CS221658B1

CS221658B1 - Mineral fiber insulation board and its production method

Info

Publication number: CS221658B1
Application number: CS66881A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Pach; Otto Juhas; Tibor Jancok; Anna Steflovicova; Karol Bleha; Demeter Papanek; Jana Machalova
Original assignee: Ladislav Pach; Otto Juhas; Tibor Jancok; Anna Steflovicova; Karol Bleha; Demeter Papanek; Jana Machalova
Priority date: 1981-01-30
Filing date: 1981-01-30
Publication date: 1983-04-29

Abstract

Vynález spadá do odboru výroby nehořlavých iziolačných dosiek. Rieši zloženie a sposob výrioby nehorlavej izolačně] diosky pojenej modifikovaným hydrosóliom SiOz. Doska pozostáva z 55 až 70 % hmlot. minerálnych vlákien, z 8 až 25 % hmot. halloyzitu, z 3 až 12 % hmot. bentonitu, 0,02 až 0,2 °/o hmiot. kyseliny citrónovéj, 0,08 až 1,2 % hmot. s-ilaniolátú sodného, 2,5 až 12 percent hmot. gelu kysličníka křemičitého a 0,2 až 1,2 % hmot. zložiek, ktorými sú glej, želatina alebo- škrobový kolotdný roztok. Doi vodnej suspenzie minerálnych vlákien o obsahu pevných zložiek 1 až 3 % hmotnostně a dalších pevných zložiek, upravenej na pH 4 až 6, sa vnáša ochranný koloid připravený zmiešaním kyseliny citrónové], géiu kysličníka křemičitého, obsahujúceho 10 až 35 % hmot. kolioidných častíc, a gleja, želatiny alebo- ktoloidného roztoku škrobu, ku ktorým sa po- premiešaní přidá silaniolát sodný. Ďalej sa zmes odvodní na obsah vody 70 % hmot. a napúšťa modifikovaným hydriosolóm kysličníka křemičitého, dalej sa doska dlotvaruje a suší pri teplotách 130 až 170 °C.The invention belongs to the field of production of non-combustible insulating boards. It solves the composition and method of production of non-combustible insulating board bonded with modified SiO2 hydrosol. The board consists of 55 to 70 wt. % mineral fibers, 8 to 25 wt. % halloysite, 3 to 12 wt. % bentonite, 0.02 to 0.2 wt. % citric acid, 0.08 to 1.2 wt. % sodium silane, 2.5 to 12 wt. % silica gel and 0.2 to 1.2 wt. % components, which are glue, gelatin or starch colodium solution. A protective colloid prepared by mixing citric acid, silica gel containing 10 to 35% by weight of colloidal particles, and glue, gelatin or starch solution, to which sodium silaniolate is added after mixing, is introduced into an aqueous suspension of mineral fibres with a solids content of 1 to 3% by weight and other solids, adjusted to pH 4 to 6. The mixture is then drained to a water content of 70% by weight and impregnated with a modified silica hydrosol, the board is then shaped and dried at temperatures of 130 to 170 °C.

Description

221658221658

Vynález sa týká minerálnovláknitej izo-lačně] došky, pojenej modifikovaným hydno-solom SiOž a sposobu je] výroby.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mineral-fiber insulating sheet bonded with a modified SiO2 hydrate and to a process for making it.

