FI64343C - Sammansaettning foer framstaellning av vaermeisolationsmaterial - Google Patents

Description

\·ΑΓβΙ fill KUULUTUSJULKAISU ϊΛΎΛΎ JgflA l»J (11) UTLÄCCNINGSSKRIFT 64 64 0 C (45) Patentti tnyJr.r.;-tty 10 11 1983 Patent oeddelat I (51) Ky.lk.^lftt-CI.3 C 04 B 43/00 SUOMI —FINLAND (21) F^«nttlh.k.rm*-P.t#™«wöknln| 752U10 (22) H»k»ml*pthri — Anrtkningidlg 27- 08.75 ' ' (23) AlkupUvt—Glltlghatadag 27.08. 75 (41) Tullut JutklMlul — BllvK offamllg 29.02.76 _ 1 (44) Nthtivlkslpanon Ja kuuLlulkalaun pvm. — .

Patent-och registaretyrelMn ' 7 Amekan uttagd och utUkrtftw publlcarad 29.07.83 (32)(33)(31) Pyydatty atuoikaua —BaglH prlorttat 28.08.71» ll.10.lk USSR(SU) 2052751, 2066l87 (71) Proizvodstvenno-Tekhnicheskoe Obiedinenie "Rosorgtekhstrom",

Novoslobodskaya ulitsa 73, Moskva, USSR(SU) (72) Grigory Nikolaevich Marakov, Moskva, Nikolai Pavlovich Kabanov, Moskva,

Igor Alexandrovich Nazarov, Moskva, Viktor Alexeevich Trutnev, Moskva,

Yakov Moiseevich Polonetsky, Gorky, Sergei Yakovlevich Domazov, Goricy,

Jury Alexeevich Knyazev, Bor Gorkovskoi oblasti, Viktor Alexeevich Plotnikov, Gorky, Tatyana Nikolaevna Krylova, Gorky, Vasily Pavlovich Mozhaev, Moskva, Ilya Yakovlevich Leichenko, Moskva, Adolf Petrovich Merkin, Moskva, Evgeny Semenovich Firskin, Moskva, USSR(SU) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Koostumus lämpoeristemateriaalin valmistamiseksi -

Sammansättning för framställning av värmeisolationsmaterial

Esiteltävä keksintö kohdistuu rakennusmateriaaleihin ja tarkemmin sanottuna koostumuksiin, joita käytetään lämpöä eristävien materiaalien valmistamiseen, joka koostumus sisältää vesilasia, vesilasin kovettumista edistävää natriumfluorisilikaattia, koostumukselle hydrofobiset ominaisuudet antavan aine-osan ja huokoisen täyteaineen.

Keksintöä voidaan käyttää muodostettaessa lämpöä eristäviä kerroksia katto- ja lattialevyihin, asennettaviin seinälevyihin, eristettäessä teollisia jäähdytyslaitteita sekä lämmitysrakennuk-sissa.

Nykyisin käytetään lämpöä eristäviä materiaaleja valmistettaessa yhdisteitä, jotka perustuvat vesilasiin ja jotka sisältävät sekä orgaanista että mineraalista alkuperää olevia erilaisia täyteaineita, kuten paisutettua perliittiä ja vermikuliittia, puutähtei-tä (sahajauhoja, loukutettua hamppua) tai rakeistettuja polymeerejä. Tunnetaan esimerkiksi vesilasiperusteinen yhdiste (SU- 2 64343 keksijäntodistus No 272,879), joka sisältää polystyreenira-keita hieman paisutettuina tai erilaisten vaahdotettujen muovien rakeita huokoisena täyteaineena; vaihtoehtoisesti käytetään hienojakoista shamottea, kromiittia tai magnesiittia mineraalitäyteai-neena. Esitetty yhdiste sisältää natriumfluorisilikaattia vesilasin kovettumista edistävänä aineosana. Aineosia käytetään määrät; vaahtomuovirakeita 3-16 paino—% mineraalitäyteainetta 45,5 - 48,5 paino-% vesilasia 35 - 44 paino—% natriumfluorisilikaattia 3,5 - 4,5 paino-%

