EA002596B1

EA002596B1 - Минеральное волокно

Info

Publication number: EA002596B1
Application number: EA199900814A
Authority: EA
Inventors: Микаэль Перандер; Ян Хакала
Original assignee: Парок Груп Ой Аб
Priority date: 1997-03-10
Filing date: 1998-03-10
Publication date: 2002-06-27
Also published as: SK120699A3; PL189010B1; AU725131B2; EP1007488A1; NO326432B1; SK283386B6; EA199900814A1; DE69805809D1; DK1007488T3; EP1007488B1; DE69805809T2; CN1106356C; CZ313399A3; PT1007488E; WO1998040321A1; US6218322B1; PL335465A1; FI970992A; AU6401498A; CZ291118B6

Abstract

Настоящее изобретение относится к минеральному волокну, имеющему следующий состав, мас.%: SiO50-60, AlO1-6, MgO 16-22, CaO 12-18, NaO+KO 0-3, FeO1-8, PO1-6, остальное 0-3, при этом массовое соотношение СаО/MgO <1, а сумма CaO+MgO = 30-38 мас.%.

Description

Настоящее изобретение относится к минеральным волокнам.

Минеральные волокна, получаемые путем плавления и центрифугирования минерального сырья, такого как скальные, шлаковые и подобные минералы, широко используются для производства матов и защитных покрытий на основе минеральных волокон, в особенности для тепло- и звукоизолирующих целей в строительной промышленности. Следовательно, такого рода мат должен, прежде всего, обладать хорошими изолирующими свойствами в отношении тепла и звука. В дополнение к этому, выгодно, чтобы мат обладал хорошей прочностью и эластичностью, а также хорошей термостойкостью. Но, в первую очередь, производственным экономическим причинам также важно, чтобы минеральный расплав имел бы выгодную для производства техническую структуру, например, хорошую способность к волокнообразованию.

На рынке доступен широкий ассортимент изолирующей продукции, при этом данная продукция не только обладает различными теплоизолирующими свойствами, но также и различной степенью термостойкости. Термостойкая продукция на основе минеральных волокон обозначает продукцию, которая может выдерживать воздействие повышенных температур в течение длительных периодов времени без изменения формы или размеров в какой - либо значительной степени. Такая продукция также, следовательно, привлекательна и с точки зрения предупреждения возникновения пожара.

Обычно используемое стекловолокно имеет термостойкость вплоть до приблизительно 550°С, в то время как термостойкость обычно используемой асбестовой ваты лучше, вплоть до приблизительно 700°С. Однако, существует интерес к продукции с еще более высокой термостойкостью, вплоть до 1100 - 1200°С, и такая продукция также доступна на рынке.

В последнее время повышенное значение приобрели также свойства мата с точки зрения гигиены труда. Таким образом, была инициирована работа по развитию волокон, которые имели бы повышенную растворимость в биологических жидкостях для того, чтобы можно было гарантировать, что волокна, которые при длительных работах с минеральной ватой впитываются в тело без транспортирования из него, исчезали бы в результате растворения в жидкости тела. Такие растворимые волокна описываются, например, в ЕР - патенте 558548. Данные волокна характеризуются, как и в общем случае волокна асбестовой ваты, повышенным содержанием оксида кальция по отношению к содержанию оксида магния в нем вследствие того, что в общем случае оксид магния рассматривается как оказывающий нежелательное повышающее действие, а оксид кальция - желательное понижающее действие на температуру ликвидуса расплава.

Одной целью настоящего изобретения является модифицирование растворимых волокон, например, такого типа, что был описан в упомянутом ЕР - патенте для того, чтобы сделать такие волокна более термостойкими. Целью настоящего изобретения также является обеспечение того, чтобы производство волокон могло бы происходить экономически выгодным способом, при сохранении или улучшении свойств стекла у расплава и при уменьшенном риске преждевременного затвердевания и с хорошим выходом волокон хорошего качества, например, более длинных волокон с сохранением диаметра волокна и волокон с хорошей прочностью. Такие волокна, в свою очередь, будут образовывать волокнистый мат с улучшенной жесткостью, эластичностью и теплостойкостью.

Упомянутые выше преимущества достигаются при использовании минерального волокна, соответствующего настоящему изобретению, которое в противоположность волокнам, соответствующим ЕР - патенту 558548, характеризуется увеличенным содержанием оксида магния по отношению к содержанию оксида кальция. Удивительно, но было показано, что в соответствии с настоящим изобретением вышеупомянутые выгодные характеристики, как в отношении производства волокна, так и в отношении получаемых волокон и изготавливаемой из них продукции, достигаются за счет использования фосфорсодержащего волокна с обращенным соотношением СаО/МдО.

