Теплоізоляційний матеріал

Реферат: Теплоізоляційний матеріал містить базальтове супертонке волокно, полівінілацетатну дисперсію, кремнезоль, сульфанол, та гідрофобізуючу домішку, глинисте зв'язуюче, штапельне волокно виготовлене з гірських порід базальтоподібного складу діаметром 0,2-3,0 мкм, гідрофобізуючу домішку з етилгідросілоксанового полімеру, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: полівінілацетатна дисперсія 0,5-1,9 кремнезоль 0,5-3,2 глинисте зв'язуюче 0,3-9,0 сульфанол 0,01-0,03 гідрофобізуюча домішка з етилгідросилоксанового 0,01-0,9 полімеру штапельне волокно з гірських порід базальтоподібного решта складу діаметром 0,2-3,0 мкм UA 87046 U (12) UA 87046 U UA 87046 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель стосується виробництва теплоізоляційних матеріалів на основі силікатних волокон, а саме на основі штапельних волокон з гірських порід базальтоподібного складу, які можуть бути використані в промисловому і цивільному будівництві, в промислових установках, побутовій техніці, як закрита теплоізоляція в багатошарових конструкціях різних галузей господарства. Відомі теплоізоляційні матеріали на основі супертонких базальтовових волокон, що містять в своєму складі глинисте зв'язуюче (авт. св. №№ 1214620, 1353603, патенти №№ 2044718, 2081095 та ін.) Наявність великої кількості глинистого зв'язуючого (10-30 мас. %) призводить до збільшення густини та низької водостійкості теплоізоляційного матеріалу. Відомий теплоізоляційний матеріал (Пат. № 2102350, РФ//Изобретения. - № 2, 1998), який містить базальтове супертонке волокно, глинисте зв'язуюче, полівінілацетатну дисперсію та гідрофобізуючу рідину 136-41 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Базальтове супертонке волокно діаметром 0,2-3,0 88,7-98,3 мкм Глинисте зв'язуюче 0,5-7,0 Полівінілацетатна дисперсія 1,0-2,3 Гідрофобізуюча рідина 1360,2-2. 41 Даний матеріал має невисокі фізико-механічні показники, а вміст в складі гідрофобізуючї рідини 136-41  1 % мас. негативно впливає на горючість, обмежуючи області застосування. Найбільш близьким за технічною суттю і технічним результатом, який може бути отриманий при здійсненні корисної моделі є теплоізоляційний матеріал (Патент RU № 2151115, опубл. 20.06.2000), який містить базальтове супертонке волокно, полівінілацетатну дисперсію, кремнезоль, сульфанол та гідрофобізуючу домішку - кремнійорганічну рідину ГКЖ-10 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: полівінілацетатна дисперсія 2,0-2,5 кремнезоль 3,3-3,8 сульфазол 0,05-0,1 кремнійорганічна рідина 0,1-0,3 ГКЖ-10 базальтове супертонке волокно діаметром 0,2-3,0 решта. мкм Однак, даний теплоізоляційний матеріал має відносно низькі експлуатаційні властивості за рахунок наявності високоактивного кремнезему у вигляді кремнезолю в кількості понад 3,3 % мас, основний недолік якого - знижена водостійкість, що в подальшому спричиняє збільшення показників сорбційної вологості та водопоглинання, а значить і зниження теплоізоляційних властивостей. Окрім того, наявність в складі кремнійорганічної рідини ГКЖ-10 призводить до утворення "висолів". Останні не тільки знижують естетичність теплоізоляції, але і є індикаторами можливих руйнівних процесів в структурі матеріалу. Задачею корисної моделі є створення теплоізоляційного матеріалу з поліпшеними експлуатаційними властивостями завдяки підвищенню водостійкості (зниженню об'ємного та капілярного водопоглинання). Поставлена задача вирішується таким шляхом, що запропонований теплоізоляційний матеріал, який містить базальтове супертонке волокно, полівінілацетатну дисперсію, кремнезоль, сульфазол, гідрофобізуючу домішку та додатково містить глинисте зв'язуюче, а супертонке волокно є штапельним волокном, виготовленим з гірських порід базальтоподібного складу діаметром 0,2-3,0 мкм, гідрофобізуюча домішка з етилгідросилоксанового полімеру, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: полівінілацетатна дисперсія 0,5-1,9 кремнезоль 0,5-3,2 глинисте зв'язуюче 0,3-9,0 сульфанол 0,01-0,03 етилгідросилоксановий 0,01-0,9 полімер штапельне волокно з гірських порід базальтоподібного решта. складу діаметром 0,2-3,0 мкм Суть корисної моделі полягає в наступному: 1 UA 87046 U 5 10 15 20 25 основним компонентом теплоізоляційного матеріалу є супертонке штапельне волокно виготовлене з гірських порід базальтоподібного складу з діаметром 0,2-3,0 мкм, з гірських порід базальтоподібного складу з діаметром елементарного волокна 0,2-3,0 мкм, полівінілацетатна дисперсія - один з компонентів зв'язуючого і сульфазол, що сприяє отриманню більш гомогенної системи та створює умови для рівномірного розподілу компонентів приформуванні матеріалу, забезпечуючи стабільність формованого сирцю та експлуатаційних властивостей матеріалу. Кремнезоль - це колоїдний розчин, що складається з дисперсійного середовища (води), і дисперсної фази, що являє собою міцели аморфного кремнезему. Міцели кремнезолю, насичені молекулами води, мають полімерну природу, високорозвинену поверхню і велику кількість функціональних (гідрофільних