Гранульований теплоізоляційний матеріал і композиція для його одержання

1 Гранульований теплоізоляційний матеріал на основі зв'язуючого й целюлозовмісного наповнювача, який відрізняється тим, що він виконаний у вигляді циліндрів діаметром 5-30 мм і висотою 0,5-1,5 діаметра 2 Матеріал за п 1 , який відрізняється тим, що кожний циліндр має щонайменше один поздовжній наскрізний отвір 3 Матеріал за п 1 або 2, який відрізняється тим, що його зовнішня поверхня виконана рифленою 4 Композиція ДЛЯ одержання гранульованого теп лоізоляційного матеріалу, що містить звязуюче и целюлозовмісний наповнювач, яка відрізняється тим, що як зв'язуюче вона містить полюлефін або суміш полюлефінів при такому співвідношенні компонентів, мас частки полюлефін або суміш полюлефінів 30-80, целюлозовмісний наповнювач 20-70 5 Композиція за п 4, яка відрізняється тим, що як полюлефін або суміш полюлефінів вона містить вторинний поліетилен низької густини або суміш вторинних поліетиленів низької густини 6 Композиція за п 4 або 5, яка відрізняється тим, що вона додатково містить до 60 мас часток дисперсного каучуковмісного наповнювача у вигляді кришки з розміром частинок переважно до 1,5 мм на 100 мас часток основної композиції 7 Композиція за п 6, яка відрізняється тим, що як дисперсний каучуковмісний наповнювач вона містить продукти подрібнення пневматичних шин Винахід належить до засипних матеріалів для теплоізолювання трубопроводів, конструкцій і будівель і може бути використаний у теплоенергетиці, будівництві та інших галузях промисловості Відомий теплоізоляційний матеріал, що містить спінені гранули пінопласту, розподілені в суміші азбестоцементу з латексом [а с СРСР №1527447, МПК4 F16L59/05, заявл 2105 1987, опубл 07 12 1989] Зазначений матеріал має задовільні теплоізоляційні властивості, проте він не дозволяє його повторного використання, а передбачає утилізацію всієї теплоізоляційної конструкції після її демонтажу Крім того, для одержання спінених гранул необхідно використання високоякісного первинного полімеру, що значно підвищує вартість теплоізоляційного матеріалу Найбільш близьким до пропонованого винаходу є гранульований теплоізоляційний матеріал, виконаний у вигляді сферичних гранул [заявка Роси №2000119937/04, МПК7 C08L97/02, заявл 27 07 2000, опубл 27 05 2002, бюл №15] Незважаючи на зручність використання гранул матеріалу сферичної форми їх виготовлення досить ускладнене та передбачає наявність спеціального технологічного обладнання Так, для одержання зазначеного сферичного матеріалу необхідні, як правило, змішувач і гранулятор, а з урахуванням необхідності підсушування компонентів композиції також і сушарку Найбільш близькою до пропонованого винаходу також є композиція для одержання гранульованого теплоізоляційного матеріалу, що містить зв'язуюче, целюлозновмісний наповнювач і добавки, при цьому як зв'язуюче вона містить суміш водних розчинів ПОЛІВІНІЛОВОГО спирту й натрієвої солі карбоксіметилцелюлози, а як добавки - фтористий натрій, діафос і воду [заявка Роси №2000119937/04, МПК7 C08L97/02, заявл 27 07 2000, опубл 27 05 2002, бюл №15] Зазначена композиція досить складна Крім того, ПОЛІВІНІЛОВИЙ спирт розчинний у воді, тому целюлозновмісний наповнювач (деревні опилки) не захищений не тільки від води, яка в КІЛЬКОСТІ ДО 9мас часток міститься в композиції, але й від води, що надходить з оточуючого середовища (у першу чергу волога атмосферного повітря) Просочення же матеріалу вологою