BRPI0613080A2

BRPI0613080A2 - fibra inorgánica revestida de fosfato e métodos de preparação e uso

Info

Publication number: BRPI0613080A2
Application number: BRPI0613080-1A
Authority: BR
Inventors: Bruce K Zoitos; Michael J Andrejcak; Paul M Boymel
Original assignee: Unifrax I Llc
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2006-06-30
Publication date: 2011-01-11
Also published as: EP1910595A4; CN101263250A; US20140000089A1; ES2688274T3; CN101263250B; EP1910595B1; US20070020454A1; WO2007005836A3; US8551897B2; US20110118102A1; US7887917B2; WO2007005836A2; MX2008000323A; BRPI0613080B1; EP1910595A2

Abstract

FIBRA INORGáNICA REVESTIDA DE FOSFATO E MéTODOS DE PREPARAçãO E USO. São providas fibras orgânicas contendo cálcio e alumina como componentes principais da fibra. As fibras inorgânicas, contendo óxido de cálcio e alumina, são providas com um revestimento de um composto contendo fósforo em pelo menos uma porção das superfícies da fibra. Também são providos métodos de preparar as fibras inorgânicas revestidas e não-revestidas e de termicamente isolar os artigos utilizando isolamento térmico compreendendo as fibras inorgânicas.

Description

FIBRA INORGANICA REVESTIDA DE FOSFATO E MÉTODOS DEPREPARAÇÃO E USO

CAMPO TÉCNICO

É provida uma fibra inorgânica resistente à altatemperatura útil como um material de isolamento térmico,elétrico ou acústico, a qual tem uma temperatura deutilização de 1.100°C ou superior. A fibra inorgânicaresistente a altas temperaturas é facilmente manufaturável,apresenta baixo encolhimento após exposição prolongada àtemperatura de utilização, mantém boa resistência mecânicaapós exposição à temperatura de utilização, e é solúvel emfluidos fisiológicos.

ANTECEDENTES

A indústria de material de isolamento determinouque é desejável utilizar fibras em aplicações de isolamentotérmico e acústico, as quais não são duráveis em fluidosfisiológicos, isto é, composições de fibra que apresentamuma baixa biopersistência. Embora materiais candidatostenham sido propostos, o limite de temperatura deutilização desses materiais não tem sido alto o suficientepara acomodar muitas das aplicações para as quais as fibrasresistentes a altas temperaturas, incluindo fibras vítrease fibras cerâmicas, são aplicadas. Muitas composiçõesdentro da família de materiais de fibras vítreas sintéticasforam propostas as quais são não-duráveis e se decompõem emum meio fisiológico.

As fibras resistentes a altas temperaturas devemexibir também mínimo encolhimento linear em temperaturas deexposição esperadas, e após exposição prolongada oucontínua âs temperaturas de utilização esperadas, paraprover proteção térmica eficaz ao artigo sendo isolado.

Além de resistência à temperatura conformeexpresso pelas características de encolhimento que sãoimportantes nas fibras que são usadas no isolamento, tambémé exigido que as fibras tenham características deresistência mecânica durante e após exposição à temperaturade serviço ou uso, que permitirá que a fibra mantenha a suaintegridade estrutural e as características de isolamentoem uso.

Uma característica da integridade mecânica de umafibra é a sua friabilidade após serviço. Quanto maisfriável for uma fibra, isto é, quanto mais facilmente elafor triturada ou fragmentada em um pó, menos integridademecânica ela possui. Em geral, as fibras inorgânicas queexibem ambas, resistência à alta temperatura e não-durabilidade em fluidos fisiológicos também apresentam umalto grau de friabilidade após serviço. Isso resulta nafibra não tendo resistência ou integridade mecânica apósexposição à temperatura de serviço, para poder ser capaz deprover a estrutura necessária para realizar a suafinalidade de isolamento.

Desse modo, ainda é desejável produzir umacomposição de fibra inorgânica aperfeiçoada que sejafacilmente manufaturável a partir de uma massa fundida deingredientes desejados, que possa ser convertida em fibras,que exiba baixo encolhimento durante e após exposição àstemperaturas de serviço de 1.100°C ou superiores, que exibabaixa fragilidade após exposição às temperaturas de usoesperadas, e que mantenha a integridade mecânica apósexposição às temperaturas de utilização de 1.100°C ousuperiores.

SUMÁRIO

É provida uma fibra inorgânica, resistente aaltas temperaturas, que é útil como um material deisolamento térmico, elétrico ou acústico. A fibrainorgânica tem uma temperatura de uso de 1.IOO0C esuperior. A fibra inorgânica resistente a altastemperaturas é facilmente manufaturável a partir de umamassa fundida de ingredientes de fibra, apresenta baixoencolhimento linear, mantém boa resistência mecânica eintegridade após exposição à temperatura de uso, e aindaassim é solúvel em fluidos fisiológicos.

A fibra inorgânica compreende óxido de cálcio ealumínio como os componentes principais da fibra, e tem umcomposto contendo fósforo depositado na mesma. Pelo menos90% em peso da fibra compreendem um produto de fiberizaçãocompreendendo óxido de cálcio e alumina, em que a fibracontém menos do que aproximadamente 10% em peso deimpurezas, e em que pelo menos uma porção da superfície dafibra é revestida com um composto contendo fósforo.

De acordo com certas modalidades, pelo menosaproximadamente 90% em peso da fibra compreende o produtode fiberização de aproximadamente 20 a aproximadamente 50%em peso de óxido de cálcio e de aproximadamente 50 aaproximadamente 80% de alumina.

Um processo para preparar uma fibra inorgânicavítrea não-durável, resistente a altas temperaturas, debaixo encolhimento, tendo uma temperatura de uso de 1.100°Cou superior e tendo um revestimento de composto contendofósforo também é provido. O processo compreende formar umamassa fundida com ingredientes compreendendo óxido decálcio e alumina, em que pelo menos 90% dos ingredientescompreendem no total, óxido de cálcio e alumina, produzindofibras a partir da massa fundida, e aplicando um precursorde composto contendo fósforo a pelo menos uma porção dassuperfícies das fibras.

Um artigo de isolamento térmico é adicionalmenteprovido, o artigo de isolamento térmico compreende fibrasinorgânicas compreendendo um produto de conversão emfibras, em que pelo menos 90% em peso do produto defiberização compreendem óxido de cálcio e alumina, em que afibra contém aproximadamente 10% em peso ou menos deimpurezas, e em que pelo menos uma porção da superfície dafibra é revestida com um composto contendo fósforo.

De acordo com certas modalidades, pelo menos 90%em peso do produto de fiberização compreendem deaproximadamente 20 a aproximadamente 50% em peso de óxidode cálcio e aproximadamente 50 a aproximadamente 8 0% empeso de alumina.

Um método de isolar um artigo com isolamentotérmico também é provido, o método compreendendo disporsobre, dentro, próximo, ou em torno do artigo, um materialde isolamento térmico compreendendo fibras inorgânicasvítreas não-duráveis, resistentes a altas temperaturas, debaixo encolhimento, tendo uma temperatura de serviço de1.IOO0C ou superior, as fibras inorgânicas do material deisolamento térmico compreendendo um produto de conversão emfibras, em que pelo menos 90% em peso do produto defiberização compreendem óxido de cálcio e alumina, eaproximadamente 10% em peso ou menos de impurezas, e em quepelo menos uma porção da superfície da fibra é revestidacom composto contendo fósforo.