силанольних) груп, що забезпечує високу реакційну здатність, можливість модифікування поверхні частинок шляхом адсорбування різних іонів та використовуватися як один з компонентів зв'язуючого. Одночасне застосування кремнезолю, глинистого зв'язуючого і етилгідросилоксанового полімеру призводить до. утворення в'яжучої гідрофобної кремнійорганічної системи, яка в сполученні з полівінілацетатною дисперсією збільшує фізико-механічні показники і забезпечує захист матеріалу від вологи, підвищуючи термін служби та експлуатаційні властивості виробу. Склад матеріалу, що заявляється, готують наступним способом: - приготування зв'язуючого, змішуванням компонентів (поливінілацетатна дисперсія, кремнезоль, глинисте зв'язуюче, етилгідросилоксановий полімер, сульфанол) у воді; - просочення зв'язуючим штапельних волокон з гірських порід базальтоподібного складу; - формування матеріалу заданої товщини вакуум-фільтраційним способом при розрідженні 3 0,45-0,9 кг/см до вологості 12-25 %; - сушіння при 160-180 °C протягом 40-60 хв. в залежності від товщини матеріалу; - різка по формату. Виготовлені зразки теплоізоляційного матеріалу мають наступні характеристики, визначені відповідно до ДСТУ Б В.2.7-38-95 (ГОСТ 17177-94) і ГОСТ 7076-87: 3 Густина, кг/м Коефіцієнт теплопровідності при 25 °C, Вт/мК зволоження 24 год., % 80-160 0,035-0,04 72 год., % 24 год., мас. % 72 год., мас. % Капілярний підсос 24 год., мм 72 год., мм Міцність на стиск при 10 %-й деформації, МПа Температура застосування, °C поверхнево, °C 0,97-1,42 8,1-20,3 9,3-23,2 0,1-2,0 0,1-2,0 0,03-0,04 до 700 до 900. Сорбційне за 0,9-1,31 Водопоглинання за 30 Порівняння запропонованого складу теплоізоляційного матеріалу з прототипом та з іншими складами показало, що в техніці не відомий теплоізоляційний матеріал, в якому б мало місце запропоноване поєднання компонентів. В таблиці приведені склад та характеристики теплоізоляційного матеріалу. Таблиця Склад та характеристики теплоізоляційного матеріалу Компоненти, властивості матеріалу Полівінілацетатна дисперсія Кремнезоль Глинисте зв'язуюче Сульфанол Вміст компонентів, мас. % Показники Позамежні значення 1 2,5 0,3 0,1 0,001 Межі, що заявляються 2 1,9 0,5 0,3 0,01 2 3 1,2 1,8 4,5 0,02 4 0,5 3,2 9,0 0,03 Позамежні значення 5 0,2 4,0 14,0 0,07 UA 87046 U Продовження таблиці Компоненти, властивості матеріалу Етилгідросилоксановий полімер Штапельне волокно з гірських порід базальтоподібного складу 3 Густина, кг/м Теплопровідність при 25 °C, Вт/мК Сорбційне зволоження (24 год.), % (72 год.), % Водопоглинання (24 год.), % (72 год.), % Капілярний підсос (24 год.), мм (72 год.), мм Міцність на стиск при 10 %-й деформації, МПа 5 10 15 20 25 Вміст компонентів, мас. % Показники Позамежні значення 1 2 3 4 Позамежні значення 5 0,005 0,01 0,45 0,9 1,2 60 80 100 160 180 0,035 0,035 0,035 0,04 0,042 Межі, що заявляються решта 1,51 1,81 1,31 1,42 1,31 1,42 0,9 0,97 0,9 0,95 30 41 20,3 23,2 15,1 16,2 8,1 9,3 8,2 9,9 3,6 4,5 2,0 2,0 0,5 0,7 0,1 0,1 0,3 0,5 0,009 0,03 0,032 0,041 0,042 Виготовлення теплоізоляційного матеріалу проводиться відомим в техніці способом і на відомому обладнанні. Компоненти, що входять до складу теплоізоляційного матеріалу виготовляються промисловістю. Таким чином, пропозиція має третю ознаку - промислову придатність. Для експериментальної перевірки теплоізоляційного матеріалу, що заявляється виготовлені зразки 5 різних складів, три з яких мають оптимальні результати (див. таблицю). Склад № 1 має знижену міцність і стійкість до вологи, що зв'язано зі зниженим вмістом гідрофобізатору - етилгідросилоксанового полімеру. Склад № 5 має задовільні характеристиками міцності і водостійкістю, однак при цьому погіршуються його теплоізоляційні властивості і підвищується густина із-за зменшення вмісту волокна та збільшення вмісту глиняного зв'язуючого, що визначає рівень даних характеристик. Високі експлуатаційні властивості запропонованого теплоізоляційного матеріалу (негорючість, мала густина, низький коефіцієнт теплопровідності і водопоглинання, термостійкість) розширюють межі його застосування, а саме в промислових установках, побутовій техніці, закритій теплоізоляція в багатошарових конструкціях різних галузей господарства. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Теплоізоляційний матеріал, який містить базальтове супертонке волокно, полівінілацетатну дисперсію, кремнезоль, сульфанол та гідрофобізуючу домішку, який відрізняється тим, що він додатково містить глинисте зв'язуюче, а базальтове супертонке волокно є штапельним волокном, виготовленим з гірських порід базальтоподібного складу діаметром 0,2-3,0 мкм, гідрофобізуючу домішку з етилгідросилоксанового полімеру, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: полівінілацетатна дисперсія 0,5-1,9 кремнезоль 0,5-3,2 глинисте зв'язуюче 0,3-9,0 сульфанол 0,01-0,03 гідрофобізуюча домішка з етилгідросилоксанового 0,01-0,9 полімеру 3 UA 87046 U штапельне волокно з гірських порід базальтоподібного складу діаметром 0,2-3,0 мкм решта. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4