не тільки погіршує його експлуатаційні властивості, але й сприяє 00 ю 58921 утворенню й розповсюдженню в ньому небезпечної мікрофлори В основу винаходу покладено задачу вдосконалити гранульований теплоізоляційний матеріал і композицію для його одержання, в якому нова форма гранул і склад композиції забезпечило би спрощення одержання й вартість зазначеного матеріалу з високими експлуатаційними властивостями Поставлена задача вирішується тим, що в гранульованому теплоізоляційному матеріалі на основі зв'язуючого й целюлозновмісного наповнювача, згідно з пропонованим винаходом новим є те, що він виконаний у вигляді циліндрів діаметром 5-30мм і висотою 0,5-1,5 діаметра У найприйнятнішому прикладі виконання матеріалу кожний циліндр має щонайменше один поздовжній наскрізний отвір, а його зовнішня поверхня виконана рифленою Також поставлена задача вирішується тим, що в композиції для одержання гранульованого теплоізоляційного матеріалу, яка містить зв'язуюче й целюлозновмісний наповнювач, згідно з пропонованим винаходом новим є те, що як зв'язуюче вона містить полюлефін або суміш полюлефінів при такому співвідношенні компонентів, мас частки полюлефін або суміш полюлефінів - 30-80, целюлозновмісний наповнювач - 20-70 У найприйнятніших прикладах виконання композиції як полюлефін або суміш полюлефінів вона містить вторинний поліетилен низької густини або суміш вторинних поліетиленів низької густини, також композиція додатково містить до бОмас часток дисперсного каучуковмісного наповнювача у вигляді кришки з розміром частинок переважно до 1,5мм на ЮОмас часток основної композиції, а як дисперсний каучуковмісний наповнювач вона містить продукти подрібнення пневматичних шин Виконання гранульованого теплоізоляційного матеріалу у вигляді циліндрів набагато спрощує технологію його одержання всі необхідні операції підсушування целюлозновмісного наповнювача, розплавлення поліолефіну або суміші полюлефінів, змішування компонентів композиції, а також формування та грануляцію матеріалу можна здійснити на одній машині, наприклад, двочерв'яному екструдері Це суттєво спрощує технологію одержання теплоізоляційного матеріалу, а також знижує його вартість Виконання гранул у вигляді циліндрів діаметром 5-30мм і висотою 0,5-1,5 діаметра якнайповніше забезпечує необхідні експлуатаційні властивості матеріалу (теплоізоляційні й МІЦНІСНІ під час теплоізолювання найрізноманітніших об'єктів) Виконання же в кожній гранулі щонайменше одного поздовжнього наскрізного отвору, а також рифлів на її ЗОВНІШНІЙ поверхні не тільки знижує матеріалоємність і насипну густину гранул, але й збільшує його вільний об'єм, заповненюваний під час експлуатації матеріалу повітрям, яке має дуже високі теплоізоляційні властивості Використання в гранульованому теплоізоляційному матеріалі як зв'язуючого поліолефіну або суміші полюлефінів забезпечує не тільки високе зчеплення між собою частинок диспесного наповнювача, а й внаслідок покриття зазначених части нок полімером - їх низьке водовбирання, що значно покращує експлуатаційні властивості матеріалу При ВМІСТІ в композиції целюлозновмісного наповнювача менше 20мас часток суттєво збільшується водовбирання, а понад 70мас часток - значно зростає витрата зв'язуючого (поліолефіну) Використання як поліолефіну або суміші полюлефінів вторинного поліетилену низької густини або суміші вторинних поліетиленів низької густини не тільки здешевшує одержуваний матеріал, але й вирішує проблему