Um método para reduzir a hidratação de fibrasinorgânicas em um líquido é provido adicionalmente, ométodo compreende adicionar ao líquido uma quantidadeefetiva de um retardador de hidratação.

Um método para preparar uma chapa de isolamentotérmico de baixo encolhimento resistente a 1.100°C ousuperior também é provido, o método compreende formar umapasta com fibras inorgânicas, um retardador de hidratação,e um líquido; remover o líquido da pasta para formar umachapa; e secar a chapa de isolamento.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma micrografia eletrônica devarredura de uma fibra de cálcio-aluminato revestida comfosfato compreendendo o produto de fiberização deaproximadamente 65% em peso de alumina e aproximadamente33% em peso de óxido de cálcio.

A Figura 2 é uma micrografia eletrônica devarredura de uma fibra de cálcio-aluminato revestida comfosfato compreendendo o produto de fiberização deaproximadamente 55,8% em peso de alumina e aproximadamente42,1% em peso de óxido de cálcio.

A Figura 3 é uma micrografia eletrônica devarredura de uma fibra de cálcio-aluminato revestida comfosfato compreendendo o produto de fiberização deaproximadamente 43,5% em peso de alumina e aproximadamente53% em peso de óxido de cálcio.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Uma fibra inorgânica que é útil como material deisolamento térmico, elétrico e acústico é provida. A fibrainorgânica tem uma temperatura de uso ou serviço contínuade 1.IOO0C ou superior. De acordo com certas modalidades, afibra inorgânica vítrea tem uma temperatura de uso ouserviço contínua de 12600C ou superior.

A fibra inorgânica é não-durável em fluidosfisiológicos. Por "não-durável" em fluidos fisiológicos sequer dizer que a fibra inorgânica se dissolve ao menosparcialmente em tais fluidos, tal como fluido simulado depulmão, durante testes in vitro. A fibra vítrea inorgânicatambém exibe um encolhimento linear, conforme determinadopelo método de teste descrito abaixo, ou menos do queaproximadamente 5% em resposta à exposição a umatemperatura de uso de 12600C por 24 horas.

A fibra inorgânica resistente a altastemperaturas, de baixo encolhimento compreende o produto efiberização de uma massa fundida contendo óxido de cálcio ealumina como os constituintes principais. A fibrainorgânica compreendendo o produto de fiberização de óxidode cálcio e alumina é referida como uma fibra de "cálcio-aluminato". A fibra de cálcio-aluminato inclui umrevestimento de um composto contendo fósforo em pelo menosuma porção de sua superfície exterior.

As matérias-primas para a massa fundida podem serobtidas a partir de qualquer fonte adequada capaz defornecer a química e pureza desejadas. Sem limitação,fontes adequadas de óxido de cálcio incluem cimento decálcio-aluminato tendo uma razão desejada de Ca0/Al203,cal, pedra calcária, e cal virgem. Sem limitação, fontesadequadas de alumina são aquelas tendo a pureza exigida eas quais podem ser misturadas conforme necessário com osmateriais contendo CaO para obter a química desejada.

Além de óxido de cálcio e alumina, a fibra decálcio-aluminato pode conter até aproximadamente 10% empeso de impurezas. Tais impurezas podem incluir óxidos deferro. Se impurezas de óxido de ferro estiverem presentesna massa fundida de fiberização a partir das matérias-primas iniciais, elas estão normalmente presentes em umaquantidade inferior a aproximadamente 1% em peso, calculadacomo Fe2O3.

De acordo com certas modalidades, as impurezaspodem conter até 10% em peso de sílica, com base no pesototal da fibra. Contudo, em certas modalidades as fibras decálcio-aluminato podem conter menos do que aproximadamente5% em peso de sílica, ou até mesmo tão pouco quantoaproximadamente 2% em peso de sílica ou menos.

Um método para preparar uma fibra de cálcio-aluminato não-durável, resistente à alta temperatura, debaixo encolhimento tendo uma temperatura de uso de pelomenos 1.100°C ou superior é provido. 0 método de formar afibra de cálcio-aluminato inclui formar uma massa fundidade material de ingredientes compreendendo óxido de cálcio ealumina, e formar fibras a partir da massa fundida deingredientes. As fibras de cálcio-aluminato podem serproduzidas a partir da massa fundida de ingredientesmediante fiação de massa fundida padrão ou técnicas defiação a sopro de fibra.

A viscosidade da massa fundida de material deingredientes pode ser opcionalmente controlada mediante apresença de modificadores de viscosidade, em uma quantidadesuficiente para prover a fiberização exigida para asaplicações desejadas. Os modificadores de viscosidade podemestar presentes nas matérias-primas que fornecem oscomponentes principais da massa fundida, ou podem, ao menosem parte, ser adicionados separadamente. 0 tamanho departícula desejado das matérias-primas é determinado pelascondições de forno, incluindo tamanho do forno, taxa dedespejamento, temperatura da massa fundida, tempo depermanência, e semelhantes.

Como descrito acima, a fibra de cálcio-aluminatopode ser preparada mediante técnicas de fiação de fibra oude sopro de fibra. Uma técnica de sopro de fibra adequadainclui as etapas de misturar as matérias-primas iniciaiscontendo óxido de cálcio e alumínio em conjunto para formaruma mistura de ingredientes de material, introduzir amistura de ingredientes do material em um recipiente oureservatório adequado, fundir a mistura de ingredientes domaterial para descarga através de um bico adequado, esoprar um gás de alta temperatura sobre o fluxodescarregado da mistura de ingredientes do materialderretido para formar as fibras de cálcio-aluminato.

Uma técnica de fiação de fibra adequada inclui asetapas de misturar as matérias-primas iniciais contendoóxido de cálcio e alumina em conjunto para formar umamistura de ingredientes do material, introduzir a misturade ingredientes do material em um recipiente oureservatório adequado, fundir a mistura de ingredientes domaterial para descarga através de um bico adequado sobrerodas de fiação. 0 fluxo derretido então cascateia sobre asrodas, revestindo as rodas e sendo lançado através deforças centrípetas, desse modo formando as fibras.

A fibra de cálcio-aluminato não-durável,resistente a altas temperaturas, de baixo encolhimentoinclui um revestimento de um composto fosforoso nasuperfície exterior da fibra. Embora não seja necessárioque a área de superfície exterior, inteira, das fibrasindividuais seja revestida com um composto contendofósforo, uma porção suficiente da área de superfície deveser revestida com o revestimento de composto fosforoso paraprover uma fibra de cálcio-aluminato tendo a temperatura deserviço ou uso contínua de pelo menos 1260°C.

Um precursor para o composto contendo fósforo queé usado para formar o revestimento da pelo menos uma porçãoda superfície da fibra de cálcio-aluminato pode incluirácido fosfórico em suas várias formas, tal como um ácidometafosfórico, ácido ortofosfórico, ácido polifosfórico,ácido superfosfórico, qualquer sal solúvel em água de ácidofosfórico que inclua o grupo -PO4, e suas misturas.

