RU2694325C1 - Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана - Google Patents

Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана Download PDF

Info

Publication number
RU2694325C1
RU2694325C1 RU2018123033A RU2018123033A RU2694325C1 RU 2694325 C1 RU2694325 C1 RU 2694325C1 RU 2018123033 A RU2018123033 A RU 2018123033A RU 2018123033 A RU2018123033 A RU 2018123033A RU 2694325 C1 RU2694325 C1 RU 2694325C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
filler
foamed polyurethane
insulating material
polyurethane foam
Prior art date
Application number
RU2018123033A
Other languages
English (en)
Inventor
Андрей Владимирович Кочерженко
Людмила Александровна Сулейманова
Владимир Васильевич Кочерженко
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова"
Priority to RU2018123033A priority Critical patent/RU2694325C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2694325C1 publication Critical patent/RU2694325C1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B26/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing only organic binders, e.g. polymer or resin concrete
    • C04B26/02Macromolecular compounds
    • C04B26/10Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B26/16Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/12Waste materials; Refuse from quarries, mining or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности теплоизоляционных материалов на основе пенополиуретана, и может быть использовано для теплоизоляции строительных конструкций различного назначения и для теплоизоляции трубопроводов. Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана, включающий пенополиуретан с наполнителем и полученный смешением полиизоционата с наполнителем с добавлением затем полиола с последующим перемешиванием до получения готового материала, где соотношение компонентов пенополиуретена полиизоционата и полиола составляет 1:1, а в качестве наполнителя используются отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов при следующем соотношении компонентов, мас.%: пенополиуретан - 60-80, отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов - 20-40. Технический результат - повышение прочности и теплостойкости, снижение теплопроводности и горючести. 2 табл.

