CS226644B1

CS226644B1 - Fireproof heat-insulating board and method of manufacturing the same

Info

Publication number: CS226644B1
Application number: CS326882A
Authority: CS
Inventors: Ladislav Ing Csc Pach; Otto Ing Juhas; Tibor Ing Jancok; Anna Ing Steflovicova; Jana Machalova
Original assignee: Ladislav Ing Csc Pach; Otto Ing Juhas; Tibor Ing Jancok; Anna Ing Steflovicova; Jana Machalova
Priority date: 1982-05-06
Filing date: 1982-05-06
Publication date: 1984-04-16

Description

(54)Nehorfavá tepáno-izolačná dotká a spósob jej výroby(54) Non-flammable beat-insulating touches and method of production

Vynález sa týká nehorTavej tepelno-izolačnej došky a spósobujej výroby.The present invention relates to a non-combustible thermal insulating thatch and to a process for producing it.

Použitie hydrosolu SiOg vo funkcii spojiva je všeobecne známe. Rovnako sú známe i r8zne spfisoby vnášania tohoto spojiva do systému. Najčastejšie ide o napúšťanie - impregnéciu mokrých alebo suchých plstí - dosiek spojivom, alebo o vnéšanie spojiva do vodnej suspenzie Při napúšťaní dosiek spojivom sa ťažko dosahuje ich homogenita a problémy sú s hydrofobizáciou. Pri vnášaní hydrosolu do vodnej suspenzie, fixácia spojiva v systéme sa dosahuje jeho koaguláciou, flokuláciou alebo prevodom sólu na gél. Pri všetkýoh týchto procesoch ide o agregáciu spojiva, ktoré mé negativny vplyv na spojivé schopnosti hydrosolu, rozdelenie spojiva, zalepovanie sít pri odvodňovaní a spotřebu spojiva.The use of the SiO8 hydrosol as a binder is generally known. Various methods of introducing this binder into the system are also known. Most often it is impregnation - impregnation of wet or dry felt - boards with binder or insertion of binder into aqueous suspension When impregnation of boards with binder is difficult to achieve their homogeneity and problems with hydrophobization. When the hydrosol is introduced into the aqueous suspension, the binding of the binder in the system is achieved by its coagulation, flocculation, or sol-gel conversion. All of these processes are binder aggregation, which has a negative effect on the bonding properties of the hydrosol, the binder distribution, the sealing of the sieves during dewatering and the binder consumption.

Nevýhody tohoto spósobu sú odstránené u nehorTavej tepelno-izolačnej došky a spósobu jej výroby podTa vynálezu, ktorej podstatou je, že pozostáva z 55 až 75 % hmotnostných minerálnych vlákien, z 5 až 10 % hmotnostných SiOg spojiva, 10 až 25 % hmotnostných keramických plniv ako sú halloysit, kaolín alebo bentonit, 0,5 až 3 % hmotnostných hydroxidu vápenatého, z 0,5 až 3 « hmotnostných škrobu alebo latexu, 1 až 2 % hmotnostných hydrofobizačnej emulzie, ktorou móže byť parafinický, asfaltový alebo silikonový olej a z 0,005 až 0,1 % hmotnostných flokulačnej přísady s výhodou na báze polyakrylamidu.The disadvantages of this method are eliminated with the non-combustible thermal insulation and the process for its production according to the invention, which consists of 55 to 75% by weight of mineral fibers, 5 to 10% by weight of SiOg binder, 10 to 25% by weight of ceramic fillers such as are halloysite, kaolin or bentonite, 0.5 to 3% by weight of calcium hydroxide, from 0.5 to 3% by weight of starch or latex, 1 to 2% by weight of a hydrophobizing emulsion, which may be a paraffinic, asphalt or silicone oil, and 0.005 to 0% % Of the flocculating additive preferably based on polyacrylamide.