Fosfatos de metal são adequados para formar orevestimento das superfícies das fibras de cálcio-aluminatopara aumentar a resistência da superfície das fibras. Deacordo com certas modalidades, os fosfatos de metal quepodem ser utilizados para revestir as superfícies dasfibras de cálcio-aluminato incluem os fosfatos de metalalcalino e os fosfatos de metal de terra alcalina. Semlimitação, fosfatos de metal alcalino adequados podemincluir fosfatos de lítio, fosfatos de sódio, e fosfatos depotássio. Sem limitação, fosfatos de metal de terraalcalina adequados incluem fosfato de magnésio e fosfato decálcio. Fosfato de amônio também pode ser usado pararevestir as superfícies da fibra de cálcio-aluminato.

Encolhimento linear de uma fibra inorgânica é umamedida boa de resistência à alta temperatura da fibra ou desua performance em um serviço contínuo específico outemperatura de uso específica. As fibras de cálcio-aluminato tendo um revestimento de composto contendofósforo em pelo menos uma parte das superfícies de fibrasexteriores exibem um encolhimento linear após exposição auma temperatura de serviço de 12600C por 24 horas de 5% oumenos. Desse modo, as fibras de cálcio-aluminato revestidassão úteis para aplicação de isolamento térmico emtemperaturas de operação ou serviço contínuas de pelo menos1260°C ou superiores. Além disso, descobriu-se que asfibras de cálcio-aluminato não derretem até que elas sejamexpostas a uma temperatura de 1320°C ou superiores.

Um precursor de composto contendo fósforo éaplicado a pelo menos uma porção das superfícies de fibra.O precursor de revestimento contendo fósforo pode seraplicado em pelo menos uma porção das superfícies dasfibras de cálcio-aluminato seja durante o processo deconversão em fibras, ou após o processo de fiberização tersido realizado.

De acordo com certas modalidades, o método deformar a fibra de cálcio-aluminato inclui formar uma massafundida de ingredientes do material em que pelo menos 90%em peso dos ingredientes compreendem, no total, deaproximadamente 20 a aproximadamente 50% em peso de óxidode cálcio e de aproximadamente 50 a aproximadamente 80% dealumina, formando fibras a partir da massa fundida deingredientes, e aplicando um precursor de composto contendofósforo a pelo menos uma porção da fibra. Entende-se quenem todo ingrediente da massa fundida de material devepossuir essa relação de óxido de cálcio: alumina, ouquaisquer outras relações de óxido de cálcio: alumina, aquidescritas. Mais propriamente, a quantidade total de óxidode cálcio e alumina contida na massa fundida deingredientes do material compreende essa relação, ouquaisquer das relações de óxido de cálcio: alumina,descritas aqui. Desse modo, nessa modalidade, e nasmodalidades a seguir, cada ingrediente não precisa teróxido de cálcio e alumina nas faixas reveladas, porém ototal de tais ingredientes deve compreender as faixasreveladas.

De acordo com outras modalidades, o método deformar a fibra de cálcio-aluminato inclui formar uma massafundida de ingredientes do material, onde pelo menos 90% empeso dos ingredientes compreendem, no total, deaproximadamente 35 a aproximadamente 50% em peso de óxidode cálcio e aproximadamente 50 a aproximadamente 65% empeso de alumina, formando fibras a partir da massa fundidade ingredientes, e aplicando um precursor de compostocontendo fósforo a pelo menos uma porção da fibra.

De acordo com outras modalidades, o método deformar a fibra de cálcio-aluminato inclui formar uma massafundida de ingredientes do material, onde pelo menos 90% empeso dos ingredientes compreendem, no total, deaproximadamente 3 7 a aproximadamente 50% em peso de óxidode cálcio e aproximadamente 50 a 63% em peso de alumina,formando fibras a partir da massa fundida de ingredientes,e aplicando o precursor de composto contendo fósforo a pelomenos uma porção da fibra.

De acordo com certas modalidades, o método deformar a fibra de cálcio-aluminato inclui formar uma massafundida de ingredientes do material, onde pelo menos 90% empeso dos ingredientes compreendem, no total, mais do que50% em peso de óxido de cálcio e mais do que O a menos doque 50% em peso de alumina, formando fibras a partir damassa fundida de ingredientes, e aplicando um precursor decomposto contendo fósforo a pelo menos uma porção da fibra.

De acordo com outras modalidades, o método deformar a fibra de cálcio-aluminato inclui formar uma massafundida de ingredientes de material compreendendo, nototal, de mais do que 50 a aproximadamente 60% em peso deóxido de cálcio e de aproximadamente 40 a menos do que 50%em peso de alumina, formando fibras a partir da massafundida de ingredientes, e aplicando um precursor decomposto contendo fósforo a pelo menos uma porção da fibra.

De acordo com outras modalidades, o método deformar fibras de cálcio-aluminato inclui formato uma massafundida de ingrediente de material, onde pelo menos 90% empeso dos ingredientes compreendem, no total,aproximadamente mais do que 50 a 80% em peso de óxido decálcio e aproximadamente 20 a menos do que 50% em peso dealumina, formar as fibras a partir da massa fundida deingredientes, e aplicar um precursor de composto contendofósforo a pelo menos uma porção da fibra.

De acordo com outras modalidades, o método deformar a fibra de cálcio-aluminato inclui formar uma massafundida de ingredientes de material, onde pelo menos 90% empeso dos ingredientes compreendem, no total, produto defiberização de uma massa fundida compreendendo deaproximadamente 60 a aproximadamente 8 0% em peso de óxidode cálcio e aproximadamente 20 a aproximadamente 4 0% empeso de alumina, formando as fibras a partir da massafundida de ingredientes, e aplicando um precursor decomposto contendo fósforo a pelo menos uma porção da fibra.

De acordo com outras modalidades, o método deformar fibra de cálcio-aluminato inclui formar uma massafundida de ingredientes de material, onde pelo menos 90% empeso dos ingredientes compreendem, no total, o produto defiberização superior a 50 a aproximadamente 70% em peso deóxido de cálcio e aproximadamente 30% a menos do que 50% empeso de alumina, formar as fibras a partir da massa fundidade ingredientes, e aplicar um precursor de compostocontendo fósforo a pelo menos uma porção da fibra.

O revestimento contendo um composto fosforosopode ser aplicado às superfícies exteriores da fibra sejadurante o processo de conversão em fibras, ou após asfibras de cálcio-aluminato terem sido fiberizadas. É útilaplicar o revestimento de composto fosforoso na superfíciedas fibras durante o processo de conversão em fibras. Deacordo com essa técnica, o revestimento contendo o compostofosforoso é pulverizado sobre as superfícies das fibras noponto de fiberização com um aparelho de pulverizaçãoadequado tendo um bico para descarga da composição derevestimento sobre as fibras. Isto é, a composição derevestimento contendo um composto fosforoso é aplicada àsfibras quando as fibras são descarregadas da misturaderretida de ingredientes.

O revestimento contendo o precursor de compostofosforoso também pode ser aplicado às superfícies da fibraapós conclusão do processo de fiberização através dealgumas técnicas incluindo, sem limitação, submersão,imersão, impregnação, encharcamento, ou respingo das fibrascom a composição de revestimento compreendendo um compostofosforoso.

