Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана

Авторы патента:

Сулейманова Людмила Александровна (RU)

C04B38/00 - Пористые строительные растворы, бетон, искусственные камни или керамические изделия; получение их (обработка шлака газом или газообразующим материалом C04B 5/06)

C04B26/16 - полиуретаны

C04B18/12 - из карьеров, рудников и т.п.

C04B111/20 - Известь; магнезия; шлак; цементы; их составы, например строительные растворы, бетон или аналогичные строительные материалы; искусственные камни; керамика (кристаллизуемая стеклокерамика C03C 10/00); огнеупоры, обработка природного камня

Владельцы патента RU 2694325:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности теплоизоляционных материалов на основе пенополиуретана, и может быть использовано для теплоизоляции строительных конструкций различного назначения и для теплоизоляции трубопроводов. Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана, включающий пенополиуретан с наполнителем и полученный смешением полиизоционата с наполнителем с добавлением затем полиола с последующим перемешиванием до получения готового материала, где соотношение компонентов пенополиуретена полиизоционата и полиола составляет 1:1, а в качестве наполнителя используются отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов при следующем соотношении компонентов, мас.%: пенополиуретан - 60-80, отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов - 20-40. Технический результат - повышение прочности и теплостойкости, снижение теплопроводности и горючести. 2 табл.

Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности теплоизоляционных материалов, на основе полимерных композиций и может быть использовано для теплоизоляции строиельных конструкций различного назначения и для теплоизоляции трубопроводов.

В настоящее время наиболее эффективным и удобным для применения теплоизоляционным материалом при изготовлении трубопроводов и строительных конструкций различного назначения является пенополиуретан (ППУ) и материалы, изготовленные на его основе. ГШУ широко применяются в практике мирового строительства благодаря их хорошим характеристикам и удобству при производстве и эксплуатации. Комплекс физико-механических и эксплутационных свойств ППУ в сочетании с высокой технологичностью и хорошей адгезией почти ко всем конструкционным материалам создает реальные возможности организации поточных высокомеханизированных и автоматизированных линий по производству легких ограждающих многослойных конструкций.

Однако, применяемые теплоизоляционные материалы на основе пенополиуретанов не обладают достаточной огнестойкостью, теплостойкостью и необходимым комплексом прочностных свойств.

Известна теплоизоляционная композиция, включающая жесткий пенополиуретан и полые микросферы, являющиеся наполнителем. В качестве полых микросфер использованы зольные микросферы продуктов сжигания угля твердого шлакоудаления с размером фракций 1-10 мкм не более 20 мас. %, с размером фракций 30-40 мкм не менее 65 мас. % и с размером фракций 80-100 мкм не более 15 мас. %, при следующем соотношении компонентов, масс%: пенополиуретан 70-90, зольные микросферы продуктов сжигания угля твердого шлакоудаления 10-30.

Плотность композиции составляет от 35 до 51 кг/м3, прочность на сжатие от 0,76 до 1,36 МПа при этом коэффициент теплопроводности составляет от 0,098 до 0,124 Вт/м⋅К [патент РФ №2279414, опубликовано 10.07.2006, Бюл. №19].

В качестве основных недостатков известной теплоизоляционной композиции можно отметить следующее:

- при достижении композицией высоких показателей по прочности на сжатие происходит резкое ухудшение основного показателя для утеплителя - коэффициента теплопроводности. Коэффициент теплопроводности увеличивается более чем в четыре раза;

- значительное увеличение коэффициента теплопроводности материала потребует увеличение толщины теплоизоляционного материала для того, чтобы строительная конструкция удовлетворяла теплотехническим требованиям.

Известна теплоизолирующая композиция (теплоизоляционный материал), включающая пенополиуретан и полые стеклянные микросферы, являющиеся наполнителем при следующем соотношении компонентов, масс. %: пенополиуретан 70-95, стеклянные микросферы 5-30 [патент РФ №2226202, опубликовано 27.06.2004 Бюл. №9].

