RU2636718C1 - Method of producing heat insulator - Google Patents
Method of producing heat insulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636718C1 RU2636718C1 RU2016138593A RU2016138593A RU2636718C1 RU 2636718 C1 RU2636718 C1 RU 2636718C1 RU 2016138593 A RU2016138593 A RU 2016138593A RU 2016138593 A RU2016138593 A RU 2016138593A RU 2636718 C1 RU2636718 C1 RU 2636718C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hours
- mixture
- temperature
- carried out
- stage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для получения легковесного огнеупорного теплоизоляционного материала с целью обеспечения тепловой защиты передового энергетического оборудования.The invention relates to the field of heat engineering and can be used to obtain a lightweight refractory heat-insulating material in order to provide thermal protection for advanced power equipment.
Известен способ изготовления конструктивно-теплоизоляционной строительной керамики (патент № RU 2379258, опубл. 20.01.2010, МПК С04В 35/16), включающий подготовку минеральной связующей добавки, увлажнение и пластификацию зольного компонента, смешивание связующей добавки с пластифицированным зольным компонентом, полусухое прессование изделий и обжиг. При этом пластифицирующую добавку готовят по шликерному способу совместным мокрым помолом цеолитовой породы с лингосульфонатом кальция в шаровой мельнице до остатка на сите 0088 не более 2-3%, осуществляют пластификацию смешиванием зольных микросфер с полученным цеолитлигносульфонатным шликером с последующим введением сухой минеральной связующей добавки в виде цеолитовой породы, высушенной при температуре 110-150°С и измельченной до размеров частиц менее 0,5 мм, формование изделий из полученной сырьевой смеси осуществляют полусухим прессованием под давлением 20-25 МПа, а обжиг проводят при температуре 980±20°С.A known method of manufacturing structural and heat-insulating building ceramics (patent No. RU 2379258, publ. 20.01.2010, IPC С04В 35/16), including the preparation of a mineral binder additive, moisturizing and plasticizing the ash component, mixing the binder additive with a plasticized ash component, semi-dry pressing of products and firing. In this case, the plasticizing additive is prepared by the slip method by co-wet milling the zeolite rock with calcium lingosulfonate in a ball mill to a residue of 0088 sieve of no more than 2-3%, plasticizing is carried out by mixing fly ash microspheres with the obtained zeolite lignosulfonate slip, followed by the introduction of a dry mineral binder additive in the form of zeolite rock, dried at a temperature of 110-150 ° C and crushed to particle sizes less than 0.5 mm, the molding of products from the resulting raw material mixture is carried out by semi-dry press by pressing under a pressure of 20-25 MPa, and firing is carried out at a temperature of 980 ± 20 ° C.
Недостатком настоящего изобретения является сложность изготовления конструктивно-теплоизоляционной керамики и высокая плотность материала, полученного настоящим способом.The disadvantage of the present invention is the difficulty of manufacturing structurally insulating ceramics and the high density of the material obtained by the present method.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ получения конструкционно-теплоизоляционного строительного материала на основе алюмосиликатных микросфер (Патент №2455253, опубл. 10.07.2012, МПК С04В 28/26), включающий перемешивание алюмосиликатных микросфер и вяжущего - жидкого стекла, формование, термообработку, выдержку, остывание, где в качестве наполнителя используют жидкое стекло натриевое и/или калиевое, осуществляют формование с удельной нагрузкой 1,5-5 МПа, термообработку, включающую: I этап термоудара - путем повышения температуры до 100-130°С за 7-15 мин, выдержку - при 100-130°С 7-15 мин, II этап термоудара - путем подъема температуры до 300-550°С в течение 10-30 мин, выдержку - 40-80 мин и остывание в печи в течение 5-8 ч.Closest to the technical nature of the present invention is a method for structural and heat-insulating building material based on aluminosilicate microspheres (Patent No. 2455253, publ. 10.07.2012, IPC С04В 28/26), including mixing aluminosilicate microspheres and a binder - water glass, molding, heat treatment, aging, cooling, where sodium and / or potassium water glass is used as a filler, molding is carried out with a specific load of 1.5-5 MPa, heat treatment including: stage I of thermal shock - then increase the temperature to 100-130 ° C in 7-15 minutes, hold at 100-130 ° C for 7-15 minutes, stage II thermal shock by raising the temperature to 300-550 ° C for 10-30 minutes, hold 40-80 min and cooling in the oven for 5-8 hours
Недостатком настоящего технического решения является высокая плотность и теплопроводность теплоизоляционного материала, полученного указанным способом, а также его низкая прочность.The disadvantage of this technical solution is the high density and thermal conductivity of the heat-insulating material obtained by this method, as well as its low strength.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение механической прочности и снижение теплопроводности конструкционно-теплоизоляционного материала.The technical task of the invention is to increase the mechanical strength and reduce the thermal conductivity of structural and thermal insulation material.
