CS211970B1 - Anorganický vláknitý materiál pro izolace za extrémně vysokých nebo nízkých teplot - Google Patents

Description

Vynález se týká anorganického vláknitého materiálu pro Izolace za extrémně .vysokých nebo nízkých teplot pájeného kololdním kysličníkem křemičitým a postupu výroby tohoto materiálu, kterým se pojí anorganická vlákna kololdním kysličníkem křemičitým, čímž výsledný vláknitý materiál dostává vysokou a Stálou pevnost, je-li vystaven delší dobu vysokým teplotám.

Je známo, že anorganická vlákna např. vlákna skleněná, čedičová, křemenná, keramická odolávají .sama o sobě působení vysokých teplot. Proto je těohto vláken v široké míře používáno k tepelným izolacím vysoce tepelně namáhaných součástí různých průmyslových zařízení.

Problémem je příprava vhodných prefabrikátů z těchto vláken např. plošných rohoží, desek, tvarovek, trubek atd. Pro zpracování je používáno různých technologií k výrobě plošných útvarů např. mechanické nebo aerodynamické rozvolňování vláken a ukládání na nekonečný dopravník, kde je vzniklý plošný útvar prosycován fenolformaidehydíovými pryskyřicemi, vodnými disperzemi plalstíckýoh hmot, modifikovanými škroby nebo jejich kombinacemi. Výsledné výrobky — desky, pásy nebo bloky jsou však pro použití na izolační vrstvy v tepelných agregátech limitovány tepelnou (odolností použitých .pojiv. Po tepelné degradaci těchto pojiv se snižuje též životnost Izolací z důvodů velmi malých vzájemných vazeb mezi jednotlivými anorganickými vlákny.

Dalším .vývojem byly vypracovány technologie spočívající na převédení anorganických vláken do vodné suspenze, ke které se přidává koloidní kysličník křemičitý jako anorganické pojivo. Suspenze se odvodní a vysuší do tvaru žádaného výrobku (désky, pásy, blokyJ.

Nevýhodou tohoto postupu je nutnost použití vysokého hmotnostního obsahu koloidního kysličníku křemičitého např. 40 %, neboť větší část unikne bez užitku při odvodňování suspenze. Zbytek pojivá, které uipí na anorganických vláknech, má při sušení vysokou tendenci k migraci, tj. unikání směrem k povrchu plošného útvaru, kde vytvoří spolu s anorganickými vlákny křehkou vrstvu, zatímco střed je tvořen prakticky volnými vlákny.

Při aplikaci tímto způsobem vyrobeného izolačního materiálu dochází k potížím v manipulaci a při provozu tepelného zařízení k odlepování vrchní vrstvy a následnému zničení celé izolace. Pro odstranění uvedených nedostatků se používá různých kombinací pojiv na bázi koloidního kysličníku křemičitého, organických dlsper' zí plastických hmot, škrobu a pevných částic bentonitu, cementu nebo elektrárenského úletu.

Výsledný výrobek při aplikaci pro izolace tepelných agregátů má sice manipulační a transportní pevnost, ale při tepelném zatížení se vyvíjí velké množství kouřových plynů a zároveň dochází k poklesu pevnosti a rozměrovým změnám izolace a tím k vytváření spár s nižší izolační schopností. Velkým problémem je též znečištění odpadních vod při výrobě tohoto materiálu způsobené vysokým obsahem organických pojlv, koloidního kysličníku křemičitého a úlomků anorganických vláken atd., které se nezachytí ve vlákenné struktuře a při procesu filtrace unikají s odfiltrovanou vodou, .což vyžaduje vybudovat nákladné čisticí zařízení odpadních vod.

Uvedené nedostatky jlsou odstraněny u anorganického vláknitého materiálu pro Izolace za vysokých teplot podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že materiál sestává z 75 až 98% hmotnosti anorganických vláken, 0,1 až 5 % hmotností polyamldamiin-epichlorhydrlnu nebo polyethyleniminu, anebo dalších sloučenin obsahujících ve své molekule kvartérní dusík a 2 až 25 % hmotnosti kysličníku křemičitého.