Menettely lämpöä eristävän materiaalin valmistamiseksi käsittää yhdisteen muodostavien aineosien sekoittamisen, jota seuraa valaminen ja kovetus lämpökäsittelyä käyttäen ja ilman sitä. Sekoituksen aikana vaahtomuovirakeet päällystyvät ohuella vesilasikerrok-sella muodostaen lujan, huokoisen, suljettujen kennojen muodostaman rakenteen; samanaikaisesti palavia aineosia olevat rakenteet peittyvät lämpöä kestävällä kuorella. Mineraalitäyteaine alentaa materiaalin kutistumismäärää kovetettaessa ja lisää sen lujuutta. Lämpöäe-ristävän materiaalin, joka on saatu aineosia edellämainittuina määrinä sisältävästä koostumuksesta, irtopaino on 120-600 kg/m^, lujuus 10-50 kp/cm^ ja lämmönjohtokyky 0,041-0,058 W/m°C. Tämän tunnetun lämpöeritysmateriaalin epäkohtana on se, että sen sisältämä polymeeri täyteaine on palavaa materiaalia, Tämä epäkohta puuttuu läropöeristysmateriaaleilta, jotka on valmistettu vesilasiin ja huokoiseen täyteaineeseen kuten paisutettuun perliittiin ja vermikuliittiin perustuvasta koostumuksesta. Perliittiä ja vermikuliittia käytetään, kun koostumuksesta saatua materiaalia käytetään rakennuspanelien- ja levyjen, teollisuusuunien ja lämpövoimalaitosten eristykseen. Mainittua materiaalia valmistetaan yhdisteestä, joka sisältää aineosia SU-keksijäntodistuk-sesta 3051484 ja 347321 ilmenevinä määrinä.

Mainitut epäkohdat saadaan poistetuksi lisäämällä yhdisteeseen märkämenetelmän mukaista fosforihappoa ja natriumalkyylisili-konaattia. Sen koostumus on siten seuraava; paisutettua perliittiä 70 paino-% ortofosforihappoa 1 paino-% vesilasia 20-27 paino-% natriumalkyylisilikonaattia 1,2-2,0 paino-% vettä 35-38 paino-% 100 %:n ylitse.

3 64343 O r to fo s f c r i'' aooo helpottaa vesilasin koaguloitumista niin, että vesilasi estyy käytännöllisesti katsoen siirtymästä materiaalin pinnalle ja natriumalkyylisilikonaatti antaa materiaalille hydrofobisia ominaisuuksia tuloksena, että sen veden absorptiokyky laskee kvmmenenteen tai viidenteentoista osaan alkuperäisestä arvosta.

Mainitusta koostumuksesta valmistetun lämpöä eristävän mate-riaaiin tiheys on 200 kg/m”’, puri s tu s lua uus 3,5 kp/cm , taivutuslujuus 2,0 kp/cm^ ja lämmönjohtokyky 0,064-0,067 W/m°C.

Esiteltävän keksinnön pääkohteena on vesilasiin perustuvan koostumuksen muodostaminen, joka sisältää pienen yksikkömassan ja pienen lämmönjohtokyvyn omaavia aineosia ja joka soveltuu alennetun tiheyden ja lämmönjohtokyvyn omaavan länmöneristysmateriaalin valmistukseen.

Mainittu kohde saavutetaan koostumuksella lämpöä eristävän materiaalin valmistamista varten, jolle koostumukselle on tunnusomaista, että huokoisena täyteaineena on paisutettuja vesilasirakei-ta, joiden keskimääräinen koko on 2-10 mm, tiheys 40-80 kg/m , pu-ristuslujuus 1-4 kp/cm^, ja että aineosia käytetään seuraavat määrät : vesilasia 60-74 paino-% paisutettuja vesilasirakeita 37,5-23 painu—% natriumfluorisilikeattia 2,5-3,0 paino-% hydrofobiset ominaisuudet antavaa ainetta 0,5-2 f. vesilasin painosta.

Paisutettujen vesilasirakeiden käyttö huokoisena täyteaineena vaikuttaa osaltaan lämpöä eristävän materiaalin tiheyden alenta- 3 mxseen niin, että tiheys on vain 120-300 kg/m' tai vain 40-77% tunnettujen materiaalien arvosta. Täten valmistetun lämpöä eristävän materiaalin lämmönjohtokyky on myös laskenut välille 0,05-0,07 W/m°C.

Esiteltävän keksinnön ansiosta saadaan valitsemalla sopivasti aineosien suhteet esitetyissä rajoissa lämpöä eristävä materiaali, jonka tiheys on 120-300kg/m , lämmönjohtokyky 0,05-0,07 W/m°C ja tai-vutuslujuus 1,5-4,0 kp/cm , joten tämä materiaali omaa huomattavasti paremmat ominaisuudet kuin tunnetut lämpöeristysmateriaalit.

On edelleen edullista, että esiteltävän keksinnön mukaisessa koostumuksessa hydrofobiset ominaisuudet antava aineosa on yleisen kaavan l— „ „ —; ! U"> ! 1 3i - O ‘iosr-i n en 9-14 i ’ n 4 64343 mukainen polyetyyiihydrosiloksaani.