Технический результат заключается в повышении эффективности теплоизоляционных характеристик и срока эксплуатации материала, полученного предлагаемым способом.The technical result is to increase the efficiency of thermal insulation characteristics and the life of the material obtained by the proposed method.
Это достигается тем, что в известном способе получения конструкционно-теплоизоляционного материала, включающем подготовку формовочной смеси, формование и термообработку, выдержку и остывание, дополнительно проводят полимеризацию, при этом подготовку формовочной смеси проводят в три этапа, на первом этапе готовят смесь на основе алюмосиликатных микросфер, алюмохромфосфатного связующего и катализатора отверждения, на втором этапе готовят смесь на основе алюмосиликатных микросфер и карбамидфурановой смолы, на третьем этапе проводят гомогенизацию двух полученных смесей путем порционного добавления первой смеси ко второй, затем осуществляют формование путем кратковременной виброусадки и постепенного прессования смеси при давлении пуансона 1,5 МПа, далее проводят полимеризацию при комнатной температуре в течение 12 часов, термообработку осуществляют в кислородной среде ступенчатым нагревом до 700°С в течение 16 часов, выдержку проводят при температуре 700°С в течение 4 часов и остывание в печи - в течение 4-5 часов, причем оптимальное соотношение алюмохромфосфатного связующего и карбамидфурановой смолы по объему составляет 70:30, а их общий объем по отношению к алюмосиликатным микросферам составляет 1:6.This is achieved by the fact that in the known method for producing structural and heat-insulating material, including preparing the molding sand, molding and heat treatment, holding and cooling, polymerization is additionally carried out, while preparing the molding sand is carried out in three stages, at the first stage a mixture is prepared based on aluminosilicate microspheres , alumochromophosphate binder and curing catalyst, in the second stage, a mixture is prepared on the basis of aluminosilicate microspheres and urea resin, in the third stage, g the cannulation of the two mixtures obtained by portionwise adding the first mixture to the second, then molding by short-term vibration shrinkage and gradual pressing of the mixture at a punch pressure of 1.5 MPa, then polymerization is carried out at room temperature for 12 hours, heat treatment is carried out in an oxygen medium by step heating to 700 ° C for 16 hours, aging is carried out at a temperature of 700 ° C for 4 hours and cooling in an oven for 4-5 hours, the optimal ratio of alumino-phosphate binder and its karbamidfuranovoy resin by volume of 70:30, and their total volume with respect to the aluminosilicate microspheres is 1: 6.
Реализация предлагаемого способа получения конструкционно-теплоизоляционного материала осуществляется следующим образом.Implementation of the proposed method for obtaining structural and thermal insulation material is as follows.