Таким образом, настоящее изобретение касается минерального волокна со следующим составом в мас.%:

8Ю₂	50-60
АЦ^Оз	1-6
МдО	16-22
СаО	12-18
№ьО + К₂О	0-3
Ре2Оз	1-8
Р2О5	1-6
Остальное	0-3

где массовое соотношение СаО/МдО <1, а сумма СаО + МдО = 30 - 38 мас.%.

Использованное выше обозначение остальное для компонентов охватывает такие необязательные компоненты, в особенности загрязнения, которые не имеют существенного значения в отношении свойств изготовленного волокна, такие, как Τι, Ζτ, Сг, Мп и тому подобное, при этом каждый индивидуальный прочий компонент предпочтительно присутствует в количестве, не превышающем 1 мас.%. В настоящем описании обозначение Ре₂О₃ также обозначает двухвалентное железо РеО.

В соответствии с предпочтительным вариантом реализации настоящего изобретения минеральное волокно имеет по существу следующий состав в мас.%:

81О2	53-58
А12О3	1-4
МдО	17-20
СаО	14-17
№ьО + К₂О	0-3
Ре2О₃	2-6
Р2О5	2-5
остальное	0-3

где массовое соотношение СаО/МдО <1.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления состав волокна содержит МдО и СаО в таких количествах, что массовое соотношение СаО/МдО превышает 0,7, предпочтительно 0,7-0,9. В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации сумма МдО + СаО = 30-37 мас.%, предпочтительно 32-35 мас.%.

В соответствии с еще одним предпочтительным вариантом реализации настоящее изобретение касается минерального волокна, которое содержит 18-20 мас.% МдО, в особенности 18-19 мас.% МдО и 15-16 мас.% СаО. Один пример такого волокна имеет состав, куда по существу входят в мас.%:

8Ю₂54-55

А1₂О₃2-4

МдО18-20

СаО15-16

Ыа₂О + К₂О0-2

Ре2О₃2-4

Р2О52-4

Остальное0-2

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения минеральное волокно содержит по существу в мас.%:

81О₂	53-58
А12О3	1-4
МдО	16-19
СаО	13-16
Ыа₂О + К₂О	0-2
Ре2О₃	4-8
Р2О5	1-6
Остальное	0-2

где массовое соотношение СаО/МдО <1, а сумма СаО + МдО >30.

В соответствии с еще одним вариантом осуществления настоящего изобретения предпочтительное минеральное волокно содержит по существу в мас.%:

8Ю₂53-56

А12О31-4

МдО16-18

СаО13-15

Ыа₂О + К₂О0-2

Ре₂О₃6-8

Р2О54-6

Остальное0-2 где СаО + МдО > 30.

В соответствии с настоящим изобретением было обнаружено, что при использовании в композиции увеличенного содержания оксида железа можно увеличить температуру использования волокнистой продукции даже до значений вплоть до 1000°С и выше.

Композиция, соответствующая настоящему изобретению, получается обычным способом в результате смешивания и плавления подходящего сырья. Таким сырьем, например, являются минералы на основе оливина - серпентина талька, фаялит, кимберлит, перидотит, кварц, кварцевый песок, диатомит, волластонит, апатит или синтетический фосфат, цемент, известь, шлак с низким содержанием алюминия и тому подобное. Композиция, соответствующая настоящему изобретению, может быть использована для изготовления волокон обычным способом, например, путем каскадного центрифугирования получаемого расплава.

Сырье может быть использовано либо как таковое, измельченное и отсортированное по подходящим размерам кусков или частиц, или в виде легкоизготавливаемых брикетов с подходящим составом, используемых индивидуально или составляющих часть загрузки.

Следующие далее примеры иллюстрируют настоящее изобретение, не ограничивая его.

Самодувную вагранку загружают сырьем, выбираемым из сырья, перечисленного ранее, в количествах, подходящих для получения желательного состава волокнистой продукции. Волокна были изготовлены из расплава, получаемого обычным способом путем каскадного центрифугирования, при этом данные волокна были собраны на конвейере с получением рулонного материала из минеральных волокон.

В следующей таблице примеры 1-6 относятся к композиции для волокон по изобретению, в то время как примеры обозначаемые ВсГ. А, К.еГ. В и РсГ. С, представляют собой сравнительные композиции.

КсГ. А представляет собой композицию на основе асбестовой ваты с обычным соотношением СаО/МдО, но содержащую фосфор, тогда как К.еГ. В представляет собой композицию на основе асбестовой ваты с обращенным соотношением СаО/МдО, также не содержащую фосфор, К.еГ. С представляет собой композицию на основе асбестовой ваты с обычным соотношением СаО/МдО, которая также содержит и фосфор.