Použitie hyrosOlu SiÓz vo funkcli plojivaje všeobecne známe. Rovnako známe sú irožne sposoby vmášanla tohto pojivá do sy-stému. Najčastejšie sa jedná o napúšťanie— impregináčilou mokrých alebo suchýchplsití — dosiek a v hiektorých prípadoeha] o! vnášanie pójivá do viodnej suspenzie.Z technologických a ekonomických dóvo-dov je najvýhodniejšie napúšťanie mokrýchplstí. Pře konečné vlastnosti izolačných dlo-siek sú doležlité vlastnosti hydrosolu SiOzi mokrej izolačnej. doisky, ktorá sa má poji-vém napustit'. V doterajších postupech na-púšťania dosiek hydrosólom. SiOz sa použí-vá samotný sól S1O2 bez akýchkolvek pří-sad, vplývajúcich na jeho stabilitu, alebosól s přísadami, ktoré ho v doske transfor-muji! na gél SiOz. Koagulačné přísady súnajčasitejšie elektrolyty, ktoré v uvažova-nom systéme majú nepriaznivý vplyv na me-chanické vlastnosti izolačných dosiek. Ichvplyv spočívá v tom, že sa tvoří gél s vy-sokým obsahem vody, ktorý prii sušení pod-lieha výrazným Objemovým změnám, spo-soibujúcim rioizprasikanie sieťovej vázby po-jivá a dochádza. k zníženiu pojivých vlast-ností gélu SiOz s priamym negativným účin-kem na mechanické vlastnosti izolačnýchdosiek. Gél SiOz bez přítomnosti elektroly-tov má lepšie pojivé vlastnosti v uvažbva-nom systéme, preitože vzniká až v procesesušenia pri nižšom obsahu vody a pretopodlieha menším objemovým změnám, kto-ré sposobujú narušenie kompaktnosti poji-vá.The use of hyrosol SiO 2 in the ploys function is generally known. Likewise, the topical forms of this binder are also incorporated into the system. The most common is impregnation of wet or dry soils - boards and in some cases! imparting a pollutant to the aqueous slurry. Wet and wet impregnation is most advantageous for technological and economic reasons. The ultimate properties of the insulating plates are the properties of the hydrosol of the SiO 2 wet insulating material. inserts to be filled with insurance. In the prior art, hydrosolting boards. SiO 2 is used alone with S102 sol without any additions affecting its stability, or with additives that transform it in the plate! on SiOz gel. Coagulation additives are the most recent electrolytes that have an adverse effect on the mechanical properties of the insulation boards in the system under consideration. The effect is that a gel with a high water content is formed which, when dried under significant volume changes, is associated with the risiography of the web binding. to reduce the binding properties of the SiO 2 gel with a direct negative effect on the mechanical properties of the insulating plates. The electrolyte-free SiO 2 gel has better bonding properties in the intended system, since it is only when the water content is lowered and the volume changes due to the compactness of the insulation are reduced.

Nevýhody tohoto druhu sú odstránené umineriálovláknitéj izolačněj došky spojenejmodifikovaným hydrosólom S1O2 podlá vy-nálezu zloženej z 55 až 70 % hmotnostnýchminerálnych vlákien, z 8 až 25 % hmotnost-ných halloyzitu, 2 3 až 12 % hmotnoetnýchbentonitu, 0,2 až 2,0 % hmotnostných kyse-liny citrónovej, 0,08 až 1,2 % hmotnOistnýchsilanoiáitu sodného, z 5 až 12 % hmotnost-ných gélu kysličníka křemičitého a 0,2 až 1,2 °/o hmotnOistných zložiek, ktorými sú že-latina, glej alebo škrobový kolOidný roztok.Dalej může minerálno-vláknitá deska podlávynálezu obsahovat 0,1 až 5 % hmotnost-ných perlitu a 0,1 až 4 % hmotnostně od-padnéhO: kysličníka hlinitého s velkOsfoučastíc 40 až 60 (icm. Vyrábajú sa spóscbom,ktoréhoi podstatou je, že do vodnej suspen-zlle o obsahu pevných zlložiek 1 až 3 hmolt-nostných % minerálnych vlákien, ílov a dal-ších pevných uvedených zložiek 10 hodnotěpH 4 až 6 sa vnáša v mnOžstve 0,2 až 2,0hmotnostných % ochranný koloid, připrave-ný zmiešaním, gleju, želatiny alebo škrábus kyselinou citrónovou v množstve 0,02 až0,2 hmot. % na sušinu došky a s hydrosó-lom kysličníka křemičitého, ktorý obsahu-je 10 až 35 hmotnostných °/o koloidných čas-tíc kysličníka křemičitého a nakoniec saprimieša, silanolát sodný. Dalej sa izolačnádoska. stabilizuje tak, že odvozená na obsahvody 70 hm. % sa napúšťa modifikovanýmhydrosólom SiOz v množstve, ktoré odpove-dá 5 až 12 hm. % S1O2 v sušině došky, dos-ká sa opat odvodní na obsah vody minimál-ně 60 % a dotvaruje sa lisováním a suší sapri teplotách od 130 °C do 170 °C. Výhodou sposobu výroby podlá vynálezuje, že prítomnosť iónov, vytvárajúcich vovodnej suspenzii minerálnych vlákien, ílova plniv o celklovom obsahu 1 — 3 hm. %kysilé prlostredie v oblasti pH 4 až 6, priaiz-nivO vplýva na tvarOivanie a za určitých pod-mieniok aj na vlastnosti dosiek z týchto do-vodov. V kyslom prostředí sa urýchluje vylúho-vaniie kaítiónov z povrchu skla (minerálnychVlákien). Katióny pri nemostikových kyslí-kových aniiónoch sa nahradzujú vodíkovýmikatiónmi: — Si — O(-’M( + ) + H+ — Si — OH + M( + )Disadvantages of this kind are the removal of the mineral fiber insulating dock bonded by the modified hydrosol S102 according to the invention comprising 55 to 70% by weight of mineral fibers, from 8 to 25% by weight of halloyite, 2 to 12% by weight of bentonite, 0.2 to 2.0% by weight. citric acid, 0.08 to 1.2% by weight of sodium silanoate, from 5 to 12% by weight of silica gel and 0.2 to 1.2% by weight of constituents such as gelatin, glue or starch Further, the mineral fiber sheet of the present invention may contain from 0.1 to 5% by weight of perlite and from 0.1 to 4% by weight of alumina with large particles of from 40 to 60% by weight. that an aqueous suspension having a solids content of 1 to 3% by weight of mineral fibers, clays and other solid constituents 10 is added to a value of 0.2 and 6, respectively. 2% by weight of protective colloid prepared by mixing, sizing, gelatin or scratching with citric acid in an amount of 0.02 to 0.2% by weight. % to the dry weight of the silica and with a silica hydrosol containing 10 to 35% by weight of colloidal silica particles, and finally, sodium silanolate. Next, the isolation plate. stabilizes such that it is derived from 70 wt. % is impregnated with modified SiO 2 hydrosol in an amount corresponding to 5 to 12 wt. % S1O2 in the dry matter, the water content is dewatered to a water content of at least 60% and is molded by compression and dried at temperatures of from 130 DEG C. to 170 DEG. An advantage of the process of the invention is that the presence of ions forming an aqueous suspension of mineral fibers, clay fillers with a total content of 1-3 wt. % of the acidic medium in the pH range of 4 to 6, affects the shaping and, under certain conditions, also the properties of the plates of these materials. In an acidic environment, leaching of the caions from the glass surface (mineral fibers) is accelerated. The cations in non-bridge oxygen species are replaced by hydrogen bonds: - Si - O (- 'M (+) + H + - Si - OH + M (+)