Podstatou spósobu výroby nehorTavej tepelno-izolačnej došky podTa vynálezu je to, že sa připraví vhodná suspenzie o obsahu 1 až 3 % hmotnostné obsahu pevných zložiek zamiešaním jednotlivých zložiek do vody tak, že najprv sa zamiešajú minerálně vlákna, potom keramické plnivá ako sú halloyzit, kaolín alebo bentonit, Sálej hydroxid vápenatý, Sálej SiOj spojivo, Sálej hydrofobizačná emulzia, potom škrob a/alebo latex a nakoniec flokulačné přísada a suspenzie sa filtruje za odsávania, dotvaruje lisováním a suší pri teplote 130 ažThe essence of the process of making a non-combustible heat-insulating thatch according to the invention is to prepare a suitable suspension of 1 to 3% by weight of solids by mixing the individual components into water by first mixing mineral fibers, then ceramic fillers such as halloyzite, kaolin or bentonite, Salia calcium hydroxide, Salia Si binder, Salia hydrophobizing emulsion, then starch and / or latex, and finally the flocculating additive and suspension are suction filtered, compressed by compression and dried at 130 to 130 ° C.

226644 2226644 2

170 °C. Postupovat sa mflže aj tak, že sa připraví vodná suspenzia zmiešaním suspenzie minerálnych vlákien, hydroxidu vápenatého, škrobu a/alebo latexu a suspenzia s obsahem keramických plniv, hydrosolu SiOj a hydrofobizačnéj emulzie tak, že ich obsah v suspenzi! bude 1 až 3 % hmotnostně a do takto pripravenej suspenzie sa přidá flokulačné činidlo a suspenzia sa filtruje za odsávania, dotvaruje lisováním a suší pri teplotách 130 až 170 °C.170 [deg.] C. It is also possible to prepare an aqueous suspension by mixing a suspension of mineral fibers, calcium hydroxide, starch and / or latex and a suspension containing ceramic fillers, hydrosol SiO 2 and a hydrophobizing emulsion such that they are present in the suspension. The flocculating agent is added to the suspension thus prepared and the suspension is suction filtered, compressed and dried at 130-170 ° C.

Podstata spflsobu přípravy spočívá vo fixácii spojiva v systéme 1 až 3 % hm. vodnej suspenzie bez jeho agregácie. Ide o zachytenie, absorpciu koloidných častíc Si0_2> hydrosolu, na pevných zložkách suspenzie prostredníctvom katiónov Ca^Z+ . Vápníkové katióny, vnášené do systému hydroxidem vápenatým, reagujú s povrchom koloidných častíc SlO?, výsledkem čoho je adsorpcia katiónov Ca^Z+ na povrchu týchto častíc. Nastáva vlastně výměna tam přítomných Na®⁺ katiónov dvojmocnými Ca^Z+ katiónmi. V dflsledku nízkej koncentrécie Ca^Z+ katiónov v systéme nedochédza k agregácii hydrosolu, koloidných častíc, ale k ich adsorpcil na povrchu pevných zložiek suspenzie.The essence of the preparation method consists in fixing the binder in the system of 1 to 3 wt. aqueous suspension without aggregation. It is the capture, absorption of colloidal particles of SiO2 _> hydrosol on the solid components of the suspension by means of Ca ^{Z +} cations. The calcium cations introduced into the system by the calcium hydroxide react with the surface of the colloidal S10O particles, resulting in adsorption of the Ca ^{Z +} cations on the surface of the particles. In fact, the exchange of the Na ^{@ + +} cations present there by divalent Ca ^{Z @ +} cations. Due to the low concentration of Ca ^{Z +} cations in the system, there is no aggregation of hydrosol, colloidal particles, but adsorption on the surface of the solid components of the suspension.

Přítomnost hydroxidu vápenatého má priaznivý vplyv i na zachytenie jemne disperznýeh zložiek, ktorým! sú lly, latex, hydrofibizačná emulzia v systéme pri filtrovaní suspenzie. V podstatě ide o flokulačný účinok katiónov Ga^Z+ na dispergované částice, v dflsledku čoho sa znižuje spotřeba flokulantu.The presence of calcium hydroxide also has a beneficial effect on the entrapment of finely dispersed components. are lly, latex, a hydrofibising emulsion in the suspension filtration system. Essentially, it is the flocculating effect of Ga ^{Z +} cations on dispersed particles, as a result of which flocculant consumption is reduced.

