ITMI960452A1 - Materiale di isolamento termico e metodo per produrlo - Google Patents
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Description
Descrizione dell'invenzione avente per titolo:
"MATERIALE DI ISOLAMENTO TERMICO E METODO PER PRODURLO"
DESCRIZIONE
L'invenzione ha per oggetto materiali di isolamento termico comprendenti uno strato di fibre minerali e un metodo per produrre tali materiali. L'invenzione ha anche per oggetto isolamenti termici per forni.
Per materiali di isolamento termico comprendenti fibre minerali, vengono comunemente utilizzati leganti organici. Alle alte temperature, i leganti organici, tuttavia, si decompongono con formazione di sostanze organiche odorose. E' considerata particolarmente problematica la formazione di formaldeide dai leganti organici. Questo problema è particolarmente critico per materiali di isolamento termico da usare in isolamenti termici per forni dove necessariamente verranno raggiunte alte temperature e gas odorosi possono essere liberati nell'ambiente, ad esempio in cucina.
Le proposte finora fatte di usare leganti inorganici in luogo di leganti organici per fibre minerali per produrre materiali di isolamento termico non hanno avuto successo. I leganti inorganici mostrano in molti casi scarse caratteristiche leganti e altri leganti inorganici sono molto igroscopici con gli annessi effetti indesiderabili. A causa dell'adsorbimento di acqua da parte dei leganti inorganici igroscopici lo spessore del materiale di isolamento termico aumenta e non risulta possibile una precisa applicazione. Inoltre, l'adsorbimento di acqua può determinare cortocircuiti elettrici, ad esempio, se i materiali isolanti sono in contatto con i fili di un forno elettrico.
E' stato trovato che sorprendentemente i problemi descritti possono essere risolti e possono essere proposti eccellenti leganti inorganici per fibre di vetro che comprendono particolari fosfati di alluminio.
L'invenzione è specificamente diretta ad un materiale di isolamento termico comprendente un mat di fibre minerali impregnate con un legante inorganico, in cui la composizione di legante iniziale comprende mono e/o bifosfati di alluminio con un rapporto molare di AI2O3 a P2O5 compreso tra 0.33 e 0,67.
E' stato trovato in modo sorprendente che tali leganti inorganici hanno proprietà leganti molto buone e non presentano adsorbimento d'acqua eccessivo.
Il termine "fibre minerali" usato in questp contesto deve essere inteso nel senso di comprendere tutti i tipi di fibre inorganiche, specialmente fibre di vetro e fibre di roccia, spesso chiamate anche lana di vetro e lana di roccia.
Il mat è prodotto in continuo, le fibre di vetro filato essendo depositate conte mat distribuite in modo statistico in tutte le direzioni su un nastro trasportatore. Mentre le fibre cadono sul nastro trasportatore esse sono spruzzate con il legante liquido. Quindi il mat è fatto avanzare ad un forno di indurimento per indurire il legante.
Usualmente, le fibre minerali sono impregnate con una soluzione acquosa del legante inorganico. La concentrazione della soluzione acquosa può essere nell'intervallo da 6 a 18% ed è preferibilmente nel campo circa da 8 a 10%.
Dopo l'impregnazione, viene effettuato un trattamento termico preferibilmente nell'intervallo da 100 a 350°C, in particolare intorno a 170-180°C, durante il quale trattamento termico si ottiene il legame delle fibre minerali mediante il legante.
L'intervallo preferito per il legante inorganico è un rapporto molare di AI2O3 a P2O5 tra 0,4 e 0,6.
Un ulteriore miglioramento molto significativo e sorprendente del legante inorganico in relazione alla riduzione deH'igroscopicità è l'inclusione di ossido di calcio (CaO) nella composizione di legante iniziale.
L'intervallo preferito, per l'ossido di calcio addizionato nella composizione legante è tra 2 e 10% in peso.
In questo caso e in tutta la descrizione e le rivendicazioni, le percentuali in peso devono essere intese sempre calcolate allo stato secco, sebbene raggiunta possa essere in forma di soluzione acquosa.
Un'ulteriore aggiunta alla composizione di legante iniziale con un sorprendente effetto positivo è l'ammoniaca che è usualmente additivata in forma di una soluzione acquosa.
La quantità preferita di ammoniaca nella composizione di legante iniziale è da 1 a 8, preferibilmente da 2 a 6% in peso sulla base di NH3.
Si preferisce particolarmente aggiungere sia ossido di calcio che ammoniaca alla composizione di fosfato di alluminio, preferibilmente in una quantità da 2 a 10% in peso di ossido di calcio e da 1 a 8% in peso di ammoniaca.
La quantità di legante inorganico utilizzato, calcolata allo stato secco, è preferibilmente nell'intervallo da 2 a 25% in peso, in particolare dal 5 al 15% in peso basato sulla fibra minerale.
Il metodo della presente invenzione per produrre un materiale isolante comprendente uno strato di fibre minerali è effettuato impregnando le fibre minerali con un legante comprendente mono e/o bifosfati di alluminio con un rapporto molare di AI2O3 a P2O5 tra 0,33 e 0,67, e facoltativamente ossido di calcio e/o ammoniaca, e successivamente trattando termicamente il materiale isolante.
