Патент на изобретение №2298533
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИДРОФОБНЫХ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МИНЕРАЛОВАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве гидрофобных минераловатных материалов со связующим. Состав для изготовления гидрофобных теплоизоляционных минераловатных материалов, содержащий стекловату, связующее, содержит связующее органо-минеральное в виде 5-10%-ной водной эмульсии нефтепромыслового отхода, образующегося при добыче и транспортировке нефти, содержащего 18,2-62,8% минеральной части и 37,2-81,2 органической части, при следующем соотношении компонентов, мас.%: стекловата – 39,3-73,6, указанный нефтепромысловый отход – 1,3-6,1; вода – остальное. Технический результат – снижение сорбционной влажности и водопоглощения волокон, а также повышение водоупрочнения материалов на основе минеральных и стеклянных волокон. 2 табл.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве гидрофобных минераловатных материалов со связующим, высокоэффективного средства для теплоизоляции трубопроводов и других подземных сооружений, а также для создания систем утепления ограждающих конструкций, находящихся при непосредственном контакте с водой и ее проявлениями. Известен состав для обработки неорганических волокнистых теплоизоляционных материалов, со следующим соотношением компонентов, мас.%: винилдиорганополисилоксан – 23,6-49,7, органогидридполисилоксан – 14,5-37, этиловый эфир ортокремниевой кислоты или продукт его частичной гидролитической конденсации – 0,3-2, Известен состав гидрофобного теплоизоляционного материала на основе неорганического волокнистого материала, состоящий из минеральной ваты, диспергатора, пенообразователя и водорастворимого кремнийорганического соединения формулы [C2H5Si(OH)2ONa]4-10 /Заявка 96106029 Российская Федерация, МПК С04В 30/02. Способ получения гидрофобного теплоизоляционного материала/ Фурчков В.А., Чепурин Б.П. и др., – заявл. 21.03.96; опубл. 27.06.98/ [2]. Недостатком данного состава является то, что он содержит кремнийорганические полимеры, которые не растворяются в дисперсионной среде и придают материалу повышенную среднюю плотность. Наиболее близким к заявленному изобретению составом того же назначения по совокупности признаков является состав производства ОАО “Флайдерер-Чудово”, состоящий из стеклянной ваты с диаметром волокон 4-5 мкм с содержанием кремнезема 73% и суммарным содержанием оксидов натрия и кальция около 20%, и синтетического связующего /ТУ 5763-002-00287697-97. Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна URSA. – Введ. 26.04.1998. – М., 1997/ [3]. Принят за прототип. Недостатком данного состава является то, что в рентгеновских спектрах этого состава обнаружены кристаллы кварца, которые снижают адгезию водоотталкивающих агентов, и такие характеристики, как сорбционная влажность и водопоглощение сильно завышены. Сущность изобретения заключается в разработке состава для изготовления гидрофобных минераловатных материалов на основе минеральных и стеклянных волокон из недефицитного местного сырья и отходов. Технический результат изобретения – снижение сорбционной влажности и водопоглощения гидрофобных теплоизоляционных минераловатных материалов, а также повышение водоупрочнения материалов на основе минеральных и стеклянных волокон. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном составе для изготовления гидрофобных теплоизоляционных минераловатных материалов, включающем стекловату, связующее, особенностью является то, что он содержит связующее органо-минеральное в виде 5-10%-ной водной эмульсии нефтепромыслового отхода, образующегося при добыче и транспортировке нефти, содержащего 18,2-62,8% минеральной части и 37,2-81,2 органической части, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
где входящие в состав смеси составляющие имеют свое назначение: – стекловата используется для создания каркаса материала, – органо-минеральное связующее – в качестве пропитки и для создания гидрофобных связей в волокнах, – вода – для создания дисперсионной среды. В качестве пропитки использовался состав на основе органо-минеральной эмульсии. Появление и накопление отходов в нефтепромысловых районах обусловлено добычей и транспортировкой нефти. Происходящая при этом пропитка грунта (глин, песков, карбонатов) способствует обогащению его нефтью и образованию месторождений нефтезагрязненных грунтов, объемы которых превышают десяток миллионов тонн. Вещественный состав отходов, содержащих нефть, зависит от условий их образования, состава нефти и вида минеральных загрязнителей. Отличием отходов нефтедобычи от отходов нефтепереработки является большое количество минералов (50-81%), представленных: примесями металлов, кварцем, гидроксидами железа, алюминия, кальция. Вещественный состав органо-минерального связующего представлен: – минеральной частью 62,8-18,2% кварц, СаСО3, MgCO3, Fe2O3, Fe(ОН)3, FeS, Fe2S; – органической частью 37,2-81,2% асфальто-смолистые вещества, парафины, парафино-цезериновые вещества. Органическая часть является водоотталкивающим компонентом, а минеральная – оседает на волокне. В опытах использовалось органо-минеральное связующее производства г.