Um método de isolar um artigo utilizandoisolamento térmico contendo fibras de cálcio-aluminatorevestidas também é provido. 0 método de isolar um artigoinclui dispor, sobre, dentro, próximo, ou em torno doartigo a ser isolado, o material de isolamento térmico quecontém fibras de cálcio-aluminato revestidas com fosfato. Oartigo de isolamento térmico compreende fibras inorgânicascompreendendo um produto de conversão em fibras, em quepelo menos 90% em peso do produto de fiberização compreendeóxido de cálcio e alumina, e aproximadamente 10% em peso oumenos de impurezas, e em que pelo menos uma porção dasuperfície da fibra é revestida com composto contendofósforo.

De acordo com certas modalidades, as fibras decálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 90% em peso do produto de fiberizaçãocompreende aproximadamente 2 0 a aproximadamente 50% em pesode óxido de cálcio e aproximadamente 50 a aproximadamente80% em peso de alumina.

De acordo com outras modalidades, as fibras decálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 90% em peso do produto de fiberizaçãocompreende aproximadamente 35% a aproximadamente 50% empeso de óxido de cálcio e aproximadamente 50 aaproximadamente 65% em peso de alumina.

De acordo com modalidades adicionais, as fibrasde cálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 90% do produto de fiberização compreendeaproximadamente 37 a aproximadamente 50% em peso de óxidode cálcio e aproximadamente 50 a aproximadamente 63% empeso de alumina.

De acordo com certas modalidades, as fibras decálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 90% em peso do produto de fiberizaçãocompreende mais do que 50% em peso de óxido de cálcio emais do que 0 a menos do que 50% em peso de alumina.

De acordo com outras modalidades, as fibras decálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 90% em peso do produto de fiberizaçãocompreende mais do que 50 a aproximadamente 60% em peso deóxido de cálcio e de aproximadamente 40 a menos do que 50%em peso de alumina.

De acordo com outras modalidades, as fibras decálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 90% em peso do produto de fiberizaçãocompreende mais do que 50% a aproximadamente 80% em peso deóxido de cálcio e aproximadamente 20% a menos do que 50% empeso de alumina.De acordo com outras modalidades, as fibras decálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 90% em peso do produto de fiberizaçãocompreende aproximadamente 60 a aproximadamente 8 0% em pesode óxido de cálcio e aproximadamente 20 a aproximadamente40% em peso de alumina, e em que pelo menos uma porção dasuperfície de fibra é revestida com o composto contendofósforo.

De acordo com outras modalidades, as fibras decálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 90% em peso do produto de fiberizaçãocompreende mais do que 50% a aproximadamente 70% em peso deóxido de cálcio e aproximadamente 3 0 a menos do que 50% empeso de alumina.

De acordo com certas modalidades, as fibras decálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 95% em peso do produto de fiberizaçãocompreende aproximadamente 20 a aproximadamente 50% em pesode óxido de cálcio e aproximadamente 5 0 a aproximadamente80% em peso de alumina.

De acordo com outras modalidades, as fibras decálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 95% em peso do produto de fiberizaçãocompreendem aproximadamente 35% a aproximadamente 5 0% empeso de óxido de cálcio e aproximadamente 50 aaproximadamente 65% em peso de alumina.De acordo com modalidades adicionais, as fibrasde cálcio-aluminato revestidas incluídas no material deisolamento térmico compreendem um produto de fiberizaçãoonde pelo menos 95% em peso do produto de fiberizaçãocompreendem aproximadamente 37 a aproximadamente 50% empeso de óxido de cálcio e aproximadamente 50 aaproximadamente 63% em peso de alumina.

Sem se ater a qualquer teoria específica, apropriedade de refração aumentada das fibras de cálcio-aluminato revestidas com fosfato pode ser um resultado doefeito do revestimento de fosfato na temperatura dedesvitrificação da fibra de cálcio-alumina. Isto é, orevestimento de fosfato parece reduzir a temperatura naqual na fibra de cálcio-aluminato é submetida àdesvitrificação. Fibras de cálcio-aluminato não-revestidassofrem desvitrificação em aproximadamente 910°C. Entreaproximadamente 875°C e 910°C, as fibras de cálcio-aluminato não-revestidas são submetidas à deformaçãoviscosa, que resulta em encolhimento excessivo da fibra.

Desvitrificação de uma fibra de cálcio-aluminato revestidacom um revestimento contendo fósforo ocorre em umatemperatura que é inferior a 910°C, talvez tão baixo quanto810°C. Desse modo, a desvitrificação da fibra de cálcio-aluminato revestida nessas temperaturas inferioressubstancialmente impede o encolhimento da fibra através dedeformação viscosa.

EXEMPLOS

Os exemplos a seguir são expostos para descrevermodalidades ilustrativas das fibras de cálcio-aluminato emdetalhe adicional e para ilustrar os métodos de preparar asfibras inorgânicas, preparar artigo de isolamento térmicocontendo as fibras e usar as fibras como isolamentotérmico. Contudo, os exemplos não devem ser consideradoscomo limitando a fibra, artigos contendo fibra, ou osprocessos de fazer ou utilizar o isolamento térmico dequa1quer mane i ra.

Exemplo 1

Fibras de cálcio-aluminato foram produzidas apartir de uma massa fundida de ingredientes contendoaproximadamente 40% em peso de óxido de cálcio eaproximadamente 6 0% em peso de alumina por intermédio de umprocesso de sopro de fibra. Um revestimento de monofosfatode sódio foi aplicado às fibras por intermédio de umprocesso de pulverização.

Um coxim de encolhimento foi preparado mediantemistura das fibras sopradas, um aglutinante fenólico, eágua. A mistura das fibras, aglutinante, e água, foidespejada em um molde de folha e deixou-se que a águadrenasse através das aberturas no fundo do molde. Uma peçade teste de 19,3548 cm2 por 32,258 cm2 foi cortada a partirdo coxim e foi usada no teste de encolhimento. Ocomprimento e a largura do coxim de teste foramcuidadosamente medidos. O coxim de teste foi então colocadoem um forno e levado a uma temperatura de 12600C por 24horas. Após aquecimento por 24 horas, o coxim de teste foiremovido do forno de teste e esfriado. Após esfriamento, ocomprimento e a largura do coxim de teste foram medidosoutra vez. O encolhimento linear do coxim de teste foideterminado mediante comparação das medições dimensionais"antes" e "depois". O coxim de teste compreendendo fibrasfabricadas de uma massa fundida de ingredientes incluindo,aproximadamente, 4 0% em peso de óxido de cálcio, eaproximadamente 60%, em peso, de alumínio, e revestido commonofosfato de sódio, exibiu um encolhimento linearinferior a 5% após exposição a uma temperatura de 1260°Cpor 24 horas.

Exemplo 2

Fibras de cálcio-aluminato foram produzidas apartir de uma massa fundida de ingredientes contendoaproximadamente 37% em peso de óxido de cálcio eaproximadamente 63% em peso de alumínio por intermédio deum processo de sopro de fibra. Um revestimento demonofosfato de sódio foi aplicado às fibras por intermédiode um processo de pulverização. As fibras revestidas comfosfato foram então formadas em um coxim de teste e ascaracterísticas de encolhimento do coxim de teste foramdeterminadas de acordo com os métodos descritos para oExemplo 1. O coxim de teste compreendendo as fibrasfabricadas a partir de uma massa fundida de ingredientes,incluindo aproximadamente 37% em peso de óxido de cálcio e,aproximadamente, 63% em peso de alumina, o qual foirevestido com monofosfato de sódio, exibiu um encolhimentolinear inferior a 5% após exposição a uma temperatura de1260°C por 24 horas.