La composizione di legante iniziale usata nel metodo comprende, in aggiunta al fosfato di alluminio, preferibilmente dal 2 al 10% in peso di ossido di calcio e dall' 1 all'8% in peso di ammoniaca.
I materiali di isolamento termico secondo la presente invenzione sono particolarmente adatti per isolamenti termici di forni, quali i comuni forni da cucina.
L'invenzione viene ulteriormente illustrata mediante esempi.
Esempio 1
Venne preparata una composizione di legante inorganico iniziale che consisteva di mono e bifosfato di alluminio in cui il rapporto molare di AI2O3 a P9O5 era 0,4. Una soluzione acquosa di questa composizione di legante con una concentrazione del 10% venne spruzzata su uno strato di fibre di vetro in una quantità del 4% in peso. Lo strato impregnato venne trattato termicamente a 180°C per 2 minuti.
Il materiale di isolamento termico risultante mostrava proprietà leganti molto buone e basso adsorbimento d'acqua.
Esempio 2
Questo esempio mostra il vantaggio dell'aggiunta di ossido di calcio e/o ammoniaca alla composizione di legante inorganico riducendo l'igroscopicità, in
altre parole l'adsorbimento di umidità.
Le composizioni di legante designate con le lettere da A ad E in forma di
soluzione acquosa vennero essiccate per 60 minuti a 180°C. Il prodotto ottenuto
venne frantumato e messo in un piatto, e vennero effettuati test per misurare
l’adsorbimento d’acqua, mediante misura dell'aumento di peso per varie condizioni
di immagazzinaggio. La prima serie di test venne effettuata a temperatura ambiente
e con un'umidità relativa compresa fra 60 e 70% per 90 ore. La seconda serie di
test venne effettuata ancora a temperatura ambiente ma con un'umidità relativa del
100% per 90 ore.
Le composizioni dei leganti e i risultati dei test sono mostrati nella tabella ^ qui sotto riportata, espressi in percentuale di aumento di peso.
Dai dati dei test è ovvio che le composizioni di legante inorganico che in
aggiunta a fosfato di alluminio contengono ossido di calcio e ammoniaca danno i
migliori risultati, il che significa che non assorbono praticamente alcuna umidità. — >
Esempio 3
La composizione di legante D dell'Esempio 2 venne usata per impregnare . uno strato di fibre di vetro. La composizione di legante comprendeva 96 parti di tostato di alluminio con un rapporto molare di AI2O3 a P9O5 di 0,5, 4 parti di ossido di calcio e 6 parti di ammoniaca. 11 legante venne usato in forma di soluzione acquosa al 50%. Dopo l'impregnazioné, in cui era stato usato il 5% in peso di legante . il materiale venne trattato termicamente a 200°C per formare un materiale di isolamento termico.
il materiale ottenuto presentava eccellenti proprietà leganti e non era igroscopico.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Materiale di isolamento termico comprendente un mat di fibre minerali impregnate con un legante inorganico, in cui la composizione di legante iniziale comprende mono e/o bi fosfati di alluminio con un rapporto molare di Al2O3 a P2O5 compreso tra 0,33 e 0,67.
- 2. Materiale di isolamento termico secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il rapporto molare di Al2O3 a P2O5 è compreso tra 0,4 e 0,6.
- 3. Materiale di isolamento termico secondo la rivendicazione 1 0 2, caratterizzato dal fatto che la composizione di legante iniziale contiene anche ossido di calcio.
- 4. Materiale di isolamento termico secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che l'ossido di calcio è presente nella composizione di legante iniziale in una quantità da 2 a 10% in peso.
- 5. Materiale di isolamento termico secondo una delle rivendicazioni da 1 a 4. caratterizzato dai fatto che la composizione di legante iniziale contiene anche ammoniaca.
- 6. Materiale di isolamento termico secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che la composizione di legante iniziale contiene ammoniaca in una quantità da 1 a 8, preferibilmente da 2 a 6% in peso.
- 7. Materiale di isolamento termico secondo una delle rivendicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che la composizione di legante iniziale contiene ossido di calcio e ammoniaca.
- 8. Materiale di isolamento termico secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la composizione di legante iniziale contiene, in aggiunta a fosfato di alluminio, ossido di calcio in una quantità tra 2 e 10% in peso e ammoniaca in una quantità da 1 a 8% in peso.
- 9. Metodo per produrre un materiale isolante comprendente un mat di fibre minerali in cui le fibre minerali vengono impregnate con un legante inorganico comprendente mono e/o bi fosfati di alluminio con un rapporto molare di AI2O3 a P2O5 compreso tra 0.33 e 0,67, e facoltativamente ossido di calcio e/o ammoniaca, e successivamente viene effettuato un trattamento termico.
- 10. Metodo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che la composizione di legante comprende tra 2 e 10% in peso di ossido di calcio e tra 1 e 8% in peso di ammoniaca. 1 1. Isolamenti termici per forni comprendenti il materiale di isolamento termico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9.
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