RU2815717C2 - Mineral wool - Google Patents

Mineral wool Download PDF

Info

Publication number
RU2815717C2
RU2815717C2 RU2021111033A RU2021111033A RU2815717C2 RU 2815717 C2 RU2815717 C2 RU 2815717C2 RU 2021111033 A RU2021111033 A RU 2021111033A RU 2021111033 A RU2021111033 A RU 2021111033A RU 2815717 C2 RU2815717 C2 RU 2815717C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mineral wool
mgo
content
less
paragraphs
Prior art date
Application number
RU2021111033A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021111033A (en
Inventor
Коринн КЛЕРО
Original Assignee
Сэн-Гобэн Изовер
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 Сэн-Гобэн Изовер filed Critical Сэн-Гобэн Изовер
Publication of RU2021111033A publication Critical patent/RU2021111033A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2815717C2 publication Critical patent/RU2815717C2/en

Links

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to artificial mineral wool. Mineral wool has a chemical composition containing the following, wt.%: SiO2 39–50; Al2O3 19.5–27; CaO 8–10; MgO 1–5; Na2O 5–20; K2O 0–15; Fe2O3 2–15; B2O3 0–2. Weight ratio of MgO/RO is more than 0.10 and less than 0.50, and the weight ratio of RO/(RO+R2O) is less than 0.55, in which RO is alkali-earth oxides CaO, MgO, BaO and SrO, R2O is alkaline oxides Na2O and K2O.
EFFECT: fibre-forming capacity using internal moulding methods, bio-solubility of mineral wool, stability at high temperatures without the need to use organic phosphate-containing additives.
11 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

[0001] Настоящее изобретение относится к области искусственных минеральных ват. В частности, оно относится к минеральным ватам, предназначенным для производства теплоизоляционных материалов. В частности, оно касается минеральных ват для применений противопожарной защиты.[0001] The present invention relates to the field of artificial mineral wools. In particular, it refers to mineral wools intended for the production of thermal insulation materials. In particular, it concerns mineral wools for fire protection applications.

[0002] В частности, оно касается минеральных ват, химический состав которых приводит к высокой температуре ликвидуса и высокой жидкотекучести при температуре образования их волокон, связанной с высокой температурой стеклования.[0002] In particular, it concerns mineral wools, the chemical composition of which leads to a high liquidus temperature and high fluidity at the temperature of their fiber formation, associated with a high glass transition temperature.

ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND ART

[0003] Обычно этот тип минеральной ваты превращается в волокна с помощью центробежных способов, известных как "внешние" способы, например типа использующего каскад центробежных разбрасывателей, снабжаемых расплавленным материалом через статическое распределительное устройство, как описано, в частности, в патентах EP 0 465 310 или EP 0 439385.[0003] Typically this type of mineral wool is converted into fibers using centrifugal processes, known as "external" processes, for example the type using a cascade of centrifugal spreaders supplied with molten material through a static distribution device, as described in particular in patents EP 0 465 310 or EP 0 439385.

[0004] Напротив, способ волокнообразования путем центробежного формирования, известный как "внутренний" способ, то есть использование центрифуг, вращающихся с высокой скоростью и перфорированных стенками, обычно является приоритетным для волокнообразования минеральной ваты типа стекловаты, в целом имеющей состав, который относительно богат щелочными оксидами, и с низким содержанием оксида алюминия, температуру ликвидуса, которая не очень высока, и для которой вязкость при температуре ликвидуса выше, чем у каменной ваты или базальта. Этот процесс был описан, в патентах EP 0 189354 или EP 0 519797 в частности.[0004] In contrast, the method of fiberization by centrifugal formation, known as the "internal" method, that is, the use of centrifuges rotating at high speed and perforated walls, is usually preferred for fiberization of glass wool type mineral wool, which generally has a composition that is relatively rich in alkali oxides, and with low alumina content, a liquidus temperature that is not very high, and for which the viscosity at the liquidus temperature is higher than that of stone wool or basalt. This process has been described in patents EP 0 189354 or EP 0 519797 in particular.

[0005] Технические решения, которые могут быть использованы для приспособления способа внутреннего формования к волокнообразованию каменной ваты, известны из WO 93/02977, в частности, путем модифицирования состава материала компонента центробежных разбрасывателей и их эксплуатационных параметров. Это приспособление тогда означает, что свойства, которые до этого были присущи одному или другому из двух типов минеральной ваты, каменной ваты или стекла, могут объединяться. Таким образом, качество каменной ваты, полученной внутренним формованием, сравнимо со стекловатой, с более низким содержанием твердых включений, чем каменная вата, которая получена обычным способом. Однако она сохраняет два ключевых преимущества, связанных с ее химической природой, а именно низкую стоимость исходных материалов и высокотемпературную стойкость.[0005] Technical solutions that can be used to adapt the internal molding process to the fiberization of rock wool are known from WO 93/02977, in particular by modifying the material composition of the component of centrifugal spreaders and their operating parameters. This adaptation then means that the properties that were previously inherent in one or the other of the two types of mineral wool, stone wool or glass can be combined. Thus, the quality of internally molded stone wool is comparable to glass wool, with a lower solids content than conventionally produced stone wool. However, it retains two key advantages associated with its chemical nature, namely low cost of raw materials and high temperature resistance.