A Tabela I abaixo inclui um número de fibras decálcio-aluminato produzidas de acordo com o presenteprocesso.

TABELA I

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*P205 na Tabela I se refere ou ao revestimento decomposto contendo fósforo nas fibras de cálcio-aluminatoou micro impureza incidental a partir das matérias-primas .

As fibras e cálcio-aluminato apresentadas naTabela I acima foram analisadas em relação a encolhimentolinear após exposição a uma temperatura de 1.260°C por 24horas. Os resultados das análises de fibra são apresentadosna Tabela II abaixo.

TABELA II

<table>table see original document page 21</column></row><table><table>table see original document page 22</column></row><table>

A durabilidade das fibras de cálcio-aluminato emfluido fisiológico do pulmão foi avaliada. 0 teste dedurabilidade mede a taxa na qual a massa é perdida a partirda fibra (ng/cm2-h) sob condições que simulam a temperaturae as condições químicas encontradas no pulmão humano. 0teste consiste em expor aproximadamente 0,1 g de fibradescarregada a um fluxo de 0,3 ml/min de fluido de pulmãosimulado (SL). O sistema de teste inteiro é mantido a 37°C,para simular a temperatura do corpo humano. Os testes durampreferivelmente entre aproximadamente duas e quatrosemanas.

Após o SLF ter fluído através da fibra, ele écoletado e analisado em relação aos constituintes de vidroutilizando Espectroscopia de Plasma Indutivamente Acoplado.

Uma amostra de SLF "em branco" também é medida e usada paracorrigir os elementos presentes no SLF. Quando esses dadostiverem sido obtidos, é possível calcular a taxa na qual afibra perdeu massa durante o intervalo de tempo do estudo.

A composição para o fluido de pulmão simulado, aqual foi usada para testar a durabilidade das composiçõesde fibra da presente invenção:

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Adicionar a aproximadamente 18 litros de águadeionizada, seqüencialmente, os reagentes acima, nasquantidades mostradas na tabela acima. Diluir a mistura até20 litros com água deionizada e continuar a agitar oconteúdo com uma barra de agitação magnética ou outro meioadequado por pelo menos 15 minutos. Os resultados dostestes de durabilidade são apresentados na Tabela IIIabaixo.

Tabela III

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A resistência ao fluxo das fibras de cálcio-aluminato foi avaliada. 0 termo "fluxo" descreve uma reaçãona qual um componente relativamente menor (o fluxo) atuapara baixar drasticamente o ponto de fusão de um segundomaterial. O processo de fluxo pode comprometersignificativamente a integridade de um material deisolamento térmico. No contexto de aplicações de isolamentoresistente a altas temperaturas, tais como, por exemplo,aplicações de isolamento de forno, um fluxo pode estarpresente no combustível que é usado para acender o forno.

Dois fluxos comuns encontrados em aplicações de isolamentode forno resistentes a altas temperaturas são Na2O e K2O,os quais são muito danosos para a fibra de cerâmicarefratária. Se Na2O e K2O estiverem presentes em umaconcentração suficiente e entrarem em contato com a fibracerâmica refratária, eles podem fazer com que a fibracerâmica refratária derreta, desse modo comprometendo aintegridade do material isolante.O teste de fluxo é projetado para testar aagressividade de uma impureza (o fluxo) em relação à fibraem temperaturas elevadas. Resumidamente, uma amostra de 1grama de um fluxo em pó é amontoada em uma área de 6,4 516cm2 na superfície de uma manta de fibra. O conjunto é entãoaquecido até 1260°C (ou a temperatura de teste desejada) emantido por 24 horas. Após aquecimento, o ataque de fluxosobre a manta é determinado por inspeção visual. O ataquede fluxo resulta na fusão da fibra a qual está em contatocom o agente de fluxo. O grau de ataque pode ser avaliadopela quantidade de fibra que é derretida. Os resultados dostestes de fluxo são informados na Tabela IV.

Tabela IV

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Os Exemplos Comparativos C19 e C20 representammanta de fibra de alumina-zircônia-sílica comercialmentedisponível, e Exemplo Comparativo C21 representa uma mantade fibra de cerâmica de alumino-silicato comercialmentedisponível. Os resultados indicam que as mantas de alumino-silicato e de alumina-zircônia-sílica comercialmentedisponíveis foram atacadas pelo fundente Na2O. No caso demantas de material de fibra cerâmica refratária dosexemplos comparativos, 6,4516 cm2 da manta que foirevestida com o fundente tinha derretido, em contrastetotal com o material de fibra cerâmica refratária dosexemplos comparativos, nenhum ataque de fundente foiobservado para as mantas de isolamento fabricadas a partirdas fibras de cálcio-aluminato.

De acordo com certas modalidades ilustrativas, éprovido um método de controlar a hidratação de fibras decálcio-aluminato durante a produção dos materiais deisolamento térmico. A hidratação das fibras é controladaatravés da aplicação de um agente de controle de hidrataçãoàs superfícies das fibras. O método para reduzir ahidratação das fibras em líquidos pode incluir a adição dolíquido em uma quantidade eficaz de um retardador dehidratação. De acordo com certas modalidades, o métodocompreende reduzir a hidratação de fibras de cálcio-aluminato que compreende o produto de fiberização a partirde aproximadamente 2 0% em peso ou mais de óxido de cálcio emais do que 0 a aproximadamente 80% em peso de alumina.

De acordo com outras modalidades, o métodocompreende reduzir a hidratação de fibras de cálcio-aluminato que compreende o produto de fiberização de umamassa fundida compreendendo aproximadamente 2 0 aaproximadamente 60% em peso de óxido de cálcio eaproximadamente 4 0 a aproximadamente 80% em peso dealumina.

De acordo com outras modalidades, o métodocompreende reduzir a hidratação de fibras de cálcio-aluminato em líquidos compreendendo adicionar umaquantidade de um retardador de hidratação às fibras decálcio-aluminato contendo líquido que compreende o produtode fiberização a partir de aproximadamente 20 aaproximadamente 5 0% em peso de óxido de cálcio eaproximadamente 50 a aproximadamente 80% em peso dealumina.

De acordo com modalidades adicionais, o métodocompreende reduzir a hidratação das fibras de cálcio-aluminato que compreendem o produto de fiberização deaproximadamente 3 5 a aproximadamente 50% em peso de óxidode cálcio e aproximadamente 50 a aproximadamente 65% empeso de alumina.

De acordo com modalidades adicionais, o métodocompreende reduzir a hidratação das fibras de cálcio-aluminato que compreendem o produto de fiberização deaproximadamente 3 7 a aproximadamente 50% em peso de óxidode cálcio e aproximadamente 50 a aproximadamente 63% empeso de alumina.