В качестве основных недостатков известного теплоизоляционного материала можно отметить следующее:

- описанная теплоизоляционная композиция обладает узкими функциональными возможностями, так как, уровень прочности на сжатие невысок, что не позволяет использовать данную композицию в качестве конструкционно-теплоизоляционного материала;

- теплоизоляционный материал имеет высокие показатели коэффициента теплопроводности, в следствии использования полых стеклосфер в качестве наполнителя;

- теплоизоляцтонный материал имеет более высокие показатели горючести.

Известна теплоизоляционная композиции включающая жесткий пенополиуретан и минеральный наполнитель при котором раздельно готовят состав А смешением 100 мас. ч. полиизоцианата, 133,3-187,5 мас. ч. минерального наполнителя и 0,9-1,0 мас. ч. триэтаноламина и состав Б смешением 30,0-34,4 мас. ч. диэтиленгликоля и 6,7-8,8 мас. ч. диметилкетона. Совмещают оба состава, заливают смесь в форму, вспенивают и отверждают [патент РФ №2005731, опубликовано 15.01.1994 г].

В качестве основных недостатков известного теплоизоляционного материала полученного по этому способу можно отметить невысокие показатели по теплостойкости и высокие по теплопроводности. Кроме того теплоизоляционный материал, состоящий из 5 компонентов может производиться только в теплое время года (при температуре окружающей среды +25°С и +16°С), что ограничивает рамки его промышленной применимости.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению, выбранным в качестве прототипа, является теплоизоляционный материал указанный в патенте «Способ получения наполненных полиуретанов и установка для его осуществления» [патент РФ №2563243, опубликовано 20.09.2015 г], твердый наполнитель предварительно вводят в емкость или емкости с жидким компонентом полиуретановой смеси и после перемешивания до образования пульпы под высоким давлением подают в смесительную камеру смесительного узла, где происходит перемешивание встречных потоков, и выпуск композиционной смеси.

В качестве основных недостатков известного теплоизоляционного материала можно отметить невысокие показатели по теплостойкости и высокие по коэффициенту теплопроводности. Кроме того его можно производить только в заводских условиях используя специальное сложное технологическое оборудование, что ограничивает рамки его промышленной применимости.

Изобретение направлено на получение теплоизоляционного материала на основе ППУ с высокими показателями по теплостойкости, и низкими по теплопроводности, которые позволяют использовать его как для утепления строительных конструкций различного назначения, так и для покрытия трубопроводов.

Это достигается тем, что теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана, включающий пенополиуретан с наполнителем и полученный смешением полиизоционата с наполнителем с добавлением затем полиола с последующим перемешиванием до получения готового материала, при этом соотношение компонентов пенополиуретена - полиизоционата и полиола составляет 1:1, а в качестве наполнителя используются отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- пенополиуретан - 60-80;

- отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов 20-40.

Для получения теплоизоляционного материала использовались следующие компоненты:

- ППУ (А-полиизоцианат ТУ 6-03-375-75 и Б полиол ГОСТ 34364-2017) марки 30 (соответствует плотности конечного продукта 30 кг/м³);

- наполнитель - отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов с хвостохранилищь Стойленского и Лебединского ГОКов Белгородской области - хвосты. Химический состав: SiO₂ - 65,8%; Fe₂O₃ - 10,6%; Fe_общ - 10,3%; FeO - 5,2%; MgO - 6,2%; CaO - 3,1; фракционный состав: 1,0-0,5 мм -2,2%; 0,5-0,25 мм - 12,4%; 0,25-0,1-37,5%; 0,1-0,05 мм - 23,7%; <0,05 мм - 24,2%.