Hydnoixyllovié anióny, tvoriace sa na po-vrchu vlákna reagujú s OH skupinami ko-loidných častíc SiiOz a vytvárájú tak spo-ločnú kyslíkoknemíkiovú sleť: -Si,-OH + UO-Si-O~Suf \ tHydroxyxylic anions forming on the surface of the fiber react with the OH groups of the co-particles of SiO 2 to form a common oxygen-oxide particle: -Si, -OH + UO-Si-O-Suf \ t

\ /Q ✓/ Q ✓

CWCW

Sú - O - - O-Su +· H.O l \ /Are - O - - O-Su + · H.O l \ t

O. O / cu kOloidná časticaO. O / cu kloloid particle

Mokrá doska sa vytvára rýchlym odvod-ňováním zriedenej suspenzie obsahujúcejminerálně vlákna, íly a dálšie jednozrnnéplniva. Přitom část jemných podielOv sus-penzie sa odplavuje podsitnými vodami ajv závislosti od pH prostredia. V kyslomprostředí pri pH t=i 4 až 6 sa odplavuje me- nej, ako bez přítomnosti elektrolytov. V kys-lom prostředí je vyššia súdržnosť jednotli-vých zložiek kOmpozícle počas odvodňova-niia.The wet plate is formed by the rapid dewatering of the diluted suspension containing the mineral fibers, clays and further single-grains. At the same time, a portion of the fines in the sus- pension is washed away by the underwater and depending on the pH of the environment. In the acidic environment at pH t = i 4 to 6, it is washed away less than electrolytes. In the acidic environment, the consistency of the individual components is increased during the dewatering.

