Маса для виготовлення теплоізоляційного матеріалу

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам на волокнистой основе, используемых в качестве термостойких конструкционных заполнителей в автомобильной, авиационной и мебельной промышленности. Известна масса для изготовления теплоизоляционного материала наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче и выбранная в качестве прототипа (см. авт. св. № 1744920, кл. С 04 В 14/38, 26/20, 1992 г.) включающая синтетическое волокно, пoлиакриламид, поверхностно-активное вещество, органическое связующее, полифениленизофталамид и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Общими существенными признаками заявляемого изобретения и прототипа являются синтетическое волокно, полиакриламид, поверхностно-активное вещество, органическое связующее и вода. Причинами, препятствующими прототипу достижению технического результата заявляемого изобретения являются высокая огнеопасность, недостаточная гидрофобность получаемого материала из-за наличия в массе для изготовления теплоизоляционного материала лавсанового волокна и полифениле-низофталамида. Кроме того, использование высокотоксичных при горении и остродефицитных компонентов - лавсанового волокна и полифениленизофталамида ведет к удорожанию и высокой токсичности теплоизоляционного материала, обладающего низкой теплопроводностью и достаточно высокой гибкостью и сжимаемостью (50%). В основу изобретения положена задача разработать массу для изготовления теплоизоляционного материала, которая обеспечивала бы достаточно низкую огнеопасность (скорость горения) и высокую гидрофобность при этом не ухудшая теплопроводности, гибкости и сжимаемости теплоизоляционного материала за счет использования в ней синтетического, искусственного или природного волокна, или их смеси оксидов цинка, алюминия или кремния, или сурьмы/или молибдена, или кобальта и гидрофобизирующей добавки. Поставленная задача решается тем, что масса для изготовления теплоизоляционного материала, включающая синтетическое волокно, полиакриламид, поверхностно-активное вещество, органическое содержит искусственное и/или природное волокно или их смесь, оксиды цинка или алюминия, или кремния, или сурьмы, или молибдена, или кобальта и гидрофобизирующего добавку при следующем соотношении компонентов, мае. %: I В результате за счет использования в массе для изготовления теплоизоляционного материала - оксидов цинка или алюминия, или "кремния, или сурьмы, или молибдена, или кобальта и синтетических и искусственных или природных волокон или их смеси и гидрофобищирующей добавки поверхностно-активного вещества, полиакриламида, органического связующего удается значительно уменьшить огнеопасность, повысить водостойкость и снизить себестоимость получаемого теплоизоляционого материала, сохраняя его теплофизические и механические свойства. При этом удается уменьшить экологические вредное влияние на окружающую среду. Массу для изготовления теплоизоляционного материала получали используя следующие реагенты; отходы нетканого и хлопкового производства фабрик им. Розы Люксембург и нетканного производства Диспергирование и перемешивание ингредиентов осуществляли в лабораторном гидровзрывателе в режиме 1000 об/мин. Пе-номассу выливали на сетку и формовали, удаляя избыток воды. Сушку готовых образцов осуществляли в сушильном шкафу СНОЛ-3 при температуре 105-110°С. Массу для изготовления теплоизоляционного материала получали по следующей технологии, необходимое количество природного волокна (отходов бумажно-целлюлозного производства), синтетических (лавсановое волокно) или искусственных волокон (отходов нетканого, хлопкового производства) диспергировали и в гидровзбива-теле в течение 5 минут. Затем добавляли необходимое количество 25%-ного раствора ПВА и выдерживали при комнатной температуре 25 минут до осаждения связующего. Затем добавляли необходимые количества моющего раствора "Прогресс" и 1%-ного раствора полиакриламида стабилизатора пены и, интенсивно перемешивая, вспенивали со скоростью 1400 об/мин в течение 5 минут, доводя пену до кратности 2,5-3. Затем добавляли необходимое количество оксидов алюминия, или кремния, или сурьмы, или молибдена, или кобальта, или цинка и снова перемешивали в течение 2 минут и добавляли гидрофобизирующую добавку и снова перемешивали 2 минуты. Затем пено-массу заливали в сетчатую форму, удаляя избыток воды и высушивали в сушильном шкафу при температуре 105-110 С в течение 4-х часов. Свойства полученного теплоизоляционного материала оценивали, определяя огнеопасность (скорость горения, мм/мин) по ГОСТ 25076-81, теплопроводность по ГОСТ 7076-88, гибкость и сжимаемость по ГОСТ 17177-88, гидрофоб-ность (водостойкость) по ГОСТ 26666.4-89. Состав и свойства полученного теплоизоляционного материала представлены в таблице. Сущность заявляемого изобретения поясняется конкретными примерами выпрл^ нения. Пример 1. 