперпластификатор, при следующем соотношении компонентов, мас.%: опилки хвойных пород 5,89-8,11; песок 60,00-67,00; портландцемент 18,50-21,50; вода 8,15-9,00; суперпластификатор 0,11-,015, при этом водоцементное отношение должно составлять В/Ц=0,42…0,44. 4 пр.

Сырьевая смесь для производства штучных изделий из опилкобетона с добавлением золы-уноса // 2570727

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству стеновых и теплоизоляционных материалов и изделий из опилкобетона. Технический результат заключается в увеличении скорости набора прочности опилкобетонных штучных изделий в ранние сроки твердения без предварительной химической обработки и минерализации опилок. Сырьевая смесь для производства штучных изделий из опилкобетона методом полусухого вибропрессования включает портландцемент, древесный заполнитель в виде опилок хвойных пород (ель, сосна) без предварительной обработки химическими добавками («минерализации»), минеральный заполнитель в виде песка, воду, химическую добавку - суперпластификатор, золу-унос и такое количество воды, чтобы водоцементное отношение было близким к 0,44, при следующем соотношении компонентов, мас.%: опилки хвойных пород 5,89-8,11; песок 60,00-62,35; портландцемент 18,50-20,40; вода 8,15-9,00; суперпластификатор 0,11-0,15; зола-унос 5,00-7,35. 8 пр.

Способ получения цементно-стружечных блоков // 2578077

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, а именно к способам изготовления легких бетонных изделий с древесным наполнителем, и может быть использовано в качестве конструкционного материала при строительстве домов, технических сооружений и т.д. Технический результат заключается в получении облегченного дешевого строительного цементно-стружечного блока повышенной прочности и плотности. Способ получения цементно-стружечных блоков включает смешение наполнителей, минерального вяжущего, в качестве которого используют портландцемент, химической добавки и воды, формование полученной смеси путем вибропрессования в поддонах с последующим твердением полученных блоков в поддонах на воздухе, при этом при приготовлении смеси в качестве наполнителя берут смесь кварцевого песка и древесно-стружечного наполнителя, полученного путем силосования сырой стружки хвойных пород, получаемой после окорки и оцилиндровки круглых лесоматериалов с содержанием коры предпочтительно до 30 мас. %, в качестве химической добавки берут силикат натрия при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный древесно-стружечный наполнитель 37-43, кварцевый песок 10-15, портландцемент 33-38, силикат натрия 0,7-2,0, вода - остальное. 5 з.п. ф-лы, 4 ил., 2 табл.

Способ получения теплоизоляционного материала на основе древесных и термопластичных отходов // 2581047

Настоящее изобретение относится к технологии получения древесно-полимерных композиций. Описан способ получения теплоизоляционного материала на основе древесных и термопластичных отходов, включающий смешение наполнителя, связующего и химической добавки, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют древесную технологическую щепу толщиной 4±2 мм, в качестве связующего используют термопластичные пластмассы, состоящие из полиэтилентерефталата (ПЭТ), полистирола (ПС), полиэтилена низкого давления (ПЭНД) и полиэтилена высокого давления (ПЭВД) полимеров, в качестве химической добавки используют вспенивающий агент азодикарбонамид (ADC), предварительно смешанный со связующим, при этом смешение наполнителя и связующего с химической добавкой осуществляют при температуре 215±15°C, при соотношении всех компонентов смеси, масс.%: ПЭТ 11-13, ПС 12-14, ПЭНД 11-13, ПЭВД 10-13, азодикарбонамид 1-2, технологическая щепа 55-45, после смешения всех компонентов полученную смесь заливают в формы, формы закрывают крышкой, фиксируют запорами и выдерживают в течение 20-30 мин. Технический результат - получение теплоизоляционного материала с пониженной теплопроводностью и с высокими прочностными характеристиками. 1 ил., 1 табл., 3 пр.

Сырьевая смесь для изготовления арболита // 2593608

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении материалов на основе древесных заполнителей. Техническим результатом является улучшение условий гидратации цемента в арболитовой смеси, повышение прочности арболита, снижение энергозатрат и утилизация отходов. Для достижения технического результата сырьевая смесь для изготовления арболита, содержащая цементное вяжущее, древесный заполнитель и воду, согласно изобретению в качестве древесного заполнителя она содержит вторичный древесный заполнитель фракции 0,315-20 мм, полученный из отработанных древесно-стружечных плит, при следующем соотношении компонентов, мас. %: цемент 39-43; указанный древесный заполнитель 21-25; вода - остальное. 2 табл.

Сырьевая смесь для изготовления арболита // 2593836

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении материалов на основе древесных заполнителей. Технический результат заключается в создании более дешевого строительного материала с обеспечением прочностных характеристик и плотности, улучшении качества изделий, снижении энергозатрат при производстве арболита и утилизации отходов. Сырьевая смесь для изготовления арболита, содержащая древесный заполнитель, минеральное вяжущее, в качестве которого используют зольно-кремнеземистую композицию, состоящую из высококальциевой золы-унос, микрокремнезема и солевых минерализованных стоков - отхода производства цветной металлургии и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: древесный заполнитель - 20-24%; высококальциевая зола-унос - 42-37%; микрокремнезем - 2,4-2,7%; солевые стоки - 0,8-0,9%; вода - остальное. 4 табл.

Арболитовая смесь // 2602279

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении материалов на основе древесных заполнителей. Техническим результатом является создание дешевого строительного материала с обеспечением прочностных характеристик и плотности, снижение энергозатрат при производстве арболита и утилизация отходов за счет использования вторичного древесного заполнителя и бесцементного вяжущего, полученного на основе отходов промышленности. Арболитовая смесь включает древесный заполнитель, минеральное вяжущее и воду, причем в качестве древесного заполнителя арболитовая смесь содержит вторичный древесный заполнитель фракции 0,315-20 мм, полученный при переработке отработанных древесно-стружечных плит, а в качестве вяжущего - бесцементную зольно-кремнеземистую композицию, состоящую из высококальциевой золы-уноса, микрокремнезема, являющегося отходом производства кристаллического кремния, и солевых минерализованных стоков - отхода производства цветной металлургии, получаемых в результате нейтрализации промышленных стоков металлургического производства - попутного продукта аффинажа цветных и драгоценных металлов известковым молоком, при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный древесный заполнитель 20-24; высококальциевая зола-унос 37-43; указанный микрокремнезем 2,3-2,8; указанные солевые минерализованные стоки 0,9-1,0; вода - остальное. 4 табл.

Древесно-цементная смесь для изготовления строительных блоков // 2605110

Изобретение относится к древесно-цементным смесям, которые содержат неорганические связующие и используются для изготовления строительных блоков в малоэтажном строительстве. Технический результат заключается в повышении экологичности и прочности материала. Древесно-цементная смесь для строительных блоков содержит опилки хвойных пород, цемент, жидкое стекло, хлорид кальция, полипропиленовые волокна, гранулы пенополистирола и талькохлорит в виде частиц крупностью до 500 микрометров, в том числе до 0,02% частиц крупностью до 0,5 микрометров, при соотношении компонентов, мас. %: портландцемент 38,4-45,4; опилки 45-52; хлорид кальция 2-9; жидкое стекло 3-10; талькохлорит 4-11; пенополистирол гранулированный 0,5-2; полипропиленовые волокна 0,1-0,2, причем добавка воды к смеси выполнена до получения водоцементного отношения 0,7-1,1. 2 табл.