Усинск следующего химического состава, %: SiO2 – 72,1; Al2O3 – 7,3; Fe2O3 – 11,4; CaO – 4,2; MgO – 1,7; SO3 – 0,93; R2O – 1,86; остальное – потери при прокаливании. Содержание воды, отделившейся при расслоении связующего, составило 35%. Потери воды при высушивании на воздухе (20-25°С) – 16,1%. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата. Подготавливают эмульсию с содержанием 5-10% органо-минерального связующего от массы воды путем тщательного перемешивания. Перемешивание, при котором образуется пленка на поверхности воды, продолжается до равномерного распределения связующего в воде. Эту эмульсию проливают на стеклянную вату несколько раз со всех сторон. После 10-15 минут проливки стекловату взвешивают. Если увеличение по массе составляет более 2-4%, то проливку продолжают до стабилизации веса, пока прирост по массе не составит менее 2%. Уменьшение прироста массы стекловаты объясняется тем, что органические вещества по порам постепенно проникают внутрь стекловаты, а при заполнении пор на поверхности образуется тонкая органическая пленка, которая в свою очередь прекращает прилипание веществ и стабилизирует массу материала. После этого образцы сушат до постоянной массы в сушильных шкафах. При сушке достигается эффект расклинивания и изгибания волокон, что благоприятно сказывается на структурообразовании и положительно влияет на теплофизические свойства материала. Высокое содержание щелочных окислов и тонкий диаметр волокна снижают водостойкость материала, а следовательно, и увеличивают водопоглощение материала. Минеральные соединения, которые содержатся а органо-минеральном связующем, легко осаждаются на волокна, образуя минеральный гель. Минеральный гель содержит относительно немного гидрофильного компонента – оксида кремния, а органические вещества образуют тонкую гидрофобную пленку, так как по своей природе являются клеями. При твердении гель превращается в твердую оболочку, которая уменьшает выщелачиваемость и растворимость волокон, увеличивая тем самым водостойкость и водопоглощение, не ухудшая при этом устойчивости к сорбционному увлажнению. Твердая фаза частиц представлена нерастворимыми в воде микродисперсными минеральными частицами. Располагаясь на поверхности волокон, частицы связующего образуют качественно новый по строению материал, который утяжеляется в пределах данной марки по плотности, так как в твердой фазе содержатся замкнутые микропоры. Тем самым можно достичь минимального увеличения по плотности. Для экспериментальной проверки эффективности данного состава были приготовлены 6 составов: с 5% и 10% концентрацией шлама от массы воды, запредельный с концентрацией 15% шлама от массы воды для плотностей 13-16 кг/м3 и 50-66 кг/м3. Все составы, в том числе и прототип, приведены в табл.1. Результаты испытаний приведены в табл.2. Из приведенных данных видно, что технический результат достигнут – минераловатные материалы, полученные по предложенным составам, снижают водопоглощение и сорбционную влажность, а также повышают водоупрочнение стекловаты. Использование изобретения позволяет получать гидрофобные материалы на основе минеральных и стеклянных волокон из недефицитного недорогого местного сырья и отходов, которые превосходят аналоги по ряду характеристик.
Список источников информации 1. А.с. 1711476 СССР, МКИ C08L 83/07. Состав для обработки волокнистых материалов / Фомина Р.Г. – №4453577/05; заявл. 18.05.88; опубл. 20.10.99. 2. Заявка 96106029 Российская Федерация, МПК С04В 30/02. Способ получения гидрофобного теплоизоляционного материала / Фурчков В.А., Чепурин Б.П. [и др.]. – заявл. 21.03.96; опубл. 27.06.98. 3. ТУ 5763-002-00287697-97. Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна URSA. – Введ. 26.04.1998. – М., 1997.
Формула изобретения
Состав для изготовления гидрофобных теплоизоляционных минераловатных материалов, включающий стекловату, связующее, отличающийся тем, что он содержит связующее органо-минеральное в виде 5-10%-ной водной эмульсии нефтепромыслового отхода, образующегося при добыче и транспортировке нефти, содержащего 18,2-62,8% минеральной части и 37,2-81,2 органической части, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Стекловата 39,3-73,6 Указанный нефтепромысловый отход 1,3-6,1 Вода Остальное
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
-аллиловый эфир полиэтиленгликоля – 0,5-3, неионогенный эмульгатор – 1-5, вода – 25,6-46,6 /А.с. 1711476 СССР, МКИ C08L 83/07. Состав для обработки волокнистых материалов/ Фомина Р.Г. – №4453577/05; заявл. 18.05.88; опубл. 20.10.99/ [1]. Недостатком данного состава является повышенное водопоглощение и плотность.