Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2476407

(19)

RU

(11)

2476407

(13)

C2

(51) МПК C04B38/08 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.02.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010122188/03, 31.05.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

31.05.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 31.05.2010

(43) Дата публикации заявки: 10.12.2011

(45) Опубликовано: 27.02.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2104252 С1, 10.02.1998. RU 2312839 С1, 20.12.2007. RU 2155735 C1, 10.09.2000. RU 2377210 C1, 27.12.2009. KZ 18457A, 15.05.2007. ЕР 1829838 А2, 05.09.2007. US 7244692 В2, 29.06.2010. WO 2004089843 A1, 21.10.2004.

Адрес для переписки:

454007, г.Челябинск, пр-кт Ленина, 26, а/я 1072, В.А. Сырых

(72) Автор(ы):

Сырых Валерий Александрович (RU),

Багин Валерий Владимирович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Сырых Валерий Александрович (RU),

Багин Валерий Владимирович (RU)

(54) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к сырьевым смесям для изготовления теплоизоляции, применяемой в промышленных тепловых агрегатах различного назначения. Технический результат - снижение теплопроводности, увеличение термической стойкости теплоизоляции и снижение ее линейной температурной усадки при максимальной температуре эксплуатации. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции, включающая связующее, вспученный вермикулит и волокнистый заполнитель, в качестве связующего содержит портландцемент, в качестве волокнистого заполнителя - базальтовую фибру, дополнительно содержит микрокремнезем и комплексную добавку - модифицированную гидрооксиэтилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 46-53, вспученный вермикулит 21-25, базальтовая фибра 16-21, микрокремнезем 8-10, а комплексная добавка (модифицированная гидрооксиэтилцеллюлоза) 0,4-0,7 от массы связующего. 2 табл.

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к сырьевым смесям для изготовления теплоизоляции, применяемой в промышленных тепловых агрегатах различного назначения.

Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции торкретированием, включающая связующее - жидкое стекло, отвердитель, заполнитель - керамзитовый песок и вспученный вермикулит (предварительно нагретый при температуре 300-350°С), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло

2-8

отвердитель

3-10

керамзитовый песок

10-30

вермикулит (предварительно нагретый

при температуре 300-350°С)

52-85

(см. пат. RU 722882 от 02.03.1978, опубл. 25.03.1980).

Объем теплоизоляционного слоя на основе данной сырьевой смеси при воздействии температуры выше 350°С увеличивается за счет довспучивания вермикулитовой руды, что зачастую приводит к его растрескиванию и разрушению, что является основным недостатком данной смеси.

Известна также сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции торкретированием или формированием, включающая связующее - жидкое стекло, волокнистый заполнитель - асбестовые отходы, вспученный вермикулит и тонкомолотая топливная золошлаковая смесь, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло

25-32

асбестовые отходы

41-55

вспученный вермикулит

3-6

тонкомолотая топливная золошлаковая смесь

17-21

(см. пат. RU 1203059 от 05.07.1984, опубл. 07.01.1986).

Недостатком данной смеси является относительно невысокая температура ее применения (не выше 600°С), недостаточно высокая термостойкость и значительная (до 2%) линейная усадка при максимальной температуре применения.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой сырьевой смеси для изготовления теплоизоляции является сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции (теплоизоляционных изделий), включающая связующее - жидкое стекло и глину, вспученный вермикулит и волокнистый заполнитель (стекловолокно), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

стекловолокно

70-80

глина

5-15

вспученный вермикулит

5-10

жидкое стекло

5-10

(см. пат. RU 2104252 от 24.01.1996, опубл. 10.02.1998).

Недостатком этой смеси является достаточно высокая теплопроводность материала, невысокая термическая стойкость его и значительная линейная усадка при максимальной температуре эксплуатации.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение теплопроводности, увеличение термической стойкости теплоизоляции и снижение ее линейной температурной усадки при максимальной температуре эксплуатации.