Description

Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана.
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности теплоизоляционных материалов, на основе полимерных композиций и может быть использовано для теплоизоляции строиельных конструкций различного назначения и для теплоизоляции трубопроводов.
В настоящее время наиболее эффективным и удобным для применения теплоизоляционным материалом при изготовлении трубопроводов и строительных конструкций различного назначения является пенополиуретан (ППУ) и материалы, изготовленные на его основе. ГШУ широко применяются в практике мирового строительства благодаря их хорошим характеристикам и удобству при производстве и эксплуатации. Комплекс физико-механических и эксплутационных свойств ППУ в сочетании с высокой технологичностью и хорошей адгезией почти ко всем конструкционным материалам создает реальные возможности организации поточных высокомеханизированных и автоматизированных линий по производству легких ограждающих многослойных конструкций.
Однако, применяемые теплоизоляционные материалы на основе пенополиуретанов не обладают достаточной огнестойкостью, теплостойкостью и необходимым комплексом прочностных свойств.
Известна теплоизоляционная композиция, включающая жесткий пенополиуретан и полые микросферы, являющиеся наполнителем. В качестве полых микросфер использованы зольные микросферы продуктов сжигания угля твердого шлакоудаления с размером фракций 1-10 мкм не более 20 мас. %, с размером фракций 30-40 мкм не менее 65 мас. % и с размером фракций 80-100 мкм не более 15 мас. %, при следующем соотношении компонентов, масс%: пенополиуретан 70-90, зольные микросферы продуктов сжигания угля твердого шлакоудаления 10-30.
Плотность композиции составляет от 35 до 51 кг/м3, прочность на сжатие от 0,76 до 1,36 МПа при этом коэффициент теплопроводности составляет от 0,098 до 0,124 Вт/м⋅К [патент РФ №2279414, опубликовано 10.07.2006, Бюл. №19].
В качестве основных недостатков известной теплоизоляционной композиции можно отметить следующее:
- при достижении композицией высоких показателей по прочности на сжатие происходит резкое ухудшение основного показателя для утеплителя - коэффициента теплопроводности. Коэффициент теплопроводности увеличивается более чем в четыре раза;
- значительное увеличение коэффициента теплопроводности материала потребует увеличение толщины теплоизоляционного материала для того, чтобы строительная конструкция удовлетворяла теплотехническим требованиям.
Известна теплоизолирующая композиция (теплоизоляционный материал), включающая пенополиуретан и полые стеклянные микросферы, являющиеся наполнителем при следующем соотношении компонентов, масс. %: пенополиуретан 70-95, стеклянные микросферы 5-30 [патент РФ №2226202, опубликовано 27.06.2004 Бюл. №9].
В качестве основных недостатков известного теплоизоляционного материала можно отметить следующее:
- описанная теплоизоляционная композиция обладает узкими функциональными возможностями, так как, уровень прочности на сжатие невысок, что не позволяет использовать данную композицию в качестве конструкционно-теплоизоляционного материала;
- теплоизоляционный материал имеет высокие показатели коэффициента теплопроводности, в следствии использования полых стеклосфер в качестве наполнителя;
- теплоизоляцтонный материал имеет более высокие показатели горючести.
Известна теплоизоляционная композиции включающая жесткий пенополиуретан и минеральный наполнитель при котором раздельно готовят состав А смешением 100 мас. ч. полиизоцианата, 133,3-187,5 мас. ч. минерального наполнителя и 0,9-1,0 мас. ч. триэтаноламина и состав Б смешением 30,0-34,4 мас. ч. диэтиленгликоля и 6,7-8,8 мас. ч. диметилкетона. Совмещают оба состава, заливают смесь в форму, вспенивают и отверждают [патент РФ №2005731, опубликовано 15.01.1994 г].
В качестве основных недостатков известного теплоизоляционного материала полученного по этому способу можно отметить невысокие показатели по теплостойкости и высокие по теплопроводности. Кроме того теплоизоляционный материал, состоящий из 5 компонентов может производиться только в теплое время года (при температуре окружающей среды +25°С и +16°С), что ограничивает рамки его промышленной применимости.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению, выбранным в качестве прототипа, является теплоизоляционный материал указанный в патенте «Способ получения наполненных полиуретанов и установка для его осуществления» [патент РФ №2563243, опубликовано 20.09.2015 г], твердый наполнитель предварительно вводят в емкость или емкости с жидким компонентом полиуретановой смеси и после перемешивания до образования пульпы под высоким давлением подают в смесительную камеру смесительного узла, где происходит перемешивание встречных потоков, и выпуск композиционной смеси.