Podstata způsobu výroby anorganického vláknitého materiálu pro Izolace za vysokých teplot spočívá v tom, že ve (vodném prostředí se dispergují anorganická vlákna tak, aby hmotnostní obsah vláken v disperzi činil 0,2 až 5 %, k disperzi se přidá nejdříve 0,1 až 5 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost vláken, polyamiidamin-epichilorhydrinu nebo polyetylenlminu, anebo dalších sloučenin obsahujících ve své molekule kvartérní duísík, který se úplně .zachytí na anorganických vláknech pro zajištění zakotvení následně přidaného koloidního kysličníku křemičitého plně ve struktuře matériál-u a po dokonalém promísení se přidá koloidní kysličník křemičitý tak, že směs obsahuje 2 až 25 % hmotnosti, vztaženo na hmotnost vláken, kysličníku křemičitého, čímž dojde k jeho zakotvení na anorganických vláknech.

Vzniklá směis se odvodní filtrací na sítě, vytvaruje se do žádaného tvaru a výsledný materiál se vyísuší při teplotě 100 až 300 °C.

Anorganický vláknitý materiál pojený z největší částí koloidním kysličníkem .křemičitým lze vytvarovat jako papír, desky, plstěné pásy, bloky, truibky a jiné speciální tvarované předměty.

Výhodou uvedeného postupu je skutečnost, že kationaktivní polyamldamln-apichiorhydrln, polyetylénimin nebo sloučeniny s kvarterním dusíkem se úplně zachytí na anorganických vláknech a zajistí zakotvení následně přidaného anionaktivního koloidního kýsličníku křemičitého. Vzniklá Struktura se vyznačuje silnou vazbou pojivá v .celém průřezu útvaru k anorganickým vláknům a při následném sušení odstraňuje migraci částic pojivá směrem k povrchu.

Další výhodou uvedeného polstupu Je, že použitý polyamid-eiptohlorhýdrln nebo polyetylenlmln, anebo sloučeniny obsahující ve své molekule kvartérní .dulsík, zabezpečuje jednak dokonalou retencl částic pojivá a jednak zvyšuje retenci úlomků vláken a dalších částic ve struktuře. Odpadní'vody vzniklé filtrací směsi obsahuji nepatrné množství pevných látek, které jsou navíc flofculovány, čímž je podstatně usnadněno čištění. Dále je předmět vynálezu objasněn příklady provedení, v nichž všechna uvedená procenta znamenají koncentraci hmotnostní.

Příklad 1

200 kg keramických vláken se -převede do vodné disperze tak, aby hmotnostní obsah vláken činil 2 °/o. Rozvlákňování se provádí po dobu 20 minut pomocí míchadla v nádrži. Za stálého míchání se přidá 3 kg vodného roztoku, který .obsahuje 30 % polyamidamin-epichlorhydrinu. Po dokonalém .promíchání po dobu 10 minut se přidá za stálého intenzivního míchání 33 kg koloidního kysličníku křemičitého, který obsahuje 30 % kysličníku křemičitého. Dokonalé, ale šetrné míchání se provádí po dobu 5 minut. Připravená směs se odvodní filtrací n% sítě za pomoci vakua a suší v tunelové sušárně bez jakéhokoliv přítlaku při-teplotě 200 °C. Výsledným výrobkem je izolační plíst o plošné' hmotnosti 2000 g/m² a objemové hmotnost: 100 kg/m³, která obsahuje

94,8 % keramických vláken, 0,5 % polyamidamin-epichlorhydrinu a 4,7 θ/o kysličníku křemičitého.

Příklad 2

200 kg keramických vláken se převede do vodné disperze tak, aby hmotnostní obsah vláken činil 2 %. Rozvlákňování se provádí po dobu 20 minut pomocí míchiadla v nádrži. Za stálého míchání se přidá 12,5 kg (vodného roztoku, který obsahuje 30 % •polyamidamin-epichlorhydrinu. Po dokonalém promíchání po dobu 10 minut se přidá za stálého intenzivního míchání 100 kg koloidního kysličníku křemičitého, kteřý obsahuje 30 % kysličníku křemičitého. Dokonalé, ale šetrné míchání se provádí po dobu 10 minut. Připravená směls se odvodní filtrací na sítě za pomoci vakua, dále se sníží obsah vody v mokrém filtračním koláči mírným zalisováním a usuší v tunelové sušárně při teplotě 250 °C. Výsledným, výrobkem je izolační deska o plošné hmotnosti 3500 .g/m² a objemové hmotnosti 250 kg/m³, která obsahuje 85,6 °/o keramických vláken, 1,6 % polyamidamin-epichlorhydrinu a 12,8 % kysličníku křemičitého.