Tutkimuksissa on osoittautunut, että polyetyylihydrosilok-3 aan in käyttö hydrofobiset ominaisuudet antavana aineosana aientaa veden imeytymistä neljänteen tai viidenteen osaan tavallisesta määrästä, .Esiteltävän keksinnön muut kohteet ja edut ilmenevät parhaiten seurar.vasta 1 ämpöer i s ty sma ter i a a 1 in valmistukseen sopivan koostumuksen esittelystä sekä sen valmistusta esittelevistä esimer- V 0 2 c;

On suositeltavaa käyttää paisutettua vesilasia olevia rakeita huokoisena täyteaineena koostumuksessa valmistettaessa lämpöe-ristysmateriaalia. Olemme tulleet siihen johtopäätökseen, että suositeltava paisutettua vesilasia olevien rakeiden keskimääräinen 3 koko tulee olla välillä 2-10 mm, tiheys 40-80 kg/m ja puristuslu- 2 juus 1-4 kp/ert . Mainitut ominaisuudet omaavia rakeita voidaan saada tunnettujen menetelmien avulla. Esimerkiksi voidaan paisutettuja vesilasirakeita valmistaa seuraavasti:

Vaihe 1. Vesilasia täyteaineen kanssa (esim. tripoliittia , kalkkia, natriumfiuorlsiiikaattia) lisätään kalsiumkloridin vesi-liuokseen pisaroina teräslankaverkkoa käyttäen siten, että jonkin ajan kuluessa pisaroiden pinnalle muodostuu kerros, joka estää niiden tarttumista kiinni toisiinsa, Täten saadut osaset poistetaan liuoksesta ja kuivataan 60-95°C:n lämpötilassa,

Vaihe 2. Kuivatut osaset paisutetaan yli 2C0°C olevassa lämpötilassa, jolloin ne muuttuvat mainitut ominaisuudet omaaviksi rakeiksi. Tämän jälkeen voidaan rakeet murskata niin, että niiden koko on korkeintaan 25 mm.

Esiteltävän keksinnön mukaisessa koostumuksessa käytetty sideaine voi olla natrium- tai kaliumvesilasia (r^O.nSiC^) silikaatti-kertoimen n vaihdellessa välillä 2-3,5 ja tiheyden ollessa 1,27 - 3 1,45 g/cm .

Mainittuun sideaineeseen perustuvaan koostumukseen lisättävä vesilasin kovottajana käytetään reagenttia, joka koaguloittaa vesilasia. Näihin reagentteihin, joita kutsutaan vesilasin kovettumisen edistäjiksi, kuuluvat suolat (esim. natriuinkloridi ja natrium-fluorisilikaatti) , hapot (esim., suolahappo ja fosforihappo) ja oksidit (esim. kalsiumoksidi, bariumoksidi ja magnesiumoksidi)»Tehokkain vesilasin kovettumista edistävä aine on natriumfluorisilikaatti il 5 64343 . Ortcfcstorahappoa, jonka väkevyys on 55-70 % ja tiheys 1.475-1,53 g/c~~' 20°C?ssa, voidaan myös käyttää kovettumista edis tävänä aineena.

Sopivia hydrofobisia ominaisuuksia antavia aineita ovat eri crcranosilikoniyhdisteet, esim. natriumpolyetyleenisilikonaatti, n a t r i umr o 1 y m. e t y y 11 s α 1 u :< o n a a 11 i , polyetyyiihydrcsiloksaani · On havaittu, että m.aksIkaalinen vaikutus saavutetaan, jos hydrofobisia ominaisuuksia antava aine on yleisen kaavan C H 1

12" 5 I

! Si - 0 ! jossa n on 9-14 1 _ H _j n mukainen polyetyylihydrosiloksaani,

Polyetyyiihydrosilcksaanin viskositeetti on välillä 45-200 cSt 20°C:ssa, pH-arvo vähintäin 6 ja aktiivinen vetysisältö 1,3-1,42 s:. Aineosaa käytetään 50 Irsena vesiemulsiona r Polyetyylihydrosilok-saanin lisääminen esiteltävän keksinnön mukaiseen koostumukseen hydrofobisia ominaisuuksia antavana aineena johtaa osaltaan pieneen veden absorptioon f joka on neljäs- tai viidesosa tavanomaisesta määrästä.

On havaittu, että jos vesilasin kovettumista edistävä aine on natriumfluorisilikaatti, huokoinen täyteaine tulee lisätä koostumukseen edellämainitut ominaisuudet omaavana paisutettuina vesilasira-keina ja aineosien osuudet koostumuksessa ovat tällöin seuraavat: vesilasia 60-74 paino-% paisutettuja vesilasirakeita 37,5-23 paino-% natriumfluorisilikaattia 2,5-3,0 paino-% hydrofobiset ominaisuudet antavaa aineosaa 0,5-2,0 paino-% vesilasin painosta Tästä koostumuksesta valmistetun lämpöeristemateriaalin tiheys on 120-300 kg/m^. Lämmönjohtokyky 0,05-0,07 W/m°C, taivutus- 2 lujuus 1,5-4,0 kp/cm ja veden absorptio 9-6 tilavuus-%.