Для достижения равномерного распределения наполнителя по всему объему теплоизоляционного материала, сначала его перемешивают с компонентом ППУ - полиизоцианатом, затем добавляют полиол, в соотношениях указанных в таблицах №1 и №2. При этом соотношение компонентов А и Б ППУ составляет 1:1. Перемешивание производилось в емкости с помощью электромешалки, при этом теплоизоляционный материал вспениваясь и застывая, приобретал окончательную форму. Через несколько минут теплоизоляционный материал извлекают из емкости разрезают на образцы размером, соответствующим требованиям ISO 306, ГОСТ EN 826-2011, ГОСТ 7076-99 и ГОСТ 12.1.044-89 для проведения дальнейших испытаний.

Для получения теплоизоляционного материала с содержанием 40% наполнителя берут 90 г полиизоцианата и 120 г отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов и перемешивают в емкости с помощью электромешалки в течении 15-20 сек. Затем в емкость добавляют 90 г полиола и перемешивают в течении 10-15 сек.

Испытания на теплостойкость проводились по методу Вика, в соответствии с ISO 306; испытания по прочности на сжатие проводились в соответствии с ГОСТ EN 826-2011, на теплопроводность - в соответствии с ГОСТ 7076-99. Результаты испытаний представлены в таблице №1. Испытания на горючесть проводились на установке ОТМ в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89. Результаты испытаний представлены в таблице №2.

Из представленных таблиц видно, что использование в качестве наполнителя ППУ отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов уменьшает горючесть материала, увеличивает теплостойкость и прочностные характеристики без значительного увеличения коэффициента теплопроводности. Полученный теплоизоляционного материала превосходит прототип по теплостойкости на 5-10% и по коэффициенту теплопроводности на 10-15%. Такое сочетание свойств теплоизоляционного материала не требует применения защитных оболочек и позволяет создавать теплоизоляционный материал для строительных конструкций различного назначения и для теплоизоляции трубопроводов. При этом в качестве наполнителя используются отходы производства, не требующие дополнительной обработки, что приводит к снижению себестоимости конечного продукта.

Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана, включающий пенополиуретан с наполнителем и полученный смешением полиизоционата с наполнителем с добавлением затем полиола с последующим перемешиванием до получения готового материала, отличающийся тем, что соотношение компонентов пенополиуретена полиизоционата и полиола составляет 1:1, а в качестве наполнителя используются отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- пенополиуретан - 60-80,

- отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов 20-40.

Изобретение относится к фильтрационным мембранам. Представлен монолитный сепарационный элемент для тангенциальной сепарации обрабатываемой текучей среды на фильтрат и ретентат, при этом указанный сепарационный элемент содержит прямолинейную жесткую пористую основу трехмерной структуры, внутри которой выполнен по меньшей мере один канал для протекания потока обрабатываемой текучей среды с целью сбора фильтрата на наружной поверхности основы, при этом наружная поверхность основы имеет постоянный профиль, так что все внешние образующие линии, параллельные центральной оси основы, являются параллельными между собой прямыми линиями, отличающийся тем, что монолитная жесткая пористая основа содержит препятствия, начинающиеся от внутренней стенки канала или каналов, для циркуляции обрабатываемой текучей среды, которые характеризуются идентичностью материала и пористой текстуры с основой, а также непрерывностью материала и пористой текстуры с основой, при этом препятствия, появляясь между первым и вторым положениями вдоль продольной оси канала, создают резкое сужение или схождение в направлении течения обрабатываемой текучей среды в указанном канале, затрудняя или возмущая поток текучей среды, причем указанное резкое сужение имеет радиальную стенку, расположенную перпендикулярно к продольной оси, а указанное схождение имеет стенку, наклоненную относительно продольной оси под углом α, строго превышающим 0° и меньшим 90°.

