MXPA02002380A - Fibras solubles en solucion salina, resistentes a alta temperatura. - Google Patents

Abstract

Se describe una fibra que tiene una temperatura de uso maxima de 1200 °'C o mas, que comprende: SiO2 > 64.25 % en peso, CaO > 18 % en peso, MgO < 17 % en peso y en la cual, la cantidad de MgO en % molar es mayor que la cantidad de CaO en % molar. Dichas fibras tienen alta solubilidad y bajo estado polvoriento.

Description

FIBRAS SOLUBLES EN SOLUCIÓN SALINA, RESISTENTES A ALTA TEMPERATURA DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Esta invención concierne a fibras solubles en solución salina resistentes a alta temperatura y particularmente concierne a fibras de silicato-magnesio-calcio. Las fibras de silicato-magnesio-calcio, son conocidas desde WO 89/12032, WO 93/15028 y WO 94/15883. WO 89/12032, describe primero una amplia clase de fibras solubles en solución salina resistentes al fuego. WO 93/15028, mostró que una clase de las fibras de WO 89/12032 fueron utilizables a temperaturas hasta de 1000 °C o más . WO 94/15883 mostró que algunas de las fibras de WO 93/15028 tuvieron temperaturas de uso más altas aún, de hasta 1260 °C o más, e indicó que dichas fibras necesitaron un exceso de Si02 (definido como la cantidad de Si02 remanente después de cristalización de CaO, MgO y cualquier Zr02, como silicatos) de más de 21.8 % mol. Mientras que WO 97/16386, cae en la clase general de fibras de silicato-magnesio-calcio con aspecto de fibras pobres en calcio, mostraron temperaturas de uso de 1260 °C o más . Es obvio que hay regiones de los campos de las REF: 136584 composiciones de CaO-MgO-Si02 y CaO-Mg02-Si?2-ZrO, en los cuales las fibras de comportamiento a alta temperatura pueden ser elaboradas y otras regiones en donde no se puede.

Los solicitantes encontraron actualmente, un nuevo y estrecho rango de composiciones que son utilizables a temperaturas de 1200 °C o más e igualmente a 1250 °C o 1260 °C o más, y aún salen del alcance de WO 94/15883 y WO 97/16386. Estas composiciones preferiblemente tienen poco o nada de zirconia. Por consiguiente, la presente invención proporciona una fibra que tiene una temperatura máxima de uso , de 1200 °C o más, en la cual la cantidad de MgO en % molar es mayor que la cantidad de CaO en % molar y que comprende: SiO > 64.25 % en peso CaO > 18 % en peso MgO < 17 % en peso. Sin embargo, no se hace ninguna reivindicación a fibras que tengan un exceso de SiO que lo que se especificó de más de 21.8 % molar. Aspectos adicionales de la invención son obvios de las reivindicaciones anexas. El valor del exceso de Si02, se calculó tratando todo el CaO que está enlazado como CaO.MgO.2Si02; todo el Zr02 que está enlazado como Zr02Si? ; y el MgO remanente que está enlazado como MgO.Si02. Los solicitantes también suponen que cualquier A1203 cristaliza como AI2O3.SÍO . Cualquier Si0 remanente, es llamado el exceso de SiO?. La invención se ilustra a manera de ejemplo en la siguiente descripción con referencia a los dibujos, en los cuales La figura 1, es una gráfica que muestra una contracción lineal con la temperatura, para una manta que comprende las fibras A4-2 y A4-3 de la Tabla 1, siguiente. La figura 2, es una gráfica que muestra la contracción a través de la altura de las zonas fértiles, que comprende las fibras A4-2 y A4-3 de la Tabla 1 siguiente. La figura 3, es una gráfica que muestra la contracción de la preforma producida desde las fibras A4-1, A4-2 y A4-3 de la Tabla 1, siguiente. La Tabla 1, muestra composiciones extraídas de WO 89/12032, WO 93/15028, WO 94/15883, y WO 97/16386 junto con A4, una fibra de composición objetivo que tenga la composición: 65 % en peso de SiO: 19.5 % en peso de CaO 15.5 % en peso de MgO y A4-1, A4-2, y A4-3, que son muestras de la fibra analizada. Las fibras extraídas de los datos de WO 89/12032 (mencionada como fibras de Manville) , WO 93/15028, WO 94/15883, y WO 97/ 16386 (mencionada como fibras Unifrax) son aquellas para las cuales el exceso de Si02 como se especificó, es menos que 21.8 % molar y para las cuales la cantidad de MgO en % molar es mayor que la cantidad de CaO en % molar. A4-1, se produjo como fibra a granel; A4-2, se produjo como manta agujeteada que tenia una densidad de aproximadamente 96 kg/m3; y A4-3 se produjo como manta agujeteada que tenia una densidad de aproximadamente 128 kg/m3. En la Tabla 1, se indican contracciones de los documentos involucrados o, para A4-1, A4-2 y A4-3, de las medidas de las contracciones de preformas formadas al vacio de las fibras involucradas. 10 15 Os 10 15 15 Puede verse que las fibras conforme a la presente invención muestran contracción menor, a 1260 °C que la de las fibras extraídas diferentes a Unifrax 42, las cuales tuvieron una composición radicalmente diferente. En las figuras 1-3, las gráficas muestran las contracciones características de las fibras A4-1, A4-2 y A4-3, después de 24 horas de exposición a las temperaturas indicadas, puede verse que las fibras son utilizables fácilmente a temperaturas de 1200 °C o más. La Tabla 2 siguiente , muestra los resultados de las pruebas de solubilidad sobre las fibras en solución salina fisiológica, que indican que las fibras son solubles en fluidos corporales (Ver WO 94/15883 para una discusión de los métodos de medición de la solubilidad) . Se indican, por pruebas separadas, pares de resultados, sobre cada muestra, como es la solubilidad total media.