Jos vesilasin pitoisuus on pienempi kuin 60 paino-%, sideaine ei pysty peittämään kaikkia täyteaineen rakeita ja tämän vaikutuksesta tuotteen lujuus heikkenee. Toisaalta, jos vesilasia lisätään koostumukseen enemmän kuin 74 paino-%, tuotteen tiheys kasvaa heikentäen tuotteen risteytysominaisuuksia. Natriumfluorisi-iikaattipltoisuus valitaan käytetyn vesilasimäarän ja silikaatti- 6 64343 f kertoimen mukaan .

N-er.etev.md. ves^-'-asun perustuvan lämpöeristysmateriaalin valmis<c.s:.ttc>: aineosien sekoittamisen keskenään, tuotteen va.-c-j~._sen .a sen lampolasitteiyn. Koska vesilasin kovettumista edistävänä aineena on r.atriumf luorisilikaatti, on huomattava, että täy--θο—^ο ---sataan vesilasin ja natriunfluorisilikaatin sekä polyetyy-iihycrosi1oksaanin seokseen,

Esimerkki 1

Valmistettiin seos, joka sisälsi 354 kg 50 %:sta vesilasia, 14 ,<c natriumfluorisi-ikaattia ja 7 kg polyetyylihydrosiloksaania. Seokseen lisättiin 107 kg paisutettuja vesilasirakeita ja sekoittamis ta jatkettiin. Koostumus vaiettiin ja lämpöeristemateriaali kuivattiin 20-iC0°C:n lämpötilassa. Valmistetusta materiaalista otetut näytteet tutkittiin. Materiaalin tiheys oli 300 kg/n2, lämmönjohto-ky f-y 0 , C 7 W/r?. C ja ta ivu tm s 1 u j uu s 4,0 kp/cm 2.

Esimerkki 2

Valmistettiin seos, joka sisälsi 233 kg 50 %;sta vesilasia, 11.2 kg natriumfluorisilikaattia, 2,8 kg polyetyylihydrosiloksaania ja 1C7 kg paisutettuja vesilasirakeita, Materiaalin tiheys oli 240 kg/m-1, lämmön johtokyky 0,063 W/m°C ja lopullinen taivutus-lujuus 3,5 kg/cm2.

Esimerkki 3

Valmistettiin seos, joka sisälsi 200 kg 50 %.sta vesilasia, 8,9 kg natriumfluorisilikaattia, 2,1 kg polyetyylihydrosiloksaania ja 89 kg paisutettuja vesilasirakeita. Materiaalin tiheys oli 200 kg/m2, lämmönjohtokyky 0,06 W/m°C ja lopullinen taivutuslujuus 3 kp/cm2.

Esimerkki 4

Valmistettiin seos, joka sisälsi 102,4 kg 50 %:sta vesilasia, 4.2 kg natriumfluorisilikaattia, 0,5 kg polyetyylihydrosiloksaania ja 64,1 kg paisutettuja vesilasirakeita. Materiaalin tiheys oli 120kg/m2, lämmönjohtokyky 0,05 W/m°C ja lopullinen taivutuslujuus 1, 5 kp/cm .

Esimerkki 5

Valmistettiin seos, joka sisälsi 153 kg 50 %:sta vesilasia, 6,1 kg natriumfluorisilikaattia ja 81 kg paisutettuja vesilasirakeita. Materiaalin tiheys oli 163 kg/m2, lämmönjohtokyky 0,053W/ o 2 m°C, lopullinen taivutuslujuus 1,8 kp/cmz ja veden absorptio 210 paino-?:, n 64343 Σsirr.erkki 6

Valmistettiin seos, joka sisälsi 153 kg 50 %:sta vesilasia, 5.1 kg matriunfluorisilikaattia, 1,4 kg polyetyylihydrosiloksaania ja 81 kg paisutettuja vesilasirakeita. Materiaalin tiheys oli 165 kg/"'.' ja veden absorptio 80 paino-%. käsimerkki 7

Valmistettiin seos, joka sisälsi 153 kg 50 %;sta vesilasia, 5.1 kg natriumfluorisilikaattia, 1,7 kg natriumpolyetyylisilikonaat- tia ja SI kg paisutettuja vesilasirakeita. Materiaalin tiheys oli 3 165 kg/m ja veden absorptio 125 paino-%.