Новые геометрические формы многоканальных трубчатых элементов, предназначенных для тангенциальной сепарации, содержащих встроенные усилители турбулентности, и способ их изготовления // 2692723

Изобретение относится к фильтрационным мембранам. Сепарационный элемент для тангенциальной сепарации обрабатываемой текучей среды на фильтрат и ретентат, при этом указанный сепарационный элемент содержит монолитную жесткую пористую основу прямолинейной структуры, в которой выполнены несколько каналов для протекания обрабатываемой текучей среды между входом и выходом для ретентата с целью сбора фильтрата от наружной поверхности основы, при этом монолитная жесткая пористая основа ограничивает препятствия, простирающиеся от внутренних стенок указанных каналов, для потока обрабатываемой текучей среды, которые характеризуются идентичностью материала и пористой текстуры с основой, а также непрерывностью материала и пористой текстуры с основой, при этом указанные препятствия создают вариации проходного сечения канала, когда варьирует по меньшей мере один из следующих критериев: площадь прямого сечения, форма прямого сечения, размеры прямого сечения канала.

Способ получения пористой керамики с бимодальным распределением пористости // 2691207

Изобретение относится к технологии получения пористого материала из ультрадисперсного оксидного керамического порошка и добавок-порообразователей и может быть использовано для получения фильтрующих керамических материалов или материалов медицинского назначения.

Способ изготовления изделия из мультиперфорированного композиционного материала // 2686887

Группа изобретений относится к изготовлению изделий из мультиперфорированных композиционных материалов, то есть изделий, сформированных из волокнистого усилителя, уплотненного матрицей и в которых было реализовано множество перфорационнных отверстий.

Способ изготовления фильтрующей пенокерамики для обработки алюминиевых расплавов // 2684628

Изобретение относится к способам получения пенокерамических фильтров (ПКФ) для очистки жидкого алюминия и его сплавов. Может использоваться в металлургии, литейном производстве.

Способ изготовления фиброармированных пеноблоков и плит, линия для изготовления фиброармированных пеноблоков и плит // 2678458

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов, а именно к способу изготовления фиброармированных пеноблоков и плит для вентилируемых фасадов различной цветовой гаммы, а также пеноблоков, облицованных с одной или нескольких сторон плитами, используемых при изготовлении сборных и монолитных железобетонных изделий и конструкций, и линии для изготовления указанных пеноблоков и плит.

Композиция для производства пористого заполнителя // 2674449

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2674353

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетонов. Комплексная добавка для пенобетонной смеси содержит, мас.%: пенообразующую добавку на протеиновой основе 75-80, красную кровяную соль 20-25.

Комплексная добавка для пенобетонной смеси // 2674352

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в качестве комплексной добавки в растворную смесь при производстве пенобетонов. Комплексная добавка для пенобетонной смеси содержит, мас.%: пенообразующую добавку на протеиновой основе 22-27, золь берлинской лазури 73-78.

Керамическая масса для изготовления фасадных плиток // 2672685

Изобретение относится к области производства стеновых строительных материалов и может быть использовано для изготовления фасадных плиток. Технический результат: повышение прочности на сжатие и морозостойкости при сохранении других эксплуатационных характеристик изделий.

Полиуретановое связующее для армированных минерал-полимерных композитов и способ его получения // 2667178

Изобретение относится к полиуретановому связующему для композиционного материала на основе природного щебня и гравия из плотных горных пород, который может быть использован при строительстве и ремонте откосов железных и автомобильных дорог, берегоукрепительных сооружений, конусов насыпей, подходов к искусственным сооружениям, а также в производстве облицовочных строительных изделий - плиток, блоков, панелей.

Вяжущее для пролива конструктивных слоев транспортного сооружения и способ его использования для устройства транспортного сооружения // 2651733

Изобретение относится к области транспортного строительства и может быть использовано в качестве состава для устройства различных конструктивных слоев транспортных сооружений, в частности автомобильных дорог, например конструкций дорожного покрытия, откосов земляного полотна, укрепленных обочин, конусов насыпей мостовых сооружений, оснований дорог, оголовков водопропускных труб, парковок автомобильного транспорта, газонов, укрепленных щебнем, а также аэродромов, промышленных и строительных площадок.