В качестве основных недостатков известного теплоизоляционного материала можно отметить невысокие показатели по теплостойкости и высокие по коэффициенту теплопроводности. Кроме того его можно производить только в заводских условиях используя специальное сложное технологическое оборудование, что ограничивает рамки его промышленной применимости.
Изобретение направлено на получение теплоизоляционного материала на основе ППУ с высокими показателями по теплостойкости, и низкими по теплопроводности, которые позволяют использовать его как для утепления строительных конструкций различного назначения, так и для покрытия трубопроводов.
Это достигается тем, что теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана, включающий пенополиуретан с наполнителем и полученный смешением полиизоционата с наполнителем с добавлением затем полиола с последующим перемешиванием до получения готового материала, при этом соотношение компонентов пенополиуретена - полиизоционата и полиола составляет 1:1, а в качестве наполнителя используются отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
- пенополиуретан - 60-80;
- отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов 20-40.
Для получения теплоизоляционного материала использовались следующие компоненты:
- ППУ (А-полиизоцианат ТУ 6-03-375-75 и Б полиол ГОСТ 34364-2017) марки 30 (соответствует плотности конечного продукта 30 кг/м3);
- наполнитель - отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов с хвостохранилищь Стойленского и Лебединского ГОКов Белгородской области - хвосты. Химический состав: SiO2 - 65,8%; Fe2O3 - 10,6%; Feобщ - 10,3%; FeO - 5,2%; MgO - 6,2%; CaO - 3,1; фракционный состав: 1,0-0,5 мм -2,2%; 0,5-0,25 мм - 12,4%; 0,25-0,1-37,5%; 0,1-0,05 мм - 23,7%; <0,05 мм - 24,2%.
Для достижения равномерного распределения наполнителя по всему объему теплоизоляционного материала, сначала его перемешивают с компонентом ППУ - полиизоцианатом, затем добавляют полиол, в соотношениях указанных в таблицах №1 и №2. При этом соотношение компонентов А и Б ППУ составляет 1:1. Перемешивание производилось в емкости с помощью электромешалки, при этом теплоизоляционный материал вспениваясь и застывая, приобретал окончательную форму. Через несколько минут теплоизоляционный материал извлекают из емкости разрезают на образцы размером, соответствующим требованиям ISO 306, ГОСТ EN 826-2011, ГОСТ 7076-99 и ГОСТ 12.1.044-89 для проведения дальнейших испытаний.
Для получения теплоизоляционного материала с содержанием 40% наполнителя берут 90 г полиизоцианата и 120 г отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов и перемешивают в емкости с помощью электромешалки в течении 15-20 сек. Затем в емкость добавляют 90 г полиола и перемешивают в течении 10-15 сек.
Испытания на теплостойкость проводились по методу Вика, в соответствии с ISO 306; испытания по прочности на сжатие проводились в соответствии с ГОСТ EN 826-2011, на теплопроводность - в соответствии с ГОСТ 7076-99. Результаты испытаний представлены в таблице №1. Испытания на горючесть проводились на установке ОТМ в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89. Результаты испытаний представлены в таблице №2.
Figure 00000001
Figure 00000002
Из представленных таблиц видно, что использование в качестве наполнителя ППУ отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов уменьшает горючесть материала, увеличивает теплостойкость и прочностные характеристики без значительного увеличения коэффициента теплопроводности. Полученный теплоизоляционного материала превосходит прототип по теплостойкости на 5-10% и по коэффициенту теплопроводности на 10-15%. Такое сочетание свойств теплоизоляционного материала не требует применения защитных оболочек и позволяет создавать теплоизоляционный материал для строительных конструкций различного назначения и для теплоизоляции трубопроводов. При этом в качестве наполнителя используются отходы производства, не требующие дополнительной обработки, что приводит к снижению себестоимости конечного продукта.

