CS250368B1 - Lehké vláknité izolační prvky a způsob výroby - Google Patents

Abstract

Řešení se týká lehkých vláknitých výrobků na bázi anorganických vláken a pojiv, určených pro vysoké pracovní teploty. Účelem vynálezu je zvýšit pojivou schopnost používaného pojivá a zvýšit jak manipulační a montážní pevnost hotových výrobků, tak i jejich pevnost v žáru. Tohoto účelu je dosaženo u prvků, které sestávají z 50 až 92 hmotnostních % anorganických vláken, 5 až 25 % hmotnostních % jemně disperzních přísad, tvořených směsí kaolinu a úletu z výroby krystalického křemíku, 1 až 15 hmotnostních % koloidního oxidu křemičitého, 1 až 10 hmotnostních % organického pojivá a 0,01 až 0,5 hmotnostních % organického ílokulantu, s výhodou polyakrylamidu. Při výrobě těchto prvků se postupuje tak, že se nejprve připraví vodná suspenze anorganických vláken, jemně disperzních přísad, organického pojivá a ílokulantu, suspenze se částečně odvodní na sítovém odvodňovacím stroji, na vytvořený mokrý koberec se bezprostředně působí alespoň jedním polevem koloidního roztoku oxidu křemičitého, přebytek kapaliny se z koberce odsaje, a případně použije k opětovnému polevu, a koberec se po průchodu mezi přítlačnými válci suší a řeže na potřebné formáty

Description

Vynález'se, týká lehkých vláknitých izolačních prvků na bázi anorganických vláken a pojiv, určených pro vysoké pracovní teploty a způsobu jejich přípravy.

Anorganická vlákna ve formě volné vlny; plstí, rohoží, desek apod., se používají pro nejrůznější izolační účely. Jejich nehořlavost a dobrá tepelná odolnost vytváří dobré předpoklady pro aplikace za zvýšených teplot. Jmenovitě hlinitokřemičitá vlákna, připravovaná rozvlákňováním tavených směsí oxidu křemičitého a hlinitého anebo tavenin křemičitanů hlinitých umožňují nasazení při pracovních teplotách kolem 1 200 °C i výše. Výrobky z těchto vláken se používají k obložení vnitřních prostor různých druhů pecí a tepelných agregátů, jako progresivní izolace v hutnictví a slévárenství apod. Pro přípravu znííněných výrobků se používají u části sortimentu přísady vhodných pojiv. Druh pojivá se volí v závislosti na požadovaných vlastnostech prvku z hlediska manipulace i chování v provozních podmínkách při působení vibrací, proudění plynů a pod., dále s ohledem na technologické požadavky, ekonomii aj. Tam, kde mají výrobky z anorganických, zejména hlinitokřemičitých vláken vykazovat zvýšené pevnosti v žáru, je třeba používat anorganická tepelně odolná pojivá. Pro tyto účely se osvědčily zejména koloidní roztoky některých oxidů, jako oxidu křemičitého S1O2, oxidu hlinitého AI2O3 a pod. Obvykle aplikovaný oxid křemičitý se používá ve formě vodných solí o velikosti částic přibližně v rozmezí 10 až 100 μΐη, stabilizovaných v alkalické nebo kyselé oblasti. Příprava výrobků s anorganickými pojivý se děje z vodných suspenzí vláken a pojiv odvodňováním v sítových formách anebo papírenským způsobem na nekonečném sítu. Nevýhodou tváření prvků z anorganických vláken a výše uvedených anorganických pojiv, zejména koloidního roztoku oxidu křemičitého, podle posledního způsobu je, že bez úplné recirkulace dochází k velkým ztrátám pojivá v podsítových vodách; navíc má koloidní oxid křemičitý sklon migrovat při vysoušení mokrého koberce vláken do povrchových vrstev, což způsobuje nehomogenní propojení výrobků. Bylo proto navrženo použít pro zlepšené zachycení pojivá při odvodňování suspenze a potlačení migrace předběžnou gelaci sólu SÍO2 působením roztoků některých solí, jako síranu hlinitého. Gelace pojivá však způsobuje podstatné snížení jeho pojivé mohutnosti a kromě toho zhoršuje filtraci a omezuje tak množství sólu, které je možno do suspenze složek vnášet. Aby bylo možno zvýšit obsah anorganického pojivá ve výrobních a tím zlepšit jejich mechanické vlastnosti v žáru, bylo navrženo zavádět sol S1O2 prolivem teprve do odformovaného mokrého koberce vláken, obsahujícího přísadu gelačního činidla a jemně disperzní látky, přidávané za účelem dalšího zlepšení úrovně zachycení pojivá. Přesto, že se takto daří zavádět do výrobku větší množství koloidního oxidu křemičitého, zůstává zachován problém jeho snížené pojivé schopnosti v důsledku gelace a tudíž nízká manipulační pevnost výsledných prvků.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny u lehkých vláknitých izolačních prvků podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tyto prvky obsahují 50 až 92 hmotnostních procent anorganických vláken, 5 až 25 hmotnostních % jemně disperzních přísad, tvořených směsí kaolinu a úletu z výroby krystalického křemíku, 1 až 15 hmotnostních % koloidního oxidu křemičitého, 1 až 10 hmotnostních % organického pojivá a 0,01 až 1,0 hmotnostní % organického flokulantů, s výhodou polyakrylamidu.