Adsorpciou spojiva, koloidných častíc SiO? na povrchu ostatných zložiek suspenzie, dfljde k ideálnemu rozptýleniu spojiva v systéme. V dflsledku toho je nízké lineéme relativné zmrštenie materiálu při výpale, a to pri 850 °C,'~3 % za 24 hodin. Filtrécia suspenzie nevyvolává problémy, pretože nenastává agregácia spojiva, ktorá spOsobuje zalepovanie sít. Straty spojiva sú zanedbatelné - pod 1 % hm. a čistota podsitných vfld je neobvyklá pre podobné technologie. Hmotnost odparku z 1 litra podsitných vfld je v rozmedzí 0,05 až 0,3 g.Adsorption of binder, colloidal particles of SiO? on the surface of the other components of the suspension, ideally dispersing the binder in the system. As a result, there is a low linear relative shrinkage of the material at firing at 850 ° C, ~ 3% per 24 hours. Filtration of the suspension does not cause problems since there is no aggregation of the binder which causes the sieves to stick. Binder losses are negligible - below 1 wt. and the purity of the subfolded vfld is unusual for similar technologies. The weight of the residue from 1 liter of undersized filters is in the range 0.05-0.3 g.

SiOg adsorbované spojivo, vzniklé z hydrosolu SiOg, je spojivom pflsobiacim v celom teplotnom rozsahu možnosti použitia izolačného materiálu, v tomto případe přibližné do 900 °C. Materiál vyžaduje určitú minlmálnu manipulačnú pevnost, ktorá je závislá od rozmerov. Ak je táto pevnost nedostatočná so samotným SiO₂ spojivom, mflže sa zvýšit škrobom a/alebo latexovou disperziou v množstváeh sumárně do 3 % hm. Toto dodatkové spojivo v priebehu aplikácie v energetickom diele vyhoří a neovplyvní použitie izolácie.The SiOg adsorbed binder, formed from the SiOg hydrosol, is a binder extending over the entire temperature range of the use of an insulating material, in this case up to about 900 ° C. The material requires a certain minimum handling strength which is dimension dependent. If this strength is insufficient with the SiO ₂ binder alone, it can be increased by starch and / or latex dispersion in amounts totaling up to 3 wt%. This additional binder burns during application in the power part and does not affect the use of insulation.

Technologický postup přípravy izolačných dosiek je jednoduchý. Suspenzia o obsahu uvedených zložiek 1 až 3 % hmotnostných sa mflže připravit dvomi spflsobmi, a to tak, že do vody sa postupné primiešajú zložky v predtým uvedených pomeroch v nasledujúcom poradí - minerálně vlákna, keramické plnivé, hydroxid vápenatý, hydrosol SiO₂, hydrofobizačné emulzia (parafinická, asfaltová alebo zo silikonového oleja), škrob a/alebo latexová disperzia a nakoniec flokulant s výhodou polyakrylamid.The technological process of preparing insulation boards is simple. A suspension containing 1 to 3% by weight of said components may be prepared in two ways by sequentially admixing the components in the above-mentioned proportions in the following order - mineral fibers, ceramic fillers, calcium hydroxide, hydrosol SiO ₂ , hydrophobizing emulsion (paraffinic, asphalt or silicone oil), starch and / or latex dispersion, and finally a flocculant, preferably polyacrylamide.

Postupovat sa mflže aj tak, že sa oddelene pripravia dve suspenzie vo vodě, pričom prvá suspenzia obsahuje minerálně vlákna, hydroxid alebo oxid vápenatý a škrob a/alebo latex a druhá suspenzia obsahuje keramické plnívá ako je halloyzit alebo bentonit, ďalej hydrosol SiOj a nakoniec sa přidé hydrofobizačné emulzia. Obidve suspenzie sa zmiešejú v pomeroch odpovedajúcich uvedeným základným obsahom jednotlivých zložiek v suchej doske, pričom obsah zložiek v suspenzi! je v rozmedzí 1 až 3 % hmotnostně. Suspenzia sa filtruje za odsávania, dotvaruje sa lisováním a suší pri teplotách 130 až 170 °C.Alternatively, two suspensions in water may be prepared separately, the first suspension comprising mineral fibers, hydroxide or calcium oxide and starch and / or latex, and the second suspension containing ceramic fillers such as halloyzite or bentonite, followed by SiO 2 hydrosol and finally add a hydrophobizing emulsion. The two suspensions are mixed in proportions corresponding to the stated basic contents of the individual components in the dry plate, the components being present in the suspension. it is in the range of 1 to 3% by weight. The suspension is suction filtered, compressed and dried at 130-170 ° C.