De acordo com outras modalidades, o métodocompreende reduzir a hidratação de fibras de cálcio-aluminato que compreende o produto de fiberização de umamassa fundida compreendendo aproximadamente 50% em peso deóxido de cálcio e aproximadamente 5 0% em peso de alumina.

Os exemplos a seguir são apresentados apenas parailustrar adicionalmente os efeitos dos retardadores dehidratação sobre as fibras de cálcio-aluminato. Os exemplosilustrativos não devem ser considerados como limitando ométodo de reduzir a hidratação das fibras de cálcio-aluminato, o método de preparar uma chapa de isolamentotérmico, ou a chapa de isolamento térmico, preparada deacordo com o método.

Exemplo 26-Controle

Uma fibra de cálcio-aluminato compreendendo oproduto de fiberização de 43,5% em peso de oxido de cálcio,54,8% em peso de alumina foi testada em termos deestabilidade em água deionizada. 10 gramas da fibra decálcio-aluminato foram adicionados a 250 ml de águadeionizada. A solução aquosa contendo as fibras de cálcio-aluminato foi deixada em repouso por 1 hora. A águadeionizada degradou gravemente a fibra de cálcio-aluminato,deixando apenas uma pequena quantidade de resíduo não-fibroso na solução aquosa.

Exemplo 27

Uma fibra de cálcio-aluminato compreendendo oproduto de fiberização de 43,5% em peso de óxido de cálcio,54,8% em peso de alumina foi testada em termos deestabilidade em uma solução de cloreto de zinco. 10 gramasda fibra de cálcio-aluminato foram adicionados a 250 ml deuma solução de ZnCl2 a 10%. A solução de ZnCl2 contendo asfibras de cálcio-aluminado foi deixada em repouso por 1hora. A solução de ZnCl2 ainda continha os 10 gramasiniciais de fibra de cálcio-aluminato. Desse modo, umasolução de ZnCl2 a 10% não degradou a estrutura da fibra.

Exemplo 28

Uma fibra de cálcio-aluminato compreendendo oproduto de fiberização de 43,5% em peso de óxido de cálcio,54,8% em peso de alumina foi testada em termos deestabilidade em uma solução de citrato de sódio. 10 gramasda fibra de cálcio-aluminato foram adicionados a 250 ml desolução de citrato de sódio a 10%. A solução de citrato desódio contendo as fibras de cálcio-aluminato foi deixada emrepouso por 1 hora. A solução de citrato de sódio degradougravemente a fibra de cálcio-aluminato, deixando apenas umapequena quantidade de resíduo não-fibroso na solução.

Exemplo 29

Uma fibra de cálcio-aluminato compreendendo oproduto de fiberização de 43,5% em peso de óxido de cálcio,54,8% em peso de alumina foi testada em termos deestabilidade em uma solução de ácido fosfórico. 10 gramasda fibra de cálcio-aluminato foram adicionados a 250 ml deuma solução de ácido fosfórico a 10%. A solução de ácidofosfórico contendo as fibras de cálcio-aluminato foideixada em repouso por 1 hora. A solução de ácido fosfóricodegradou gravemente a fibra de cálcio-aluminato, deixandoapenas uma pequena quantidade de resíduo não-fibroso nasolução.

Exemplo 3 0

Uma fibra de cálcio-aluminato compreendendo oproduto de fiberização de 43,5% em peso de óxido de cálcio,54,8% em peso de alumina foi testada em termos deestabilidade em uma solução de monofosfato de sódio. 10gramas da fibra de cálcio-aluminato foram adicionados a 250ml de uma solução de monofosfato de sódio a 10%. A soluçãode monofosfato de sódio contendo as fibras de cálcio-aluminado foi deixada em repouso por 1 hora. A solução demonofosfato de sódio ainda continha os 10 gramas iniciaisde fibra de cálcio-aluminato. Desse modo, uma solução demonofosfato de sódio a 10% não degradou as estrutura dafibra.

Exemplo 31Uma fibra de cálcio-aluminato compreendendo oproduto de fiberização de 43,5% em peso de óxido de cálcio,54,8% em peso de alumina foi testada em termos deestabilidade em uma solução de carboximetilcelulose desódio. 10 gramas da fibra de cálcio-aluminato foramadicionados a 250 ml de uma solução de carboximetilcelulosede sódio a 0,4%. A solução de carboximetilcelulose de sódiocontendo as fibras de cálcio-aluminado foi deixada emrepouso por 1 hora. Embora a solução ainda contivesse fibrae cálcio-aluminato, a solução gelificou em uma massa macia,sólida.

Exemplo 32

10 gramas de uma fibra de cálcio-aluminatocompreendendo o produto de fiberização de 43,5% em peso deóxido de cálcio, 54,8% em peso de alumina foram adicionadosa 250 ml de uma solução de monofosfato de sódio a 5%. Asfibras de cálcio-aluminato foram deixadas em encharcamentona solução de monofosfato de sódio por 1 hora.

A extensão das fibras de cálcio-aluminato foianalisada pelo teste de volume assentado. Apósencharcamento por 1 hora, a solução de fibra foiintroduzida em um cilindro graduado. Água foi adicionada aocilindro graduado até 500 ml. A solução foi agitada edeixada assentar por 10 minutos. 0 ponto mais elevado dacoluna de fibra foi então registrado. Isso é referido comoo teste de volume assentado, o qual é um indicador docomprimento das fibras.

Exemplo 33

10 gramas de uma fibra de cálcio-aluminatocompreendendo o produto de fiberização de 43,5% em peso deóxido de cálcio, 54,8% em peso de alumina foram adicionadosa 250 ml de uma solução de monofosfato de sódio a 1%. Asfibras de cálcio-aluminato foram deixadas encharcar nasolução de monofosfato de sódio por 1 hora. Apósencharcamento por 1 hora, a solução de fibra foi analisadapelo teste de volume assentado descrito em conexão com oExemplo 32.

Exemplo 34

10 gramas de fibra de cálcio-aluminatocompreendendo o produto de fiberização de 43,5% em peso deóxido de cálcio, 54,8% em peso de alumina foram adicionadosa 250 ml de uma solução de monofosfato de sódio a 0,5%. Asfibras de cálcio-aluminato foram deixadas encharcar nasolução de monofosfato de sódio por 1 hora. Apósencharcamento por 1 hora, a solução de fibra foi analisadapelo teste de volume assentado descrito em conexão com oExemplo 32.

Exemplo 35-Controle

10 gramas de uma fibra de cálcio-aluminatocompreendendo o produto de fiberização de 43,5% em peso deóxido de cálcio, 54,8% em peso de alumina foram adicionadosa 250 ml de água deionizada. As fibras de cálcio-aluminatoforam deixadas encharcar na água deionizada por 1 hora.

Após encharcamento por 1 hora, a solução de fibras foianalisada pelo teste de volume assentado conforme descritoem conexão com o Exemplo 32.

Os resultados dos Exemplos 32-35 são reportadosna Tabela V abaixo:

TABELA V<table>table see original document page 32</column></row><table>

Os resultados indicam que o comprimento dasfibras de cálcio-aluminato foi preservado em cada uma dassoluções de monofosfato de sódio.