Při výrobě lehkých vláknitých izolačních prvků podle vynálezu se nejlépe postupuje tak, že se nejprve připraví vodná suspenze anorganických vláken, jemně disperzních přísad, organických vláken, jemně disperzních přísad, organického pojivá a flokulantu, suspenze se částečně odvodní na sítovém odvodňovacím stroji, na vytvořený mokrý koberec se bezprostředně působí alespoň jedním polevem koloidního roztoku oxidu křemičitého, přebytek kapaliny se z koberce odsaje, a případně použije k opětovnému polevu, a koberec sé po průchodu mezi přítlačnými válci suší a řeže na potřebné formáty.

Přítomnost organického pojivá, zaváděného do vláknitého koberce, zajišťuje vysoké manipulační a montážní pevnosti výsledných desek. Vnášení sólu S1O2 do koberce vláken polevem omezuje jeho celkovou spotřebu a umožňuje současně dosáhnout relativně vysoký obsah koloidního oxidu křemičitého ve výrobku a tudíž vysoké pevnosti v žáru. Přitom je možno v důsledku přítomnosti směsné disperzní přísady jako další složky omezit anebo zcela vyloučit přísadu anorganických solí, jmenovitě síranu hlinitého, jako gelačního činidla pro sol S1O2. Bylo zjištěno, že přítomnost jemně disperzní směsi kaolinu a úletového oxidu křemičitého, odpadajícího při výrobě krystalického křemíku, spolu s organickým flokulantem na bázi polyakrylamidu, v mokrém koberci vláken zajišťuje vedle dobré retence sólu S1O2, aplikovaného polevem, rovněž omezení jeho sklonu k migraci při vysoušení výrobku. Způsobem podle vynálezu je tedy možno dosáhnout zavedení větších množství anorganického pojivá do výrobku, potlačit nehomogenní propojení výrobku, omezit ztráty sólu S1O2 v podsítových vodách a zajistit dobré mechanické vlastnosti prvků při manipulaci i v žáru.

Je účelné použít jako disperzní přísadu směs kaolinu a úletového S1O2 v poměru přibližně 1: 1. Dále je účelné z hlediska rovnoměrného rozložení pojivá provádět polev koloidním roztokem oxidu křemičitého bezprostředně po odtečení hlavního podílu ka2 5 O 3 Ε 8 palné fáze z vláknitého koberce na sítu, před započetím odsávání a napojený koberec nechat projít ždímacími válci. Kapalinu z odsávacího zařízení za polévacím uzlem, jež může obsahovat část přebytečného koloidního SiOa je možno případně recirkulovat a po úpravě koncentrovat opětovně použít k polevu.

Z organických pojiv je možno použít s výhodou škrobu, zmazovatělého škrobu nebo jeho derivátů, anebo některých syntetických polymerů ve formě vodných disperzí. Dobrý průběh odvodňování a formování koberce na sítu podporuje přítomnost organického flokulantu ve výchozí suspenzi složek.