На первом этапе готовят смесь на основе алюмосиликатных микросфер, алюмохромфосфатного связующего и катализатора отверждения с помощью планетарного смесителя. Полученную смесь выгружают из смесителя и помещают в закрытую емкость, препятствующую поступлению воздуха для исключения высыхания смеси. На втором этапе готовят смесь на основе алюмосиликатных микросфер и карбамидфурановой смолы. При этом на первом и втором этапах используется одинаковое количество микросфер. На третьем этапе проводят гомогенизацию двух полученных смесей путем порционного добавления первой смеси ко второй с постепенным увеличением скорости вращения смесителя.At the first stage, a mixture is prepared on the basis of aluminosilicate microspheres, aluminochromophosphate binder and curing catalyst using a planetary mixer. The resulting mixture is unloaded from the mixer and placed in a closed container that prevents air from entering to prevent drying of the mixture. At the second stage, a mixture is prepared on the basis of aluminosilicate microspheres and urea resin. In this case, at the first and second stages, the same number of microspheres is used. At the third stage, the two mixtures obtained are homogenized by portionwise adding the first mixture to the second with a gradual increase in the speed of rotation of the mixer.
Полученную формовочную смесь загружают в матрицу вибропресса и проводят ее виброусадку путем кратковременного включения вибромотора пресса. Далее проводят прессование смеси с вибрацией в течение 5-7 секунд при давлении пуансона 1,5 МПа. Это обеспечивает оптимальную плотность паковки микросферы в полимерной фазе. После прессования поднимают матрицу и пуансон и извлекают заготовку. Затем заготовку оставляют при комнатной температуре на 12 часов для прохождения процесса полимеризации карбамидфурановой смолы.The resulting molding sand mixture is loaded into a vibrating press matrix and its vibration shrink is carried out by briefly turning on the press vibration motor. Next, the mixture is pressed with vibration for 5-7 seconds at a punch pressure of 1.5 MPa. This ensures optimal packing density of the microspheres in the polymer phase. After pressing, the die and punch are lifted and the workpiece is removed. Then the workpiece is left at room temperature for 12 hours to undergo the process of polymerization of the urea resin.
После этого заготовку помещают в камерную печь и проводят термообработку в кислородной среде со ступенчатым нагревом до 700°С в течение 16 часов. При этом в первые 4 часа при температуре 100-150°С происходит дополимеризация карбамидфурановой смолы с образованием пространственно-сшитого полимера, в следующие 4 часа при температуре 250°С происходит испарение воды и разложение кристаллогидратов в алюмохромфосфатном связующем. В последующие 4-5 часов при температуре 400-500°С начинается реакция термоотверждения алюмохромфосфатного связующего с образованием полифосфатов и оксидов металлов и окончательным удалением кристаллизационной воды, и при этой же температуре начинается карбонизация карбамидфурановой смолы. Оставшееся время идет на окончательную карбонизацию карбамидфурановой смолы с образованием углеродной структуры при температуре 700°С. При этом из алюмохромфосфатного связующего выделяются кристаллы пирофосфата алюминия.After this, the preform is placed in a chamber furnace and heat treatment is carried out in an oxygen medium with stepwise heating to 700 ° C for 16 hours. In the first 4 hours at a temperature of 100-150 ° C, the urea-furan resin undergoes additional polymerisation with the formation of a spatially cross-linked polymer, in the next 4 hours at 250 ° C, water evaporates and decomposition of crystalline hydrates in an alumino-phosphate binder. In the next 4-5 hours, at a temperature of 400-500 ° C, the thermosetting reaction of the aluminochromophosphate binder begins with the formation of polyphosphates and metal oxides and the final removal of crystallization water, and at the same temperature carbonization of the urea resin begins. The remaining time is spent on the final carbonization of the urea resin with the formation of a carbon structure at a temperature of 700 ° C. In this case, crystals of aluminum pyrophosphate are separated from the alumochromophosphate binder.
Далее проводят выдержку заготовок при 700°С в течение 4 часов для окончательного удаления углерода из объема материала, который вступает в реакцию с кислородом и выделяется в виде углекислого газа. По окончании процесса термоотверждения печь выключают и оставляют в ней заготовки для плавного остывания в течение 4-5 часов во избежание раскола материала из-за резкого снижения температуры.Next, the blanks are held at 700 ° C for 4 hours to finally remove carbon from the volume of the material, which reacts with oxygen and is released in the form of carbon dioxide. At the end of the thermosetting process, the furnace is turned off and the blanks are left in it for smooth cooling for 4-5 hours to avoid material splitting due to a sharp decrease in temperature.