1.3 г лавсанового, 1,3 г отходов хлопкового и нетканого производства и 0,9 г целлюлозного волокна диспергировали в 397 мл воды путем перемешивания в течение 5 минут и добавляли 6,6 мл 25%ного раствора ПВА и перемешивали еще 1 минуту, после этого смесь выдерживали в течение 20 минут. В смесь добавляли 9,7 мл 1%-ного раствора полиакриламида, 3,3 мл моющего раствора "Прогресс" и вспенивали 2 минуты до кратности пены равной 2,5-3. В смесь добавляли 18,5 г оксида алюминия (глинозема) и 3,1 мл гидрофобизирующей жидкости, затем образец формовали и высушивали при температуре 105-110°С в течение 3-4 ч. Скорость горения 100 мм/мин, гидрофобность 300 с, гибкость 15 мм, теплопроводность 0,40 Вт/мК0, сжимаемость 42% (пример 1 таблицы). Примеры 2-5. Поступали аналогично примеру 1, изменяя содержание волокон соответственно на природных - 1,3 г; 2,3 г; 0,4 г; 2,6 г; синтетических-3,1 г; 4,6 г; 0,9 г; 5,3 г; искусственных - 3,1 г; 4,6:0.9; 5,3 г. При содержании волокон в заявляемых пределах (примеры 1-3 таблицы) поставленная задача решается. При содержании волокон ниже заявляемого предела (пример 4 таблицы) приводит к получению теплоизоляционного материала с неустойчивой структурой, не достаточно гибкого. Поставленная задача не решается. При содержании вводимых волокон сверх заявляемого предела (пример 5 таблицы) материал огнеопасен. Скорость горения 110 мм/мин, кроме того материал обладает недостаточной гибкостью. Поставленная задача не решается. Примеры 6-10. Поступали аналогично примеру 1. изменяя лишь содержание гидрофобизирующей добавки соответственно на 2,0 мл; 3.5 мл;.5,1 мл; 1,5 мл; 5,5 мл. При содержании гидрофобизирующей добавки в заявляемых пределах (примеры 1,6-8 таблицы) поставленная задача решается. При использовании в композиции гидрофобизирующей добавки в количестве меньше заявляемого предела полученный материал не обладает достаточной водостойкостью (таблица, пример 9). Введение гидрофобизирующей добавки в количествах превышающих заявляемый предел (пример 10 таблицы) приводит к получению материала не обладающего гибкостью. Поставленная задача не решается. Примеры 11-15. Поступали аналогично примеру 1, изменяя лишь содержание ПВА соответственно на: 4,4 мл;-9,7 мл; 15,0 ил; 3,5 мл; 16,3 мл. При содержании ПВА в заявляемых пределах (примеры 1,11-13таб-лицы) поставленная задача решается. При содержании в массе ПВА ниже заявляемого предела ведет к получению слабовязкого каркаса, не обладающего достаточной сжимаемостью, материал огнеопасен. Скорость горения 110 мм/мин (пример 14 таблицы). Поставленная задача не решается. При содержании ПВА выше заявляемого предела (пример 15 таблицы) приводит к получению негибкого материала. Поставленная задача решается. Примеры 16-20. Поступали аналогично примеру 1, изменяя лишь содержание поверхностно-активного вещества соответственно на 1,5 мл; 3,3 мл; 5,1 мл; 1,1 мл; 5,7 мл. При содержании поверхностно-активного вещества в заявляемых пределах (примеры 1, 16, 17, 18 таблицы) поставленная задача решается. При использовании в композиции поверхностно-активного вещества в количестве меньше заявляемого интервала (пример 19 таблицы) получают жесткий материал, Гибкость недостаточная из-за недостаточной или слишком высокой кратности вспенивания. Поставленная задача не решается. При содержании в массе ПАВ выше заявляемого предела (пример 20 таблицы) получаемый материал имеет слабосвязанный каркас и расползается. Поставленная задача не решается. Примеры 21-25. Поступали так, как описано в примере 1, изменяя лишь содержание полиакриламида Соответственно на 3,1 мл; 6,6 мл; 10,1 мл; 2,2 мл; 11,0 мл. При содержании полиакриламида в заявляемых пределах (примеры 1, 21, 22, 23 таблицы) поставленная задача решается. При использовании в массе полиакриламида в количестве меньше заявляемого предела (пример 24 таблицы) не обеспечивается получение стабильной пены, в результате чего получают жёсткий материал с невысокой гибкостью. Введение полиакриламида в количествах, превышающих заявляемый предел (пример 25 таблицы) приводит к получению негибкого материала. Поставленная задача не решается. Примеры 26-30. Поступали аналогично примеру 1, изменяя содержание оксида алюминия соответственно на: 7,9 г; 19,0 г; 30,0 г; 6,2 г; 32,2 г. При содержании оксида алюминия в заявляемых пределах (примеры 1, 26, 27, 28 таблицы) поставленная задача решается. При использовании оксида алюминия в массе в количествах меньше заявляемого предела (пример 29 таблицы) не обеспечивается достаточная огнеопасность полученного материала. Поставленная задача не решается. При использовании оксида алюминия в массе выше заявляемого предела (пример 30 таблицы) получаемый материал негибкий, имеет высокую теплопроводность 0,044 Вт/м-К0. Поставленная задача не решается. Примеры 31-55. Поступали аналогично примеру 1. изменяя лишь оксиды элементов на: оксид кремния, или сурьмы, или молибдена, или окись кобальта, или цинка в заявляемых пределах (примеры 31,32, 33, 36, 37, 38, 41, 42, 43, 46, 47, 48, 51, 52, 53 таблицы). Поставленная задача решается. Пример 56 прототип. В таблице приведены данные по гибкости, теплопроводности и сжимаемости для прототипа, имеющего следующий состав, мас.%: Таким образом, заявляемая масса обеспечивает получение теплоизоляционного материала, обладающего высокой водостойкостью (гидрофобностью) низкой огнеопасностью за счет использования оксидов цинка или алюминия, или кремния, или сурьмы, или молибдена, или кобальта. Утилизация отходов бумажно-целлюлозного, нетканого, хлопкового производств позволит значительно снизить себестоимость изделия и исключить вредное влияние на окружающую среду. Высокая гибкость и сжимаемость теплоизоляционного материала позволяет использовать его для изоляции изделий сложной формы, что в сочетании с низкой теплопроводностью и огнеопасностью дает возможность широкого применения его в авиации, автомобилестроении и мебельной промышленности.