Výhodou nehořlavých izolačných dosiek podlá vynálezu a spflsobu ich výroby je, že v dflsledku použitia hydroxidu vápenatého sú straty hydrosolu SiOg podsitnýml vodami menšie ako 1 % hm. a čistota podsitných vfld je na vysekej úrovni. Hmotnost odparku z 1 litra podsitných vfld je v rozmedzí 0,05 až 0,3 g. Adsorbované spojivo je rovnoměrně rozptýlené v celom objeme došky. Došky sú plné homogénne a majú nízké lineárně zmrštenie pri 900 °C okolo 3 % za 24 hodin a došky sú hydrofóbne.An advantage of the non-flammable insulating boards according to the invention and the process for their production is that, due to the use of calcium hydroxide, the losses of the SiO2 hydrosol with the undersized waters are less than 1% by weight. and the purity of the subfolded vflds is high. The weight of the residue from 1 liter of undersized filters is in the range 0.05-0.3 g. The adsorbed binder is evenly distributed throughout the thatch volume. Thatches are full homogeneous and have low linear shrinkage at 900 ° C of about 3% per 24 hours, and thatch is hydrophobic.

Tepelno-izolačné došky vyrobené podlá vynélezu sú vhodné ako tepelno-izolačný, ohňovzdoraý a protipožlarny materiál pre obklady vnútorných plášťov stavebných dielcov, ako aj tepelná izolécia energetických zariadení do 900 °C.The thermal insulation that is produced according to the invention is suitable as a thermal insulation, fire-resistant and fire-resistant material for cladding of internal components of building components as well as thermal insulation of power equipment up to 900 ° C.

Příklad 1Example 1

Zloženie nehorTavej tepelno-izolačnej došky připravenéj podTa vynálezu (vyjádřené hm. % na sušinu došky) je následovně:The composition of the non-combustible heat-insulating thatch prepared according to the invention (expressed in% by weight on thatch dry matter) is as follows:

1. minerálně vlékna 601. mineral fibers 60

2. halloyzit 17,52. Halloyzite 17.5

3. bentonit 93. Bentonite 9

4. hydroxid vápenatý 1,54. calcium hydroxide 1.5

5. SiO₂ hydrosol 95. SiO ₂ hydrosol 9

6. asfaltová emulzia EAL-15 (cca 50 % hm.) 26. bituminous emulsion EAL-15 (approx. 50% by weight) 2

7. zmazovatený zemiakový škrob 17. greased potato starch 1

8. flokulant zn. HERKOFLOC od fy Hercules 0,0078. flokulant zn. HERKOFLOC from Hercules 0.007

Z uvedených zložiek sa připraví vodné suspenzia o obsahu zložiek 2 % hmotnostně, pričom sa jednotlivé zložky zamiešavajú do suspenzie v poradí uvedenom vyššie. Z homogénnej suspenzie sa na tvarovacom stroji získá mokré doska; ktorá sa dotvaruje lisováním a vysuší pri 150 °C.Aqueous suspensions of 2% by weight of the components are prepared from the above ingredients, and the individual components are mixed into the suspension in the order given above. A wet plate is obtained from a homogeneous suspension on a forming machine; which is press-formed and dried at 150 ° C.

Vlastnosti nehořlavéj izolačněj došky sú takéto:The properties of a non-flammable insulating thatch are as follows:

trvalé použitie do teploty objemová hmotnosť tepelná vodivost pri 20 °C hořlavost podTa ČSN 73 0853 pevnost v tahu za ohybucontinuous use up to temperature bulk density thermal conductivity at 20 ° C flammability according to ČSN 73 0853 flexural strength

900 °C 410 kg.m“³0,059 * m^-1K^_1kategorie A 1 ,5 MPa900 ° C 410 kg.m ^-1 ³ 0.059 * m ^-1 K ^_1 Category A 1.5 MPa

Příklad 2Example 2

Rovnaké zloženie a postup přípravy izolačnej došky ako v bode 1, iba halloyzit a benr tonit je nahradený kaolínom, kompozícia obsahuje 26,5 % hmotnostně.The same composition and process for the preparation of the insulating thatch as in point 1, except that halloyzite and benr tonite are replaced with kaolin, the composition contains 26.5% by weight.