Поставленный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции, включающая связующее, вспученный вермикулит и волокнистый заполнитель, согласно изобретению в качестве связующего содержит портландцемент, в качестве волокнистого заполнителя - базальтовую фибру, дополнительно содержит микрокремнезем и комплексную добавку - модифицированную гидрооксиэтилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

связующее (портландцемент)

46-53

вспученный вермикулит

21-25

базальтовая фибра

16-21

микрокремнезем

8-10

а комплексная добавка - модифицированная гидрооксиэтилцеллюлоза - 0,4-07 от массы связующего.

Предлагаемая сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции расширяет гамму средств теплоизоляции и обеспечивает повышение эксплуатационных характеристик теплоизоляции, достигаемых всей совокупностью компонентов и их соотношением в соответствии с отличительными признаками формулы изобретения, а именно: увеличение термической стойкости теплоизоляции, а также снижение теплопроводности и снижение линейной температурной усадки при максимальной температуре эксплуатации.

Введение в предлагаемую сырьевую массу базальтовой фибры, микрокремнезема и комплексной добавки - модифицированной гидрооксиэтилцеллюлозы, способствует созданию в зернисто-волокнистой структуре теплоизоляционного материала дисперсно-армированной матрицы с повышенным сопротивлением термоудару и одновременному повышению ее сопротивлению теплопередачи.

Проведенные патентные исследования не выявили сходных технических решений, что позволяет сделать вывод о новизне и изобретательском уровне заявляемого технического решения.

Отечественная промышленность располагает всеми средствами (материалами, оборудованием и технологией), необходимыми для получения предлагаемой сырьевой смеси для изготовления теплоизоляции и широкого использования ее в промышленности для высокотемпературной теплоизоляции в тепловых агрегатах различного назначения с температурой изолируемой поверхности до 900°С.

Сущность заявляемого изобретения поясняется проведенными экспериментами и полученными результатами.

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции содержит: связующее -портландцемент (ГОСТ 10178-85), вспученный вермикулит (ГОСТ 12865-67), волокнистый заполнитель - базальтовая фибра, микрокремнезем и комплексную добавку - модифицированную гидрооксиэтилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

связующее (портландцемент)

46-53

вспученный вермикулит

21-25

базальтовая фибра

16-21

микрокремнезем

8-10

а комплексная добавка - модифицированная гидрооксиэтилцеллюлоза - 0,4-07 от массы связующего.

Волокнистый заполнитель - базальтовая фибра (ТУ 5952-036-05328981-2005 «Нить базальтовая рубленая») - имеет следующие технические характеристики:

диаметр единичного волокна, мкм

13-17

длина волокна, мм

0,6-1

массовая доля замасливания, не более, %

0,3

массовая доля влаги, не более, %

1

гигроскопичность не более, %

2

содержание веществ, удаляемых при

прокаливании, не более, %

0,3

Характерными свойствами базальтовой фибры являются:

- экологическая чистота;

- стойкость к агрессивным средам;

- высокая прочность и долговечность;

- абсолютная негорючесть.

Микрокремнезем представляет мелкодисперсный продукт, образующийся при производстве кремнесодержащих сплавов и представляющий собой диоксид кремния аморфной модификации. Микрокремнезем производится в соответствии с ТУ 5743-048-02495332-96 и имеет следующие технические характеристики:

насыпная плотность, кг/м 3

110-120

влажность, %

3

потери при прокаливании, %

1,58

индекс активности, %

110

содержание SiO 2 ,

84,9-86,2

содержание СаО,

0,75-0,78

Комплексная добавка - модифицированная гидрооксиэтилцеллюлоза - является продуктом, получаемым путем обработки природного органического сырья, размолотого в порошок и перемешанного с натриевым щелоком и этерифицированного затем с метилхлоридом и этиленоксидом.

Таким образом, основой модифицированной гидрооксиэтилцеллюлозы является этилцеллюлоза [(С 6 Н 7 О 02 (ОН) 3-х ОС 2 Н 5 ) X ] n . Точный состав этого продукта является «ноу-хау».