Un rango tipico de composiciones para fibras de la presente invención seria: 65 ± 0.5 % en peso de Si0 20 ± 0.5 % en peso de CaO 15 ± 0.5 % en peso de MgO Se hicieron pruebas adicionales sobre fibras que tenían la composición de la invención de 65 % de Si02, 19.5 % de CaO, 15.5 % de MgO, en comparación con Superwool 607™, una fibra que tiene la composición nominal (en peso) de 65 % de Si02, 29.5 % de CaO, 5.5 % de MgO, y < de 1 % de Al203; Superwool 612™, una fibra que tiene la composición nominal (en peso) de 64.5 % de Si02/ 17 % de CaO, 13.5 % de MgO, 5 % de Zr02; y fibra de cerámica refractaria que tiene la composición nominal de 56 % de Si02, 44 % de A120 . La primera prueba fue dirigida hacia indicar la cantidad de polvo, que debió ser liberado al manejo. La prueba comprendió, la determinación de la cantidad de polvo presente en una muestra de manta elaborada desde las fibras respectivas. Las muestras de manta fueron sometidas a vibración sobre un agitador de tamices vibratorio Fritsch Analysette tipo 3010, que se ajustó para una frecuencia de 3000 Hz y amplitud vertical de 0.5 mm. El aparato estaba equipado con un tamiz de 1.6 mm y una bandeja. En el método de prueba, una muestra de manta de 135 mm X 135 mm se colocó sobre el tamiz y se sometió a vibración por 10 minutos. El material colectado en la bandeja se pesó y se expresó como un porcentaje del peso original de la muestra. Los resultados fueron como se indica a continuación: Material de la Fibra: de polvo liberado Superwool 607™ 0.16 % Material de la invención 0.18 % Fibra de cerámica refractaria 0.25 % Superwool 612™ 0.36 % De lo anterior, puede verse que la fibra de la invención es de bajo estado polvoriento en comparación con Superwool 607™. La segunda prueba se hizo para observar el comportamiento de contracción de la manta formada de la fibra de la invención y las dos fibras de Superwool TM temperaturas altas. Se expusieron muestras de manta a temperaturas especificas por periodos de 24 horas y se midió su contracción lineal. Se indican los resultados en la Tabla 3, siguiente: Lo anterior demuestra que la fibra de la invención es comparable en comportamiento con ambas fibras de Superwool™ a 1200 °C. A 1250 °C la fibra Superwool 607™ muestra una contracción de 4.8 % (lo cual se considerarla también una contracción alta para la mayor parte de las aplicaciones) . A 1300 °C la fibra de la invención, mientras que aún muestra una contracción alta de 4.2 % es la mejor de las tres fibras probadas . Se hizo una serie adicional de pruebas, para producir fibras en una producción a escala, y las composiciones de fibras obtenidas se exponen en la Tabla 4, siguiente. Todas mostraron baja contracción a 1250 °C (se midieron las contracciones por diferentes métodos de la Tabla 1 y no son comparables directamente) . En combinación con los resultados de la Tabla 1, estas muestras, muestran características utilizables, que tienen composiciones que consisten esencialmente de (en % en peso) . 18.7 a 20.2 de CaO 14.7 a 15.9 de MgO 64.5 a 65.1 de SiO: 0 a 0.56 de A120¿ Por consiguiente, las fibras de la presente invención, tienen una solubilidad alta ( deseada para permitir que las fibras sean eliminadas del cuerpo rápidamente) ; un bajo estado polvoriento (deseado para reducir la cantidad de fibra que puede ser inhalada) ; y buenas características a alta temperatura. 10 > Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos o productos a que la misma se refiere.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una fibra que tiene una temperatura de uso máxima de 1200 °C o más, que está caracterizada porque comprende Si02 > 64.25 % en peso CaO > 18 % en peso MgO < 17 % en peso y en la cual, la cantidad de MgO en % molar es mayor que la cantidad de CaO en % molar y en la cual el exceso de Si02 como se especificó no es mayor que 21.8 % molar. 2. Una fibra de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende: CaO < 21 % en peso. 3. Una fibra de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque comprende: CaO < 20.5 % en peso. 4. Una fibra de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque comprende: CaO > 19 % en peso. 5. Una fibra de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque comprende: CaO > 19.5 % en peso. 6. Una fibra de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque comprende: MgO >14.25 % en peso. 7. Una fibra de conformidad con la reivindicación 6, que está caracterizada porque comprende: MgO > 14.75 % en peso. 8. Una fibra de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque comprende: MgO > 15.25 % en peso. 9. Una fibra de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende : Mg < 16 % en peso. 10. Una fibra de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende: 65 ± 0.5 % en peso de Si02 20 + 0.5 % en peso de CaO 15 ± 0.5 % en peso de MgO. 11. Una fibra de conformidad con en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque comprende: 64.5 - 64.7 % en peso de Si02 19.5 - 20.2 % en peso de CaO 15.5 - 15.6 % en peso de MgO. 12. Una fibra de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende : aproximadamente 65 % en peso de Si02 aproximadamente 19.5 % en peso de CaO aproximadamente 15.5 % en peso de MgO 13. Una fibra de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque consiste esencialmente de: 18.7 a 20.2 % en peso de CaO 14.47 a 15.9 % en peso de MgO 64.5 a 65.1 % en peso de Si02 0 a 0.56 % en peso de A1203