Uvedené priaznivé vplyvy kyslého pro-stredia na tvarovanie sa využijú a súčasneSa odstránia neprlaznivé vplyvy na vlast- 221638 mosti dosiek zliožením a sposiobom použitiapojivá na báze hydriosólu S1O2 piodl'a vyná-lezu. Podstatou vynálezu je stabilizácia hyd-rosólu proti koagulácii účinklom ióniov vy-tvárajúcich kyslé prostredie o pH 4 ,až 6ochranným kotoidom typu glej, želatina,škriob a látkou vyitvárajúcou s niektorými ztýchto iónov komplexy, ako je kyselina cit-rónová. Obsah kiolloidných častíc na sušinudiosky je v rio-zmedzí 5 až 12 hm. %. Přednostou použitého sposohu pojemiaminerálniovláknltých izolačných dosiek po-dlá vynálezu je, že reakciou medzi OH sku-pinami. vlákien a pojivá podlá rovnic 1 —2 sa dosahuje zvýšená pevnost vysušenýchizolačných dosiek a ukotvěme pojivá v mok-rej dioske.The aforementioned beneficial effects of the acidic molding are utilized and, at the same time, eliminate the unfavorable effects on the board properties due to the bonding and use of the S1O2 hydro-solute bonding agent in accordance with the invention. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to the stabilization of hydrolase against coagulation by the action of an ionic acid-forming ionic acid having a pH of from about 4 to about 6 glue, gelatin, germ, and complexing agents such as citric acid. The content of ciolloid particles on dry matter is in the rio range of 5 to 12 wt. %. A preferred embodiment of the present invention is the reaction between OH groups. Fibers and binders according to Equations 1 - 2 provide increased strength of the dried insulation boards and anchor the binders in wet dios.

Homogenně prepojenie došky sa dosahujeriadením procesu vnášanla pojivá do systé-mu. Doska sa napustí pojivom pri obsahuvody 70 až 72 hmot. %, za súčasného plynu-lého odsávania vody na obsah vody 58 až60 hmot. %, priebežne sa dolisuje a vysu-ší sa pri teplot© nad 150 °C.The homogeneous bonding of the thatch is achieved by controlling the process of bringing the binders into the system. The plate is impregnated with a binder at a rate of 70 to 72 wt. %, while continuously withdrawing water to a water content of 58-60 wt. %, continuously compressed and dried at temperatures above 150 ° C.

Postupom podlá vynálezu sa zíkavajú ne-hořlavé izolačně došky s množstvou trvalé-ho použitia do 900 °C, dobrých mechanic-kých vlastností, s charakterom polokon-štrukčných materiálov, nízkou objemovouhmotnostou, objemovou stálostou a s velmidobrými tepelnoizolačnými . vlastnostami. Příklad 1According to the process of the present invention, non-flammable insulating mats with a permanent use of up to 900 ° C, good mechanical properties, semi-structural materials, low volume, bulk stability and very large thermal insulation are obtained. properties. Example 1

Zloženie minerálnovláknitej izolačnej doš-ky pojenej pódia vynálezu (vyjádřené nasušinu došky v hmot. % ): minerálně vlákna 60,6 halloyzit 20,0 bentonit 10,0 glej 0,3 gél SiO2 (z hydrosólu) 8,0 kys. citrónová 0,1 silanolát sodný 1,0 Z prvých styroch zložiek sa připraví vod-ná suspenzia o obsahu pevných zložiek2 hmot. % a kyselinou sírovou sa nastavípH prostredia na hodnotu ~5. Z homogén-nej suspenzie sa na tvarovacom stroji získámokrá doska, ktorá sa odvodní na obsahvody 70 hmot. %. Takto vyrobená doska sa napustí pojivom v množstve odpovedajúcomzložkám 5 až 7 o koncentrácii 30 hmot. %týchto zložiek vo vodě. Napúšťanie došky sauskutočňuje za súčasného plynulého odsá-vania vody z došky na hodnotu obsahu vo-dy v doske 59 hmot. V ďalšom postupevýroby sa doska dolisuje a vysuší sa pritep]ote 160 °C.The composition of the mineral-fiber insulating bonded base of the invention (expressed as dry weight in weight%): mineral fibers 60.6 halloyite 20.0 bentonite 10.0 glue 0.3 gel SiO2 (from hydrosol) 8.0 citric acid 0, 1 sodium silanolate 1.0 An aqueous suspension having a solids content of 2 wt. % and sulfuric acid was set to ~ 5. From the homogeneous suspension, a plate is obtained on the forming machine, which is dewatered to 70% by weight. %. The board thus produced is impregnated with a binder in an amount corresponding to components 5 to 7 having a concentration of 30% by weight. % of these components in water. The filling of the thatch is carried out with simultaneous continuous sucking of the water from the dock to a water content of 59% by weight. In the following process, the plate is pressed and dried at 160 ° C.