Použitím skladby a způsobu výroby lehkých vláknitých izolačních prvků podle vynálezu se získá rovnoměrně propojený, dostatečně pevný a manipulovatelný výrobek, zachovávající v důsledku přítomnosti vyššího podílu anorganického pojivá dobré fyzikálně mechanické vlastnosti i za vyšších teplot, jehož tepelná odolnost je dána pouze druhem použitých anorganických vláken. V případě použití hlinitokřemičitých vláken se tak získají tuhé desky, vhodné příkladně k obkladům žárových prostor průmyslových pecí s vysokou rychlostí proudění spalin apod. Je možno použít rovněž směs hlinitokřemičitých a minerálních vláken; výrobek vykazující v tomto případě vyšší teplotní odolnost, než-li minerální vlna samotná, je možno použít k izolacím za provozních teplot do 1 000 °C, s výhodou pro zadní izolační vrstvy vyzdívek průmyslových pecí.

Vynález bude dále objasněn na příkladech jeho praktického využití.

Příklad 1

V laboratorním míchacím zařízení obsahu 30 1 bylo rozmícháno ve vodě 330 g hlinitokřemičitých vláken, 30 g kaolinu, 30 g úletového SiCh, 8 g škrobu ve formě 5°/oního mazu, 0,4 g organického flokulantu na bázi polyakrylamidu ve formě 0,5% roztoku a suspenze byla doplněna na objem 20 1. Filtračním formováním v odsávacím zařízení

Claims (3)

1. PŘEDMĚT

   1. Lehké vláknité izolační prvky, připravované sušením odvodněného mokrého koberce anorganických vláken, pojiv a přísad, vyznačující se tím, že sestává z 50 až 92 hmotnostních % anorganických vláken, 5 až 25 hmotnostních % jemně disperzních přísad, tvořených směsí kaolinu a úletu z výroby krystalického křemíku, 1 až 15 hmotnostních % koloidního oxidu křemičitého, 1 až 10 hmotnostních % organického pojivá a 0,01 až 0,5 hmotnostních % organického flokulantu, s výhodou polyakrylamidu.
2. 2. Lehké vláknité izolační prvky podle bohu 1 vyznačující se tím, že obsahuje do 3 hmotnostních % anorganického gelačního činidla, s výhodou síranu hlinitého.
3. 3. Lehké vláknité izolační prvky podle borozměru 30 X 30 cm s děrovaným dnem, opatřeným vloženým jemným sítem, byl připraven mokrý koberec, který byl přelit 10procentním koloidním roztokem oxidu křemičitého v množství 1 litr, několikanásobným mírným přítlakem urovnán a přebytek zadržené kapaliny byl odsát s použitím podtlaku pod sítem. Po vysušení při 110 °C vykazovala výsledná deska rovnoměrné propojení v celé tloušťce. Objemová hmotnost desky činila 195 kg. m ~³, pevnost v tahu za ohybu 0,45 MPa, po 2 hod. žíhání při 1 000 °C 0,2)5 MPa.

   Příklad 2

   Ve 20 1 vody bylo rozmícháno 400 g hlinitokřemičitých vláken, 60 g kaolinu, 60 g úletového SiÓg 20 g škrobu a 50 ml 0,5%ního roztoku polyakrylamidu. Po odvodnění získané suspenze složek byl mokrý koberec přelit 300 ml 20%ního sólu S1O2 a po opakovaném přítlaku a odsátí přebytku kapaliny propařen a vysušen při 105 ’C. Získaná rovnoměrně propojená deska vykazovala objemovou hmotnost 238 kg . m-³, pevnost v tahu za ohybu 0,9 MPa, po 2 hod, žíhání při 1 000 °C 0,5 MPa.

   Příklad 3

   Ve 20 1 vody bylo rozmícháno 200 g hlinitokřemičitých vláken, 200 g minerální vlny typu B, 50 g kaolinu, 50 g úletového SÍO2, 20 ml 50%ní vodné disperze styren-butylakrylátového polymeru, 100 ml 10%ního roztoku síranu hlinitého a 20 ml 0,5%ního roztoku polyakrylamidu. Po odvodnění získané suspenze byl mokrý koberec přelit 900 ml I5%ního sólu S1O2 a po opakovaném přítlaku byl přebytek kapaliny z koberce odsát. Získaná mokrá deska byla vysušena při 105 stupních Celsia. Výsledná rovnoměrně propojená deska vykazovala objemovou hmotnost 217 kg. m ³, pevnost v tahu za ohybu 0,55 MPa, po 2 hod. žíhání při 1 000 °C 0,35 MPa.