Vlastnosti nehorTavej izolačnej došky, pripravenej dovné:Properties of non-flammable insulation that is ready to go:

spfisobom podTa příkladu 1 sú nasleas in Example 1, they are as follows

Příklad 3 trvalé použitie do teploty objemová hmotnosť tepelné vodivost při 20 °C horfavosť podl’a ČSN 73 0853 pevnost v ťahu za ohybuExample 3 permanent use to temperature bulk density thermal conductivity at 20 ° C flammability according to CSN 73 0853 flexural strength

900 °C 425 kg.m³0,06 W m~¹K’ kategorie A 1,6 MPa900 ° C 425 kg.m ³ 0.06 W m ~ ¹ K 'Category A 1.6 MPa

Zloženie nehorTavej sušinu došky v hm. %, je tepelno-izolačnej došky pripravenej podTa vynálezu, vyjádřené na následovně:Composition of non-combustible thatched dry matter in wt. %, is the thermal insulation that is prepared according to the invention, expressed as follows:

Suspenzia ASuspension A

Suspenzia BSuspension B

1. minerálně vlákna1. mineral fibers

2. hydroxid vápenatý2. calcium hydroxide

3. škrob zemiakový3. Potato starch

1,751.75

4» kaolín4 »kaolin

5. SiOj hydrosol5. SiO 2 hydrosol

6. parafinické emulzia6. paraffinic emulsion

19,2519.25

Suspenzie sa smiešajú, upraví sa obsah zložiek v suspenzi! na hodnotu 2 * hmotnostně a přidá sa HERKOFLOC od fy Hercules ako flokulant v množetve 0,006 % hmotnostně na auSlnu došky. Ďalší postup přípravy je rovnaký ako v příklade 1.The suspensions are mixed, the components in the suspension are adjusted! and HERKOFLOC from Hercules as flocculant is added in an amount of 0.006% by weight on the thatched paste. The further preparation procedure is the same as in Example 1.

Vlastnosti izolačných dosiek sú následovně:The properties of the insulation boards are as follows:

trvalé použťtie do teploty objemová hmotnosť tepelná vodivost pri 20 °C hořlavost podlá ČSN 73 053 pevnosť v tahu za ohybupermanent use up to temperature bulk density thermal conductivity at 20 ° C flammability according to ČSN 73 053 flexural strength

900 °Q 380 kg.aT^ 0,057 W m’»^-’ kategorie A 1,3 MPa900 ° Q 380 kg.aT 0,0 0.057 W m -1 » ^- Category A 1.3 MPa

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. A non-combustible thermal insulating board composed of mineral fibers and a SiOg binder, characterized in that it consists of 55 to 75% by weight of mineral fibers, 5 to 10% by weight of SiOg hydrosol, 10 to 25% by weight of ceramic fillers such as halloyzite, kaolin or bentonite, 0.5 to 3% by weight of hydroxide or calcium oxide, 0.5 to 3% by weight of starch and / or latex, 1 to 2% by weight of a hydrophobising emulsion which may be a paraffinic, asphalt or silicone oil and up to 0.005 to 0, 1% by weight of the flocculating additive preferably based on polyacrylamide.

2. A process for the preparation of a non-flammable heat-insulating thatched material according to claim 1, characterized in that an aqueous suspension of 1 to 3% by weight solids content is prepared by mixing the individual components into water by mixing the mineral fibers first, then ceramic fillers such as halloyzite, kaolin or bentonite, calcium hydroxide, SiOg binder, hydrophobizing emulsion, then starch and / or latex and flocculating additive, the suspension is further filtered under suction, compressed by compression and dried at 130 to 170 ° C, or an aqueous solution is prepared a suspension by mixing a suspension of mineral fibers, hydroxide or calcium oxide, starch and / or latex and a suspension containing ceramic fillers, hydrosol SiOg and a hydrophobizing emulsion so as to contain them in the suspension! was 1 to 3% by weight and a flocculating agent was added to the suspanzee, the suspension was suction filtered, press-formed and dried at 130-170 ° C.