Таблица

Композиция	КеГ. А	КеГ. В	КеГ. С	1	2	3	4	5	6
81О2	52,0	56,0	51,0	53,7	54,5	54,3	55,7	53,7	54,3
А12О₃	3,9	2,6	2,8	2,1	3,7	2,7	2,1	2,9	1,5
МдО	14,2	17,2	14,7	16,7	19,3	18,2	19,1	18,3	18,6
СаО	22,0	15,7	18,3	13,6	15,3	15, 6	14,9	16,4	13,3
Иа₂О + К₂О	0,9	1,0	1,0	0,5	1,0	0,5	0,4	0,7	1,3
Ее2О₃	5,5	6,0	6,7	7,4	2,8	4,2	3,1	2,8	6,3
Р2О5	0	0	4,2	4,2	2,6	3,3	3,7	3,8	3,9
остальное	1,0	1,5	1,3	1,8	0,8	1,2	1,0	1,4	0,8
Температура спекания, °С	1210	1270	1120	1170	1170	1220	1220
Максимальная температура использования, °С			690	1120	730	750	750
Растворение (нг/см²ч)		200	500	580
Выход волокон, (%)	45		66	67	70	64	68
Королек, (%)	10		5	3	3,5	8	4

Из таблицы видно, что, если соотношение СаО/МдО будет обращено в сравнении с обычно используемым соотношением (КеГ А - >КеГ

B) , температура спекания ваты увеличивается, то есть, увеличивается ее термостойкость. Это увеличение термостойкости позволяет включить в состав фосфор, что создает понижающий эффект для температуры спекания (КеГ. А - >КеГ.

C) . Добавление фосфора необходимо для увеличения растворимости волокна в биологических жидкостях.

В результате обращения соотношения СаО/МдО, в соответствии с настоящим изобретением, для комбинаций 1-6 происходит увеличение термостойкости по сравнению с КеГ С. Различие наблюдается не только в температуре спекания, но также и в температуре, характеризующей максимальную температуру использования. В особенности высокие температуры использования были получены для композиции 1, имеющей высокое содержание железа.

Композиции, соответствующие настоящему изобретению, также дают, например, по сравнению с композицией КеГ. А, значительно лучший выход волокон и меньшее содержание королька вследствие полезного влияния фосфора на получение волокна, в результате действия фосфора, выражающегося в увеличении вязкости расплава. В дополнение к этому, волокнистые композиции, содержащие фосфор, в большей степени растворимы по сравнению с композициями, не содержащими фосфор (сравните 1 и КеГ. В).

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Минеральное волокно, отличающееся тем, что оно имеет следующий состав, мас.%:

8Ю₂ 50-60 А12О3 1-6 МдО 16-22 СаО 12-18 Иа₂О+К₂О 0-3 Ее2О₃ 1-8

Р₂О5 1-6

Остальное 0-3 где массовое соотношение СаО/МдО <1, а сумма СаО+МдО=30-38 мас.%.
2. Минеральное волокно по п.1, отличающееся тем, что оно имеет следующий состав, мас. %:

8Ю₂53-58

А1₂О₃1-4

МдО17-20

СаО14-17

Ыа₂О+К₂О0-3

Ее2О₃2-6

Р2О52-5

Остальное0-3
3. Минеральное волокно по п.1 или 2, отличающееся тем, что композиция содержит МдО и СаО в таких количествах, что соотношение СаО/МдО превышает 0,7, предпочтительно 0,7-0,9.
4. Минеральное волокно по любому одному из пп.1-3, отличающееся тем, что в композиции сумма МдО+СаО=30-37, предпочтительно 32-35 мас.%.
5. Минеральное волокно по любому одному из пп. 1-4, отличающееся тем, что оно содержит 18-20 мас.% МдО и 15-16 мас.% СаО.
6. Минеральное волокно по п.5, отличаю- щееся тем, что оно имеет состав, мас.%:

8Ю₂54-55

А12О32-4

МдО18-20

СаО15-16

Ыа₂О+К₂О0-2

Ее2О₃2-4

Р2О52-4

Остальное 0-2
7. Минеральное волокно по п.1, отличающееся тем, что оно имеет состав, мас.%:
8Ю₂ 53-58

А1₂О₃ 1-4

МдО 16-19

СаО 13-16

Ыа₂О+К₂О 0-2 МдО 16-18 Ге₂Оз 4-8 СаО 13-15 Р2О5 1-6 Ыа₂О+К₂О 0-2 Остальное 0-2 Ре2Оз 6-8 8. Минеральное волокно по п.7, отличаю- Р2О5 4-6 щееся тем, что оно имеет состав, мас.%: Остальное 0-2 8ίΟ₂ 53-56 ^А12^Оз 1-4