Stanovené vlastnosti nehorlavej izolač-nej došky sú následovně:The determined properties of the non-flammable insulating thatch are as follows:

trvalé použitie do teploty 900 °C objemová vlastnost 420 'kg.nr3 tepelná vodivost pri 20 °C 0,055 nrčKýWhořlavost podlá ČSN 73 0853 A kategóriapevnost v tahu za ohybu 1,6 MPa Příklad 2permanent use up to 900 ° C volumetric property 420 'kg.nr3 thermal conductivity at 20 ° C 0,055 mmcWeldability according to ČSN 73 0853 A category of tensile strength under bending 1,6 MPa Example 2

Zloženie minerálnovláknitej izolačnej doš-ky pojenej podlá vynálezu (vyjádřené nasušinu došky v hmot. °/o j: 1. minerálně vlákna 65,9 2. halloyzit 9,0 3. bentonit 4,0 4. perlit 5,0 5. odpadný jemný A12O3 4,0 6. škrobový koloidný roztok 1,0 7. gél SiO2 (z hydrosólu) 10,0 8. kyselina citrónová 0,1 9. silanolát sodný 1,0The composition of the mineral fiber fibrous insulation bond according to the invention (expressed in dry weight in weight / weight: 1. mineral fibers 65.9 2. halloyite 9.0 3. bentonite 4.0 4. pearlite 5.0 5. fine flue A12O3 4.0 6. starch colloidal solution 1.0 7. SiO2 gel (from hydrosol) 10.0 8. citric acid 0.1 9. sodium silanolate 1.0

Použitý koloidný roztok škrobu obsahuje2 hmot. % sušiny.The colloidal starch solution used contains 2 wt. % dry matter.

Zo zložiek 1 až 6 sa připraví vodná sus-penzia o obsahu týchto zložiek 1,8 hmot. %.Další postup přípravy Izolačnej došky jerovnaký ako v příklade 1.From components 1 to 6, an aqueous suspension having a content of 1.8 wt. %. Another procedure for the preparation of the insulation dock as in Example 1.

trvalé použitie do teploty 900 °C objemová vlastnost 350 kg.nr3 tepelná vlastnost pri 20 °C 0,053 nrhKhWhořlavost podlá ČSN 73 0853 A kategóriapevnost v tahu za ohybu 1,5 MPapermanent use up to 900 ° C volumetric property 350 kg.nr3 thermal property at 20 ° C 0,053 nrhKhWeldability according to ČSN 73 0853 A category of tensile strength 1,5 MPa

Izolačně došky sú použitelné v staveb-ných a priemyselných konštrukciách, kde savyžadujú dobré tepelnoizolačné vlastnosti,nehořlavost, a v priemyselných konštruk-ciách odolnost proti účinku teplot.Insulating docks are useful in building and industrial constructions where they require good thermal insulating properties, non-flammability, and in industrial constructions temperature resistance.

Claims

A mineral-fiber insulating board composed of a mineral fiber and a modified gel, characterized in that it consists of 55 to 70% by weight of mineral fiber, 8 to 25% by weight of halloyzite, 3 to 12% by weight of bentonite, 0.02 to 0% by weight 0.2% by weight of citric acid, 0.08 to 1.2% by weight of sodium silanolate, from 5 to 12% by weight of silica gel and 0.2 to 1.2% by weight of the components which are sizing, gelatin or starch colloidal solution.

2. Mineral fiber insulating board according to claim 1, characterized in that it contains 0.1 to 5% by weight of perlite and 0.1 to 4% by weight of alumina with a particle size of 40 to 60 μπι.

3. A method of producing a mineral-fiber thatched fiber according to items 1 and 2, characterized in that it comprises:

SUMMARY OF THE INVENTION An aqueous mineral fiber suspension having a solids content of 1 to 3% by weight and other solid ingredients adjusted to a pH of 4 to 6 Pa provides a protective colioid prepared by mixing citric acid in an amount of 0.02 to 2% by weight to thatched dry matter; with a silica gel containing 10 to 35% by weight of colloidal silica particles, and with a gelatin, a gelatin or a colloidal starch solution to which sodium silanolate is added after mixing, the mixture is dewatered to a water content of 70% by weight and impregnated with modified hydrosol The amount of silica in an amount corresponding to 5 to 12% by weight of silica in the thatched dry matter is compressed and dried at temperatures of 130 to 170 ° C.