Опытным путем было доказано, что при использовании в качестве дисперсного наполнителя алюмосиликатных микросфер диаметром не ниже 100 мкм полученный материал обладает высокими прочностными характеристиками и в процессе обжига при высоких температурах не разрушается. Кроме того, материал имеет предел прочности при изостатическом сжатии 0,5 МПа, что важно в условиях получения материалов методом прессования, поскольку в случае использования более легкой и соответственно хрупкой микросферы велика вероятность разрушения большей ее части при проведении процесса прессования и, как следствие, резкое снижение прочностных и теплофизических параметров.It was experimentally proved that when using aluminosilicate microspheres with a diameter of at least 100 μm as a dispersed filler, the resulting material has high strength characteristics and does not collapse during firing at high temperatures. In addition, the material has a tensile strength under isostatic compression of 0.5 MPa, which is important in conditions of obtaining materials by pressing, since in the case of using a lighter and accordingly brittle microsphere, it is likely that most of it will be destroyed during the pressing process and, as a result, decrease in strength and thermophysical parameters.
Полученный предлагаемым способом конструкционно-теплоизоляционный материал прост в изготовлении и обладает следующими характеристиками: теплопроводность составляет 0,089 Вт/(м⋅К), прочность на сжатие - 0,75 МПа, плотность - 0,25 г/см3.Obtained by the proposed method, structural and heat-insulating material is simple to manufacture and has the following characteristics: thermal conductivity is 0.089 W / (m⋅K), compressive strength - 0.75 MPa, density - 0.25 g / cm 3 .
В ходе экспериментов, результаты которых представлены в Таблице 1, было установлено, что с точки зрения соотношения прочностных характеристик и теплопроводности оптимальное соотношение алюмохромфосфатного связующего и карбамидфурановой смолы по объему составляет 70:30, а соотношение объемов связующих и алюмосиликатных микросфер - 1:6.During the experiments, the results of which are presented in Table 1, it was found that from the point of view of the ratio of strength characteristics and thermal conductivity, the optimal ratio of alumino-phosphate binder and urea-furan resin by volume is 70:30, and the ratio of the volumes of binders and aluminosilicate microspheres is 1: 6.
Конкретным примером реализации предлагаемого способа является создание теплоизоляционных изделий с замками типа шип-паз, применяемых для обмуровки энергетического оборудования. Пример поясняется чертежом, на котором изображено теплоизоляционное изделие 1 размером 200×300×70 мм, выполненное в форме прямоугольного параллелепипеда с замками типа шип 2, 4 - паз 3, 5. Такая форма изделия упрощает монтаж, снижает потери в области тепловых мостиков, а также повышает общую прочность материала. Данные изделия эксплуатируют в диапазоне температур от 0 до 700°С.A specific example of the implementation of the proposed method is the creation of heat-insulating products with tongue-and-groove locks used for lining power equipment. An example is illustrated in the drawing, which shows a heat-insulating
Использование изобретения позволяет обеспечить эффективную тепловую защиту оборудования при повышенных температурах за счет низкой теплопроводности материала, полученного предложенным способом, а также повысить срок эксплуатации конструкционно-теплоизоляционного материала.The use of the invention allows to provide effective thermal protection of equipment at elevated temperatures due to the low thermal conductivity of the material obtained by the proposed method, as well as to increase the life of the structural and thermal insulation material.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016138593A RU2636718C1 (en) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | Method of producing heat insulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016138593A RU2636718C1 (en) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | Method of producing heat insulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2636718C1 true RU2636718C1 (en) | 2017-11-27 |
Family
ID=63853139
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016138593A RU2636718C1 (en) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | Method of producing heat insulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2636718C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU590888A1 (en) * | 1975-10-30 | 1982-09-23 | Волжское Объединение По Производству Легковых Автомобилей Им.50-Летия Ссср "Автоваз" | Sand for making molding cores |