При проведении экспериментов компоненты для получения сырьевой смеси были взяты в соотношении, мас.%, указанном в табл.1.

Таблица 1

Компоненты

Номер состава и содержание компонентов в соотношении, мас.%

1

2

3

Связующее - портландцемент М 400

46

49,5

53

Вспученный вермикулит

25

23

21

Базальтовая фибра

21

18,5

16

Микрокремнезем

8

9

10

Комплексная добавка - модифицированная гидрооксиэтилцеллюлоза (от массы связующего)

0,4

0,55

0,7

Сырьевую смесь для изготовления теплоизоляции готовят следующим образом. В смеситель вводят отдозированное количество связующего портландцемента М 400, микрокремнезема и модифицированной гидрооксиэтилцеллюлозы, затем вводят вспученный вермикулит и базальтовую фибру. После этого в смеситель подается необходимое количество воды. Необходимое количество воды затворения составляет в среднем 960 литров на 1 тонну сухой смеси, что соответствует водоцементному отношению в пределах 2,20-2,25. Это объясняется высоким содержанием в исходной сырьевой смеси пористого (вспученный вермикулит) и волокнистого (базальтовая фибра) заполнителей. Смешивание продолжают до получения однородной (гомогенной) массы.

Основные свойства теплоизоляции на основе предлагаемых сырьевых смесей приведены в таблице 2.

Таблица 2

Свойства

Номер состава и показатели свойств

1

2

3

Плотность материала, кг/м 3

310

315

320

Термическая стойкость (кол-во циклов воздушных теплосмен) 25±5°С - 800°С

95

116

127

Линейная температурная усадка при Т=800°С

0,10

0,27

0,16

Теплопроводность при Т=600°С, Вт/м·К

0,110

0,132

1,51

Температура применения, °С

900

900

900

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции обеспечивает:

плотность материала, кг/м 3

310-320

термическая стойкость (количество циклов воздушных теплосмен) 25±5°С-800°С

95-127

линейная температурная усадка при Т=900°С

0,1-0,16

теплопроводность при Т=600°С, Вт/м·К

0,110-0,151

температура применения, °С

900

Снижение содержания связующего менее 46% не обеспечивает получение необходимых прочностных характеристик материала, а увеличение его содержания свыше 53% приводит к увеличению средней плотности материала и росту теплопроводности.

Снижение содержания вспученного вермикулита менее 21% приводит к снижению термической стойкости теплоизоляции, а увеличение его содержания свыше 25% не позволяет изготавливать покрытие заявляемых свойств.

Снижение в сырьевой смеси для изготовления теплоизоляции содержания базальтовой фибры менее 16% приводит к росту линейной температурной усадки материала, а увеличение более 21% - к снижению прочностных характеристик материала.

Снижение содержания микрокремнезема менее 8% приводит к росту линейной температурной усадки, а увеличение его содержания более 10% приводит к снижению термической стойкости материала.

Снижение содержания модифицированной гидрооксиэтилцеллюлозы менее 0,4% от массы связующего приводит к снижению термической стойкости материала, а увеличение ее содержания более 0,7% - к росту линейной температурной усадки материала.

Испытания предлагаемой сырьевой смеси были проведены при изготовлении теплоизоляции высотных дымовых металлических труб.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляции, включающая связующее, вспученный вермикулит и волокнистый заполнитель, отличающаяся тем, что в качестве связующего она содержит портландцемент, в качестве волокнистого заполнителя - базальтовую фибру, дополнительно содержит микрокремнезем и комплексную добавку - модифицированную гидрооксиэтилцелюлозу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

связующее-портландцемент

46-53

вспученный вермикулит

21-25

базальтовая фибра

16-21

микрокремнезем

8-10

комплексная добавка -

модифицированная гидрооксиэтилцелюлоза

0,4-07 от массы связующего