[0006] Недавно к критериям качества, промышленной и экономической целесообразности был добавлен критерий здоровья. Минеральная вата, имеющаяся на рынке, должна быть биорастворимой, а именно обладать способностью быстро растворяться в физиологической среде с целью предотвращения любого потенциального патогенного риска, связанного с возможным накоплением очень мелких волокон в организме при вдыхании.[0006] Recently, health criteria have been added to the criteria of quality, industrial and economic feasibility. Mineral wool available on the market must be biosoluble, that is, be able to dissolve quickly in the physiological environment in order to prevent any potential pathogenic risk associated with the possible accumulation of very fine fibers in the body when inhaled.

[0007] Наконец, для определенных применений желательно доступности минеральной ваты с хорошей стабильностью при очень высоких температурах. Огнестойкость строительного элемента соответствует периоду времени, в течение которого элемент сохраняет свою несущую функцию, гарантирует защиту от пламени и сохраняет свою теплоизоляционную роль. Стандартное огневое испытание обычно состоит в повышении температуры в соответствии со стандартом ISO 834, который основан на температурном профиле сгорания целлюлозы.[0007] Finally, for certain applications, the availability of mineral wool with good stability at very high temperatures is desirable. The fire resistance of a building element corresponds to the period of time during which the element retains its load-bearing function, guarantees protection against flames and maintains its thermal insulation role. The standard fire test usually consists of a temperature rise according to the ISO 834 standard, which is based on the combustion temperature profile of the cellulose.

[0008] Разработаны композиции минеральной ваты, соответствующие критериям способности волокнообразования с использованием внутренних способов формования, биорастворимости и хорошей высокотемпературной стойкости. Композиции этого типа описаны, например, в WO 2005/033032. Однако для того, чтобы соответствовать требованиям стойкости при очень высокой температуре, эти минеральные волокна должны быть покрыты такой фосфатосодержащей органической добавкой, как описанная в WO 2006/103375.[0008] Mineral wool compositions have been developed that meet the criteria of fiberization ability using internal spinning methods, biosolubility and good high temperature resistance. Compositions of this type are described, for example, in WO 2005/033032. However, in order to meet the requirements of very high temperature resistance, these mineral fibers must be coated with a phosphate-containing organic additive such as that described in WO 2006/103375.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

[0009] Целью настоящего изобретения является предложить композиции минеральной ваты, которые одновременно способны к волокнообразованию с использованием внутренних способов формования, способны быть биорастворимыми и стабильными при очень высоких температурах без необходимости прибегать к органическим фосфатосодержащим добавкам.[0009] It is an object of the present invention to provide mineral wool compositions that are both capable of fiberization using internal spinning processes, capable of being biosoluble and stable at very high temperatures without the need to resort to organic phosphate additives.

[0010] В этих способах волокнообразование прогрессирует оптимальным образом, если расплавленный материал имеет вязкость 3 пуаза. Температура волокнообразования, при которой должна достигаться эта вязкость (Tfib≈Tlog3), должна быть менее чем 1220°C. С другой стороны, поскольку температура не является идеально постоянной во времени и не является полностью равномерной во время волокнообразования, необходима достаточная разница между температурой волокнообразования (Tfib) и температурой ликвидуса (Tliq). Эта разница, известная как диапазон волокнообразования, должна составлять не менее 40°C, чтобы избежать каких-либо проблем с расстекловыванием и закупоркой пластин во время волокнообразования. По этой причине температура ликвидуса (Tliq) должна быть меньше чем 1180°C.[0010] In these methods, fiberization progresses optimally if the molten material has a viscosity of 3 poise. The fiberization temperature at which this viscosity must be achieved (T fib ≈T log3 ) must be less than 1220°C. On the other hand, since the temperature is not perfectly constant over time and is not completely uniform during fiberization, a sufficient difference between the fiberization temperature (T fib ) and the liquidus temperature (T liq ) is necessary. This difference, known as the fiberization range, must be at least 40°C to avoid any problems with devitrification and clogging of the plates during fiberization. For this reason, the liquidus temperature ( Tliq ) must be less than 1180°C.