Смоляная смесь на основе смолы из сложных виниловых эфиров уретана и ее применение // 2650508

Настоящее изобретение относится к смоляной смеси, строительному раствору, двухкомпонентной системе строительного раствора и применению строительного раствора из реактивной полимерной смолы для химического упрочнения.

Способ получения смол из сложных виниловых эфиров уретана на основе соединений диангидрогекситола и их применение // 2650194

Настоящее изобретение относится к способу получения смол из сложных виниловых эфиров уретана, применяемых в качестве связующего средства в радикально отверждаемых смоляных смесях, а также композициях строительных растворов.

Поверхность магнитного пола // 2596810

Группа изобретений относится к получению поверхности. Технический результат - возможность нанесения покрытия на цементные поверхности с высоким уровнем влажности.

Сырьевая композиция для изготовления напольных резино-полимерных плит // 2572098

Изобретение относится к строительству и животноводству, к резинотехнической промышленности, к области утилизации отходов производства резинотехнических изделий и отслуживших резинотехнических изделий медицинского и бытового назначения, например автомобильных покрышек, и может быть использовано в производстве напольных резино-полимерных плит, в частности, для животноводческих помещений.

Полимочевинные композиции на кремниевой основе // 2547183

Настоящая группа изобретений обеспечивает полиуретановые композиции, основанные на кремнии. Полиуретановая композиция, основанная на кремнии, получаемая посредством реагирования ингредиентов, содержащих полиизоцианат, водный силикат и гидратируемый алюмосиликат, выбранный из метакаолина, летучей золы и их смесей, полиол и необязательно инертный наполнитель.

Искусственный мрамор со светопроницаемой и аморфной фактурой // 2543387

Настоящее изобретение относится к искусственному мрамору, имеющему светопроницаемую аморфную фактуру. Описан искусственный мрамор, имеющий светопроницаемую аморфную фактуру, содержащий матрицу и компонент фактуры, где упомянутый компонент фактуры имеет удельную плотность от приблизительно 1,6 до приблизительно 2,0 и содержит отвержденную смоляную композицию, образующую компонент фактуры (А), содержащую связующее и акриловый полимеризуемый мономер, где упомянутое связующее содержит галогенированный уретанакрилат, галогенированный эпоксиакрилат или их сочетание, где упомянутая смоляная композиция, образующая компонент фактуры (А), содержит от приблизительно 50 до приблизительно 90 весовых частей связующего и от приблизительно 10 до приблизительно 50 весовых частей акрилового полимеризуемого мономера на основе общего веса смоляной композиции, образующей компонент фактуры (А), где упомянутая смоляная композиция, образующая компонент фактуры (А), далее содержит неорганический наполнитель в количестве 30 весовых частей или менее на основе 100 весовых частей смеси связующего и акрилового полимеризуемого мономера для обеспечения хорошей светопроницаемости, где указанная матрица образована из взвеси, которая является смесью растворенного полиакрилата и акрилового мономера.

Способ получения содержащих минералы дорожных покрытий для настилов // 2479523

Изобретение относится к строительству, а именно к способу получения дорожных покрытий для улиц, дорог и других поверхностей транспортных сооружений. .

Мраморная крошка, способ ее получения и искусственный мрамор с ее использованием // 2418756

Изобретение относится к мраморной крошке, способу ее получения и искусственному мрамору, получаемому с ее использованием. .

Сырьевая смесь для изготовления бетона // 2643834

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Сырьевая смесь для изготовления бетона содержит, мас.%: портландцемент 27,0-29,0; микрокремнезем 3,0-4,0; мылонафт 0,1-0,2; кварцевый песок 35,9-46,8; гранитная крошка фракции 5-10 мм 6,0-10,0; вода 17,0-21,0.