Claims (3)

  1. Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана, включающий пенополиуретан с наполнителем и полученный смешением полиизоционата с наполнителем с добавлением затем полиола с последующим перемешиванием до получения готового материала, отличающийся тем, что соотношение компонентов пенополиуретена полиизоционата и полиола составляет 1:1, а в качестве наполнителя используются отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов при следующем соотношении компонентов, мас.%:
  2. - пенополиуретан - 60-80,
  3. - отходы мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов 20-40.
RU2018123033A 2018-06-25 2018-06-25 Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана RU2694325C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123033A RU2694325C1 (ru) 2018-06-25 2018-06-25 Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123033A RU2694325C1 (ru) 2018-06-25 2018-06-25 Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2694325C1 true RU2694325C1 (ru) 2019-07-11

Family

ID=67309054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018123033A RU2694325C1 (ru) 2018-06-25 2018-06-25 Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2694325C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797250C1 (ru) * 2022-12-02 2023-06-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Теплоизоляционный материал на основе наполненного пенополиуретана

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2005731C1 (ru) * 1992-02-28 1994-01-15 Геннадий Иванович Кредышев Способ изготовления полимербетонной изоляции
DE19706030A1 (de) * 1997-02-17 1998-08-20 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung füllstoffhaltiger Polyurethane
RU2169741C2 (ru) * 1999-07-29 2001-06-27 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет Способ получения пористого теплоизоляционного материала
RU2226202C2 (ru) * 2001-08-31 2004-03-27 Масик Игорь Васильевич Теплоизолирующая композиция на основе жесткого пенополиуретана
RU2279414C1 (ru) * 2005-01-31 2006-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Теплоизоляционная композиция
RU129959U1 (ru) * 2012-08-15 2013-07-10 Валерий Сергеевич Сахаров Строительная защитно-декоративная панель
RU2563243C1 (ru) * 2014-08-28 2015-09-20 Егор Владимирович Кузин Способ получения наполненных полиуретанов и установка для его осуществления

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2005731C1 (ru) * 1992-02-28 1994-01-15 Геннадий Иванович Кредышев Способ изготовления полимербетонной изоляции
DE19706030A1 (de) * 1997-02-17 1998-08-20 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung füllstoffhaltiger Polyurethane
RU2169741C2 (ru) * 1999-07-29 2001-06-27 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет Способ получения пористого теплоизоляционного материала
RU2226202C2 (ru) * 2001-08-31 2004-03-27 Масик Игорь Васильевич Теплоизолирующая композиция на основе жесткого пенополиуретана
RU2279414C1 (ru) * 2005-01-31 2006-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) Теплоизоляционная композиция
RU129959U1 (ru) * 2012-08-15 2013-07-10 Валерий Сергеевич Сахаров Строительная защитно-декоративная панель
RU2563243C1 (ru) * 2014-08-28 2015-09-20 Егор Владимирович Кузин Способ получения наполненных полиуретанов и установка для его осуществления

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2797250C1 (ru) * 2022-12-02 2023-06-01 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" Теплоизоляционный материал на основе наполненного пенополиуретана

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1569493B2 (ru)
CN104262567A (zh) 一种以三聚氰胺为基本征的阻燃聚氨酯硬质泡沫及其制备方法
JP6005739B2 (ja) タンニン系発泡材を製造するための組成物、それから得られうる発泡材、およびその製造方法
CN106349455A (zh) 一种耐高温可陶瓷化聚氨酯泡沫复合材料及其制备方法
CN102604321A (zh) 一种阻燃保温材料及其制法
WO2014004995A2 (en) Fire-resistant polyurethane material and fire-resistant structure
Davraz et al. An investigation of foaming additives and usage rates in the production of ultra-light foam glass
CN103254565A (zh) 一种增韧改性酚醛泡沫的制备方法
KR20130085305A (ko) 페놀 폼을 이용한 hvac 덕트 및 그 제조 방법
RU2694325C1 (ru) Теплоизоляционный материал на основе пенополиуретана
CN103146015B (zh) 一种低酸性酚醛泡沫体及其制备方法
CN106866177A (zh) 一种纤维泡沫混凝土及其制备方法
CN105820311A (zh) 一种脱硫石膏-聚氨酯复合防火保温板及其制备方法
KR101644786B1 (ko) 산성 경화제가 포함되지 않은 페놀수지 발포체의 제조방법, 이에 의해 제조되는 페놀수지 발포체, 및 이를 위한 페놀수지 발포체용 조성물
US20150377406A1 (en) Insulating element
FI84490B (fi) Brandhaemmande fenolskum och foerfarande foer dess framstaellning.
RU2495891C1 (ru) Композиция для получения пенофенопласта
CN107353391A (zh) 无卤阻燃硬质聚氨酯泡沫材料及其制备方法
RU2797250C1 (ru) Теплоизоляционный материал на основе наполненного пенополиуретана
SU1031975A1 (ru) Композици дл получени фенолоформальдегидного пенопласта
RU2022978C1 (ru) Композиция для теплоизоляционного пенопласта
RU2122554C1 (ru) Композиция для получения пенопласта
RU2097352C1 (ru) Полимербетонная смесь для тепло- и гидроизоляции трубопроводов
RU2226202C2 (ru) Теплоизолирующая композиция на основе жесткого пенополиуретана
CN118043291A (zh) 一种涂料组合物