SU895065A1 (en) * | 1980-09-08 | 1983-07-30 | Государственный научно-исследовательский институт стекла | Fibrous filtering material |
WO1994023865A1 (en) * | 1993-04-22 | 1994-10-27 | Foseco International Limited | A mould and a method for the casting of metals and refractory compositions for use therein |
RU2055819C1 (en) * | 1990-10-19 | 1996-03-10 | Краснодарский научно-технический экспериментальный комплекс "Трубопроводсервис" | Method to prepare raw materials mixture for heat-insulation material |
RU2057740C1 (en) * | 1991-11-15 | 1996-04-10 | Институт химии Уральского отделения АН СССР | Charge for foamceramic material producing |
RU2455253C1 (en) * | 2011-03-01 | 2012-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | Method of producing structural-heat insulating material based on aluminosilicate microspheres |
-
2016
- 2016-09-29 RU RU2016138593A patent/RU2636718C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU590888A1 (en) * | 1975-10-30 | 1982-09-23 | Волжское Объединение По Производству Легковых Автомобилей Им.50-Летия Ссср "Автоваз" | Sand for making molding cores |
SU895065A1 (en) * | 1980-09-08 | 1983-07-30 | Государственный научно-исследовательский институт стекла | Fibrous filtering material |
RU2055819C1 (en) * | 1990-10-19 | 1996-03-10 | Краснодарский научно-технический экспериментальный комплекс "Трубопроводсервис" | Method to prepare raw materials mixture for heat-insulation material |
RU2057740C1 (en) * | 1991-11-15 | 1996-04-10 | Институт химии Уральского отделения АН СССР | Charge for foamceramic material producing |
WO1994023865A1 (en) * | 1993-04-22 | 1994-10-27 | Foseco International Limited | A mould and a method for the casting of metals and refractory compositions for use therein |
RU2455253C1 (en) * | 2011-03-01 | 2012-07-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | Method of producing structural-heat insulating material based on aluminosilicate microspheres |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1884193A (en) | Porous mullite ceramic materials and method for preparing same | |
CN106518115A (en) | Refractory material and preparation method thereof | |
CN1254456C (en) | Light fire resisting brick of iolite-mulbite and preparation process thereby | |
CN103819201A (en) | Special sintering production method for rectangular-hole light shale brick | |
CN107010990B (en) | Preparation method of low-thermal-conductivity cordierite porous ceramic | |
RU2636718C1 (en) | Method of producing heat insulator | |
JP2015074565A (en) | Spherical silicon carbide powder and method for producing the same | |
CN105036167A (en) | Calcium hexaluminate and preparation method thereof | |
US20180283785A1 (en) | Method for manufacturing honeycomb structure | |
US10759702B2 (en) | Forming a ceramic product | |
KR101323109B1 (en) | Porous lightweight ceramics and manufacturing method of the same | |
KR101596835B1 (en) | Brick Manufacturing Method | |
JP4054872B2 (en) | Alumina porous ceramics and method for producing the same | |
JP7390684B2 (en) | Manufacturing method for graphite material molded products | |
CN1803720A (en) | Method for preparing light heat-insulating fire resistant brick | |
JP4967111B2 (en) | Alumina-based porous ceramics and method for producing the same | |
CN105622053A (en) | Microcrystal bamboo charcoal and pelelith pottery product with high absorption performance and preparation method thereof | |
US3246999A (en) | Method of producing porous carbon elements | |
CN103319200A (en) | Method for manufacturing micropore shale brick | |
CN106083172A (en) | A kind of light weight alumina thermal insulation fire-resistant brick and production method thereof | |
KR20140116019A (en) | A method of producing graphite material | |
RU2744365C1 (en) | Method for producing binder based on dolomite for manufacture of wall and finishing products of civil construction | |
RU2641933C1 (en) | Composition for producing heat-insulating products | |
BRPI0902611A2 (en) | low density ceramic product manufacturing process - lightweight plates | |
JP7357286B2 (en) | Method for producing graphite material with high coefficient of thermal expansion and its graphite material |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20180328 Effective date: 20180328 |