[0011] Предметом изобретения является минеральная вата, имеющая химический состав, содержащий следующие компоненты в процентах по массе:[0011] The subject of the invention is mineral wool having a chemical composition containing the following components in percentage by weight:

SiO2 39-50%, предпочтительно 39-49%SiO 2 39-50%, preferably 39-49%

Al2O3 19,5-27%, предпочтительно 20-26%Al 2 O 3 19.5-27%, preferably 20-26%

CaO 5-12%, предпочтительно 6-11%CaO 5-12%, preferably 6-11%

MgO 1-5%, предпочтительно 2-5%MgO 1-5%, preferably 2-5%

Na2O 5-20%, предпочтительно 6-18%Na 2 O 5-20%, preferably 6-18%

K2O 0-15%, предпочтительно 1-12%K 2 O 0-15%, preferably 1-12%

Fe2O3 2-15%, предпочтительно 3-12%Fe 2 O 3 2-15%, preferably 3-12%

B2O3 0-2%, предпочтительно 0-1,5%B 2 O 3 0-2%, preferably 0-1.5%

MgO/RO с массовым отношением более чем 0,10 и менее чем 0,50, предпочтительно менее чем 0,40, или даже менее чем 0,30, иMgO/RO with a mass ratio of more than 0.10 and less than 0.50, preferably less than 0.40, or even less than 0.30, and

RO/(RO+R2O) с массовым отношением менее чем 0,55,в котором RO представляет щелочноземельные оксиды CaO, MgO, BaO и SrO, иRO/(RO+R 2 O) with a mass ratio of less than 0.55, in which RO represents the alkaline earth oxides CaO, MgO, BaO and SrO, and

R2O представляет щелочные оксиды Na2O и K2O.R 2 O represents the alkali oxides Na 2 O and K 2 O.

[0012] Композиции этого типа обладают значительно улучшенными свойствами сверхвысокотемпературной стойкости, сохраняя при этом желаемые свойства биорастворимости и обрабатываемости (Tfib≈Tlog3 менее чем 1220°C, Tlig менее чем 1180°C и Tfib-Tliq более чем 40°C). В частности, эти комбинированные свойства удалось получить благодаря выбору как относительно низкого содержания извести (менее чем 12%), так и наличия оксида магния и характерного равновесия между щелочноземельными оксидами и щелочными оксидами (0,10<MgO/RO<0,50 и RO/(RO+R2O)<0,55).[0012] Compositions of this type have significantly improved ultra-high temperature resistance properties while maintaining the desired biosolubility and processability properties (T fib ≈T log3 less than 1220°C, T lig less than 1180°C and T fib -T liq more than 40° C). In particular, these combined properties were achieved through the choice of both a relatively low lime content (less than 12%) and the presence of magnesium oxide and the characteristic balance between alkaline earth oxides and alkali oxides (0.10<MgO/RO<0.50 and RO /(RO+R 2 O)<0.55).

[0013] Изобретение также относится к тепло- и/или звукоизоляционному изделию, содержащему минеральную вату, как описано выше.[0013] The invention also relates to a thermal and/or sound insulating product containing mineral wool, as described above.

[0014] Изобретение также относится к применению минеральной ваты, описанной выше, в огнестойких строительных системах.[0014] The invention also relates to the use of mineral wool as described above in fire resistant building systems.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0015] На фиг.1 показан профиль термомеханической прочности для примера 1 в соответствии с изобретением.[0015] Figure 1 shows the thermomechanical strength profile for Example 1 in accordance with the invention.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[0016] В композициях в соответствии с изобретением сумма содержаний SiO2, Al2O3, CaO, MgO, R2O, Fe2O3 и B2O3 предпочтительно составляет, по меньшей мере, 95%, в частности, по меньшей мере, 97% или даже, по меньшей мере, 98% от массы минераловатной композиции.[0016] In the compositions according to the invention, the sum of the contents of SiO 2 , Al 2 O 3 , CaO, MgO, R 2 O, Fe 2 O 3 and B 2 O 3 is preferably at least 95%, in particular according to at least 97% or even at least 98% by weight of the mineral wool composition.

[0017] Содержание кремнезема (SiO2) находится в диапазоне от 39% до 50%, в частности 49% или даже 48%. Содержание более чем 50% может снизить биорастворимость минеральных волокон. Содержание менее чем 39% может оказывать неблагоприятное воздействие на вязкость композиции при температурах волокнообразования.[0017] The silica content (SiO 2 ) is in the range from 39% to 50%, in particular 49% or even 48%. Contents greater than 50% may reduce the biosolubility of mineral fibers. Contents less than 39% may have an adverse effect on the viscosity of the composition at fiberization temperatures.