Exemplo 36

10 gramas de uma fibra de cálcio-aluminatocompreendendo o produto de fiberização de 43,5% em peso deóxido de cálcio, 54,8% em peso de alumina foram adicionadosa 250 ml de uma solução de fosfato de amônio a 5%. Asfibras de cálcio-aluminato foram deixadas encharcar nasolução de fosfato de amônio por 1 hora. Após encharcamentopor 1 hora, a solução de fibras foi analisada porintermédio do teste de volume assentado descrito em conexãocom o Exemplo 32.

Exemplo 3 7

10 gramas de uma fibra de cálcio-aluminatocompreendendo o produto de fiberização de 43,5% em peso deóxido de cálcio, 54,8% em peso de alumina foram adicionadosa 250 ml de uma solução de fosfato de amônio a 1%. Asfibras de cálcio-aluminato foram deixadas encharcar nasolução de fosfato de amônio por 1 hora. Após encharcamentopor 1 hora, a solução de fibras foi analisada porintermédio do teste de volume assentado descrito em conexãocom o Exemplo 32.Exemplo 38

10 gramas de uma fibra de cálcio-aluminatocompreendendo o produto de fiberização de 43,5% em peso deóxido de cálcio, 54,8% em peso de alumina foram adicionadosa 250 ml de uma solução de fosfato de amônio a 0,5%. Asfibras de cálcio-aluminato foram deixadas encharcar nasolução de fosfato de amônio por 1 hora. Após encharcamentopor 1 hora, a solução de fibras foi analisada porintermédio do teste de volume assentado descrito em conexãocom o Exemplo 32.

Exemplo 39-Controle

10 gramas de uma fibra de cálcio-aluminatocompreendendo o produto de fiberização de 43,5% em peso deóxido de cálcio, 54,8% em peso de alumina foram adicionadosa 250 ml de água deionizada. As fibras de cálcio-aluminatoforam encharcadas em água deionizada por 1 hora. Apósencharcamento por 1 hora, a solução de fibras foi analisadapor intermédio do teste de volume assentado descrito emconexão com o Exemplo 32.

Os resultados dos Exemplos 36-39 são reportadosna Tabela VI abaixo:

TABELA VI

<table>table see original document page 33</column></row><table>

Os resultados indicam que o comprimento dasfibras de cálcio-aluminato foi bem preservado em cada umadas soluções de fosfato de amônio.

Tendo estabelecido que fosfato de amônio tinha umefeito de proteção sobre as fibras de cálcio-aluminato, oproduto de chapa de isolamento fundido a vácuo foiproduzido utilizando uma solução de fosfato de amônio a 1%.

Exemplo 40

Uma chapa de isolamento formada a vácuo foiformada a partir de uma pasta contendo os seguintesmateriais:

4 galões de água40 g de fosfato de amônio600 g de fibra de cálcio-aluminato260 g de alumina coloidal (Wesol D-30)40 g de amido (Empersol) dissolvidos em 1 litrode água

Exemplo 41-Comparativo

4 galões de água

600 g de fibra de cálcio-aluminato

260 g de alumina coloidal (Wesol D-30)

40 g de amido (Empersol) dissolvidos em 1 litrode água

Exemplo 42-Comparativo

4 galões de água600 g de fibra de cerâmica refratária soprada260 g de alumina coloidal (Wesol D-30)40 g de amido (Empersol) dissolvidos em 1 litrode água

Após formação a vácuo, as chapas preparadas deacordo com os Exemplos 40-42 foram secas durante a noite a100°C. As chapas foram cortadas e medidas para propriedadesmecânicas, as quais são apresentadas nas Tabelas a seguir:

TABELA VII

DURÔMETRO TIPO A

<table>table see original document page 35</column></row><table>

TABELA VIII

DURÔMETRO TIPO 00

<table>table see original document page 35</column></row><table>

TABELA IX

MÓDULO DE RUPTURA

<table>table see original document page 35</column></row><table>

As chapas preparadas de acordo com os Exemplos40-42 foram testadas em relação às propriedades mecânicas eencolhimento após exposição em temperaturas de 1000oC e1260°C por 24 horas. Os resultados dos testes sãoreportados nas Tabelas a seguir:

TABELA XDURÔMETRO TIPO A

<table>table see original document page 36</column></row><table>

TABELA XI DURÔMETRO TIPO 00 EXPOSIÇÃO A 1.000°C POR 24 HORAS

<table>table see original document page 36</column></row><table>

TABELA XII EXPOSIÇÃO APÓS ENCOLHIMENTO A 1.000°C POR 24 HORAS <table>table see original document page 36</column></row><table>

TABELA XIII MÓDULO DE RUPTURA EXPOSIÇÃO A 1.000°C POR 24 HORAS <table>table see original document page 36</column></row><table><table>table see original document page 37</column></row><table>

TABELA XIV DURÔMETRO TIPO A EXPOSIÇÃO A 1.2600C POR 24 HORAS

<table>table see original document page 37</column></row><table>

TABELA XV DURÔMETRO TIPO 00 EXPOSIÇÃO A 1.2600C POR 24 HORAS

<table>table see original document page 37</column></row><table>

TABELA XVI ENCOLHIMENTO APÓS EXPOSIÇÃO A 1.2600C POR 24 HORAS

<table>table see original document page 37</column></row><table>

TABELA XVII MÓDULO DE RUPTURA EXPOSIÇÃO A 1.2600C POR 24 HORAS

<table>table see original document page 37</column></row><table>Como indicado nas Tabelas acima, chapas deisolamento térmico compreendendo fibras de cálcio-aluminatopossuem características de resistência e encolhimentoadequadas. Conseqüentemente, o isolamento térmico contendoas fibras de cálcio-aluminato pode ser utilizado emaplicações de isolamento térmico como uma substituição parafibra de cerâmica refratária de alumino-silicato ou algodãomineral padrão. Material de isolamento térmico contendo asfibras de cálcio-aluminato pode ser utilizado paraaplicações de isolamento térmico que requerem resistênciade 1. IOO0C ou superior. Além disso, o material deisolamento térmico contendo as fibras de cálcio-aluminatopode ser utilizado para aplicações de isolamento térmicoque requerem resistência de até aproximadamente 1200°C. Semlimitação, o isolamento térmico contendo as fibras decálcio-aluminato pode ser utilizado para isolartermicamente os recipientes de aquecimento, tais comofornos, no processamento químico, processamento depetróleo, processamento de cerâmica, processamento devidro, produção de metais e indústrias de processamento, ounas indústrias automotivas, aeroespaciais, de aparelhos ede proteção a incêndio.

As fibras de cálcio-aluminato podem ser providasna forma de fibras a granel. Adicionalmente, as fibras decálcio-aluminato podem ser incorporadas em uma amplavariedade de artigos ou produtos de isolamento acústico,elétrico ou térmico. Sem limitação, por exemplo, as fibrasde cálcio-aluminato podem ser processadas em mantascontendo fibras resistentes a altas temperaturas, incluindomantas perfuradas à agulha e costuradas, chapas, trançados,panos, papéis de expansão, papéis de não-expansão, tecidos,feltros, formatos fundidos, módulos, módulos aglutinados,esteiras, embalagens, cordas, fitas, luvas, formatosfundidos a vácuo, produtos têxteis não-tecidos, composiçõestrabalháveis, incluindo calafetagens resistentes a altastemperaturas, cimentos, revestimentos, argamassas,composições bombeáveis, massas de vidraceiro, e composiçõesmoldadas.