утилізації полімерних ВІДХОДІВ Додавання же до основної композиції до бОмас % дисперсного каучуковмісного наповнювача (наприклад, продуктів подрібнення пневматичних шин) у вигляді кришки з розміром частинок переважно до 1,5мм також здешевшує одержуваний матеріал і вирішує проблему утилізації каучуковмісних ВІДХОДІВ (зношених автомобільних шин) Розмір частинок кришки переважно до 1,5мм обумовлено забезпеченням необхідної МІЦНОСТІ одержуваного матеріалу Суть винаходу пояснюється кресленнями, на яких зображено на фіг 1 - гранула пропонованого теплоізоляційного матеріалу, виконана у вигляді суцільного циліндра, на фіг 2 - те саме, з одним поздовжнім наскрізним отвором, на фіг 3 - гранула матеріалу, виконана у вигляді суцільного циліндра з рифлями на ЗОВНІШНІЙ поверхні та одним поздовжнім наскрізним отвором, на фіг 4 - те саме, з сімома поздовжніми наскрізними отворами Приклад 1 У двочерв'ячний еструдер з діаметром черв'яків 63мм послідовно за ходом перероблюваної композиції завантажують 50мас часток целюлозновмісного наповнювача (деревні опилки) і 50мас часток вторинного поліетилену низької густини Температура перероблення композиції в екструдері приблизно 130°С На виході з екструзійної головки відбувається гранулювання безперервно формованого деревнополімерного стрижня Одержують гранульований матеріал (приклад 1 у табл 2) у вигляді суцільних циліндрів 1 діаметром D=15 мм і довжиною І_=15мм (фіг1) Насипна густина матеріалу становить 537кг/м , коефіцієнт теплопровідності - 0,25Вт/(мхК), а водовбирання протягом 24год - не більше 2%мас До основної композиції може бути додатково введені до бОмас часток дисперсного каучуковмісного наповнювача у вигляді кришки з розміром частинок переважно до 1,5мм (наприклад, продукти подрібнення пневматичних шин з металевим або з текстильним кордом) Гранульований матеріал одержують у вигляді гладких циліндрів 1 - тип 1 (фіг 1), гладких циліндрів 1 з одним поздовжнім наскрізним отвором 2 тип 2 (фіг 2), рифлених циліндрів 3 з одним поздовжнім наскрізним отвором 2 - тип 3 (фіг 3), а також гладких циліндрів 1 із сімома поздовжніми наскрізними отворами 2 - тип 4 (фіг 4) Також можливі ІНШІ приклади виконання гранул У табл 1 наведені склади одержуваних композицій, а в табл 2 - властивості гранульованого теплоізоляційного матеріалу, виготовленого із зазначених композицій (температура перероблення композицій з використанням поліпропілену зазвичай становить 180-190°С) Границя МІЦНОСТІ всіх композицій під час стис 58921 кання лежить у межах 20-35МПа Таблиця 1 Склади одержуваних композицій , ел ел о о 40 ел о Целюлозновміснии наповнювач (деревні опилки) Поліетилен Поліпропілен Каучуковмісний наповнювач (подрібнені шини з металевим кордом) Каучуковмісний наповнювач (подрібнені шини з текстильним кордом) Вміст інгредієнтів, мас частки, згідно з прикладами 1 2 3 4 5 6 7 8 50 40 70 20 40 ЗО ЗО ЗО 50 ЗО 80 70 ЗО ЗО ел , ел ел о о о Найменування інгредієнтів 60 Таблиця 2 Властивості одержуваного гранульованого теплоізоляційного матеріалу Тип гра- Розміри Отвори Насипна № ма- № компо- Н\/П М Я - ГПЯН\/П Наявність п/гтмня К-т теплопро- Зодовбирання, П у і 1 IVIC4 I N n a , і [ J a n yj і, КІЛЬКІСТЬ діаметр рифлів 1 3 теріалу зиції відності, Вт(м х К) % мас теріалу кг/м мм 1 1 1 15x15 537 0,25 1,6 2 1 2 15x15 1 6 460 0,25 1,66 + 3 1 3 15x15 1 6 450 0,25 1,7 4 1 4 25x25 7 4 470 0,23 1,6 4 2 2 15x20 1 6 470 0,23 1,3 5 3 1 15x15 520 0,20 7,0 + 6 4 3 15x10 1 6 470 0,27