Příklad 3 kg skleněných mikrovláken o středním pr,ůměru 1 μτη se převede do vodné sutepenze tak, aby hmotnostní obsah vláken činil 0,5 °/o. Rozvlákňování se provádí po dobu 25 minut ,v holandru. Za stálého míchání se přidá 0,6 kg vodného roztoku s obsahem 30 % polyamidamin-epichlorihydrinu.

Po dokonalém ,promíchání po dobu 15 minut se přidá za stálého Intenzivního míchání 5 kg koloidního kysličníku křemičitého, který obsahuje 30 °/o kysličníku křemičitého. Intenzívní míchání se provádí po doibu 5 minut.

Připravená směís se odvodní filtrací na sítě za pomoci vakua a suší na vyhřívaných ocelových válcích při teplotě 120 °C. Výsledným výrobkem je papír pro izolace o tloušťce 0,3 mm a pevnosti v tahu 1 MPa, který obsahuje 96,8 % skleněných mikrovláken, 0,3 % ipolyamidamin-epichlorhydrinu a 2,9 % kysličníku křemičitého.

Příklad 4

200 kg keramických vláken se převede do vodné disperze tak, aby hmotnostní obsah činil 1 %!. Rozvlákňování se provádí pomocí míchadla v nádrži. Za stálého míchání se přidá 9 kg vodného roztoku, který obsahuje 10 % laurylamidoetylpyridíniumchloridu. Po šetrném promíchání po dobu 20 minut se přidá za stálého míchání 66 kg koloidního kysličníku křemičitého, který obsahuje 30 % kysličníků křemičitého. Šetrné míchání se provádí po dohu 10 minut. Připravená směte se odvodní filtrací na sítě za pomoci vakua a suší v tunelové sušárně bez jakéhokoliv přítlaku při teplotě 250 °C. Výsledným výrobkem je izolační plsť o plošné hmotnosti 2500 g/m² a objemové hmotnosti 120 kg/m³, která obsahuje 90,6 % keramických vláken, 0,4 % lauirylamidoetylpyríidíniumchloridu a 9 % kysličníku křemičitého.

Příklad 5

100 kg čedičových vláken sě převede do vodné disperze tak, aby hmotnostní obsah činil 2 %. Rozvlákňování se provádí pomocí míchadla v nádrži. Za stálého míchání se přidá 22,5 kg vodného roztoku, který obsahuje 20 % kvarterizovaného polyglykoleteru malstného aminu. Po šetrném promíchání po dobu 15 minut se přidá za stálého míchání 65 kg koloidního kysličníku křemičitého, který bbsahufje 30 °/o kysličníku křemičitého. Míchání se provádí po dohu 10 minut. Připravená směs se odvodní filtrací na sítě za pomoci vakua a suší v tunelové sušárně bez lisování při teplotě 300 °C. Výsledným výrobkem je izolační de’ska o plošné hmotnosti 3000 g/m² a objemové hmotnosti 260 kg/m³, která obsahuje 80,7 % čedičových vláken, 3,6 % kvarterizoyaného polyglykoleteru mastného aminu a 15,7 % kysličníku křemičitého.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT

   1. Anorganický vláknitý materiál pro izolace za extrémně vysokých nebo nízkých teplot, vyznačený tím, že sestává ze 75 až 98 °/o hmotnosti anorganických vláken, 0,1 až .5 % hmotnosti polyamidamin-epichilorhydrlnu nebo .polyetyleniminu, anebo dalších sloučenin obsahujících kvartem! duisřk a 2 až 25 % hmotnosti kysličníku křemičitého.

   VYNALEZU
2. 2. Způlsob .výroby anorganického vláknitého materiálu .podle bodu 1, vyznačený tím, že ve vadném prostředí se dispergují anorganická vlákna tak, aby hmotnostní obsah vláken v disperzi činil 0,2 až 5 %, k disperzi se nejdříve přidá 0,1 -až 5 % hmotnoísti, vztaženo na hmotnost vláken, polyamidamin-epichlorhydrinu nebo polyetyleniíminu, -anebo dalších sloučenin obsahujících kvartér,ní iduisík, (který Se úplně zadhytí na anorganických vláknech pro zajištění zakotvení následně přidaného koioidního kysličníku křemičitého plně ve struktuře materiálu, a po dokonalém promlsení se přidá koloidní kysličník křemičitý tak, že směis obsahuje 2 až 25 °/o hmotnosti, vztaženo na hmotnost vláken, kysličníku křemičitého, čímž dojde k jeho zakotvení na anorganických vláknech, načež se vzniklá směs odvodňuje za pomoci vakua a suší při teplotě 100 až 300 °C.