As composições de fibras inorgânicas, método paraproduzir a composição de fibras inorgânicas, os váriosartigos contendo fibras inorgânicas, e método de isolarartigos não são limitados âs modalidades descritas acima,mas incluem todas as variações, modificações e modalidadesequivalentes. As modalidades que são reveladasseparadamente não são necessariamente na alternativa, umavez que as várias modalidades da invenção podem sercombinadas para prover as características desejadas.

Portanto, a fibra inorgânica, os artigos contendo fibra, eo método para preparar a fibra, e utilizar a fibra, comoisolamento térmico, não devem ser limitados a qualquermodalidade individual, porém, mais propriamenteconsiderados em amplitude e escopo de acordo com o relatodas reivindicações anexas.

Claims

1. Fibra inorgânica vítrea resistente a altastemperaturas, de baixo encolhimento, caracterizada pelofato de ter uma temperatura de uso de 1.IOO0C ou superior,em que pelo menos aproximadamente 90% em peso da fibracompreende um produto de fiberização compreendendo óxido decálcio e alumina, e aproximadamente 10% em peso ou menos deimpurezas, e em que pelo menos uma porção da superfície dasfibras é revestida com um composto contendo fósforo.

2. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menosaproximadamente 90% em peso da fibra compreende o produtode fiberização de aproximadamente 20 a aproximadamente 50%em peso de óxido de cálcio e aproximadamente 50 aaproximadamente 8 0% em peso de alumina.

3. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menosaproximadamente 90% em peso da fibra compreende o produtode fiberização de aproximadamente 35 a aproximadamente 50%em peso de óxido de cálcio e aproximadamente 50 aaproximadamente 65% em peso de alumina.

4. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menosaproximadamente 90% em peso da fibra compreende o produtode fiberização de aproximadamente 37 a aproximadamente 50%em peso de óxido de cálcio e aproximadamente 50 aaproximadamente 63% em peso de alumina.

5. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos90% em peso da fibra compreende o produto de fiberizaçãomaior do que 50 a aproximadamente 60% em peso de óxido decálcio e a partir de aproximadamente 40 a menos do que 50%em peso de alumina.

6. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos-90% em peso da fibra compreende o produto de fiberização deaproximadamente maior do que 50 a aproximadamente 8 0% empeso de óxido de cálcio e aproximadamente 20 a menos do que-50% em peso de alumina.

7. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos-90% em peso da fibra compreendem o produto de fiberizaçãode aproximadamente 60 a aproximadamente 80% em peso deóxido de cálcio e aproximadamente 2 0 a aproximadamente 4 0%em peso de alumina.

8. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos-90% em peso da fibra compreendem o produto de fiberizaçãomaior do que 50 a aproximadamente 7 0% em peso de óxido decálcio e aproximadamente 30 a menos do que 50% em peso dealumina.

9. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a fibraexibe um encolhimento linear de 5% ou menos quando expostaa 12600C por 24 horas.

10. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 1, caracterizada pelo fato de que orevestimento contendo fósforo é derivado de um compostofosforoso precursor compreendendo ácido fosfórico, um salde ácido fosfórico, ou suas misturas.

11. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o ácidofosfórico compreende pelo menos um ácido metafosfórico,ácido ortofosfórico, ácido polifosfórico, ácidosuperfosfórico, ou suas misturas.

12. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o sal deácido fosfórico compreende pelo menos um entre fosfatos demetal alcalino, fosfatos de metal alcalino terroso,fosfatos de amônio, ou suas misturas.

13. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 12, caracterizada pelo fato de que o sal deácido fosfórico compreende um fosfato de metal alcalino.

14. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o fosfatode metal alcalino compreende pelo menos um entre fosfatosde lítio, fosfatos de sódio, fosfatos de potássio, ou suasmisturas.

15. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 14, caracterizada pelo fato de que o fosfatode sódio compreende monofosfato de sódio.

16. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o sal deácido fosfórico compreende um fosfato de metal alcalinoterroso.

17. Fibra inorgânica, de acordo com areivindicação 16, caracterizada pelo fato de que o fosfatode metal alcalino terroso compreende pelo menos um entrefosfato de magnésio, fosfato de cálcio ou suas misturas.

18. Artigo contendo fibra inorgânicacaracterizado por compreender pelo menos um entre fibra agranel, mantas, mantas costuradas, papéis, feltros,formatos fundidos, formas fundidas a vácuo, ou composições,o artigo contendo fibras compreendendo o produto defiberização de qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, - 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 ou 17.

19. Método para produzir a fibra inorgânica dequalquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,- 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 ou 17 caracterizado porcompreender:formar uma massa fundida com ingredientescompreendendo óxido de cálcio e alumina;produzir fibras a partir da massa fundida; eaplicar um precursor de composto contendo fósforoa pelo menos uma porção das superfícies das fibrasdurante a fiberização ou após a conversão em fibras.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de que a aplicação do compostofosforoso é pelo menos uma entre pulverização, imersão,submersão, em encharcamento, ou respingo, conduzida apósconversão em fibras.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de que a aplicação do compostofosforoso compreende pulverização durante a conversão emfibras.

22. Método de isolar um artigo caracterizado porcompreender dispor sobre, dentro, próximo, ou em torno doartigo, o material de isolamento térmico compreendendo asfibras de qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6,- 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 ou 17.

23 . Método para preparar uma chapa de isolamentotérmico de baixo encolhimento contendo fibras inorgânicasde qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8,-9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 ou 17, que é resistente a-1.IOO0C ou superior caracterizado por compreender:formar uma pasta com fibras inorgânicas, umretardador de hidratação, e um líquido;remover o líquido da pasta para formar uma chapa;esecar a chapa.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato de que o retardador de hidrataçãocompreende sais de metal, ácidos orgânicos, sais de ácidoorgânico, composto contendo fósforo, ou suas misturas.

25. Método, de acordo com a reivindicação 24,caracterizado pelo fato de que o precursor de compostocontendo fósforo compreende pelo menos um de ácidofosfórico, sal de ácido fosfórico ou suas misturas.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de que o ácido fosfórico compreendepelo menos um ácido metafosfórico, ácido ortofosfórico,ácido polifosfórico, ácido superfosfórico ou suas misturas.

27. Método, de acordo com a reivindicação 25,caracterizado pelo fato de que os sais de ácido fosfóricocompreendem pelo menos um entre fosfatos de metal alcalino,fosfatos de metal alcalino terrosos, fosfatos de amônio, ousuas misturas.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que o fosfato de metal alcalinocompreende pelo menos um entre fosfatos de lítio, fosfatosde sódio, fosfatos de potássio ou suas misturas.

29. Método, de acordo com a reivindicação 28,caracterizado pelo fato de que o fosfato de sódio émonofosfato de sódio.

30. Método, de acordo com a reivindicação 27,caracterizado pelo fato de que o fosfato de metal alcalinoterroso compreende pelo menos um entre fosfato de magnésio,fosfato de cálcio ou suas misturas.

31. Método, de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato de que o sal de metal é cloreto dezinco.

32. Método, de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato de que o ácido orgânico é ácidocitrico.