[0018] Содержание оксида алюминия (Al2O3) находится в диапазоне от 19,5% до 27%, в частности 20%, или даже 21% до 26,5%, или даже 26%. Содержание более 27% может увеличить температуру ликвидуса. Содержание менее 19,5% может оказывать неблагоприятное воздействие на вязкость композиции при температурах волокнообразования, а также на сверхвысокотемпературную стойкость.[0018] The content of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is in the range from 19.5% to 27%, in particular 20%, or even 21% to 26.5%, or even 26%. Contents greater than 27% may increase the liquidus temperature. Contents less than 19.5% may have an adverse effect on the viscosity of the composition at fiberization temperatures, as well as on ultra-high temperature resistance.

[0019] Содержание оксида кальция (СаО) находится в диапазоне от 5% до 12%, в частности 6%, или даже 7%, или от 8% до 11%, или даже 10%. Содержание менее чем 5% может увеличивать температуру ликвидуса.[0019] The calcium oxide (CaO) content is in the range from 5% to 12%, in particular 6%, or even 7%, or from 8% to 11%, or even 10%. Contents less than 5% may increase the liquidus temperature.

[0020] Содержание оксида магния (MgO) находится в диапазоне от 1% (или 1,0%) до 5%, в частности от 2% или даже от 3% до 4%. MgO способствует сверхвысокотемпературной стойкости.[0020] The content of magnesium oxide (MgO) is in the range from 1% (or 1.0%) to 5%, in particular from 2% or even from 3% to 4%. MgO promotes ultra-high temperature resistance.

[0021] Обычно, минеральная вата не содержит других щелочноземельных оксидов, кроме CaO и MgO. Однако она может содержать небольшие количества BaO или SrO, содержания которых может достигать 2% или даже 1%, 0,20% или фактически 0,1%, причем эти оксиды, возможно, присутствуют в качестве примесей в определенных исходных материалах.[0021] Typically, mineral wool does not contain alkaline earth oxides other than CaO and MgO. However, it may contain small amounts of BaO or SrO, the contents of which may be as high as 2% or even 1%, 0.20% or actually 0.1%, these oxides possibly being present as impurities in certain starting materials.

[0022] Отношение между оксидом магния и суммой щелочноземельных оксидов (CaO, MgO, BaO и SrO): MgO/RO составляет более чем 0,10 и менее чем 0,50, в частности 0,11, или даже от 0,12 до 0,40, или даже 0,38, 0,35 или фактически 0,30. Отношение MgO/RO менее чем 0,10 может повлиять на сверхвысокотемпературную стойкость. Напротив, отношение MgO/RO более чем 0,50 может увеличивать ликвидус.[0022] The ratio between magnesium oxide and the sum of alkaline earth oxides (CaO, MgO, BaO and SrO): MgO/RO is more than 0.10 and less than 0.50, in particular 0.11, or even 0.12 to 0.40, or even 0.38, 0.35 or actually 0.30. MgO/RO ratio less than 0.10 may affect ultra-high temperature resistance. In contrast, a MgO/RO ratio greater than 0.50 may increase liquidus.

[0023] Общее содержание щелочных оксидов (R2O), в частности соды (Na2O) и поташа (K2O), предпочтительно составляет более чем 12%. Содержание Na2O находится в диапазоне от 5% до 20%, в частности 6% или даже 7%, или от 8% до 18%, или даже 15%, или 12%. В свою очередь, содержание K2O составляет не более 15%, в частности 1%, или даже 2%, или от 3% до 12%, или даже 10%, 8% или 5%. Минеральная вата предпочтительно не содержит других щелочных оксидов, кроме Na2O и K2O. Однако она может содержать небольшие количества Li2O, который иногда присутствует в виде примесей в определенных исходных материалах в количествах, которые могут быть вплоть до 0,5% или даже 0,2%, или фактически 0,1%.[0023] The total content of alkali oxides (R 2 O), in particular soda (Na 2 O) and potash (K 2 O), is preferably more than 12%. The Na 2 O content is in the range from 5% to 20%, in particular 6% or even 7%, or from 8% to 18%, or even 15%, or 12%. In turn, the K 2 O content is no more than 15%, in particular 1%, or even 2%, or from 3% to 12%, or even 10%, 8% or 5%. Mineral wool preferably does not contain other alkali oxides other than Na 2 O and K 2 O. However, it may contain small amounts of Li 2 O, which is sometimes present as impurities in certain raw materials in quantities that can be as low as 0.5% or even 0.2%, or actually 0.1%.

[0024] Отношение RO/(RO+R2O) составляет менее чем 0,55, в частности 0,15 или даже 0,20, или от 0,30 до 0,53, или даже 0,50. Отношение RO/(RO+R2O) более чем 0,55 может повлиять на способность композиции к волокнообразованию.[0024] The RO/(RO+R 2 O) ratio is less than 0.55, in particular 0.15 or even 0.20, or 0.30 to 0.53, or even 0.50. An RO/(RO+R 2 O) ratio greater than 0.55 may affect the fiberizing ability of the composition.

[0025] Содержание оксида железа (F2O3) находится в диапазоне от 2% до 15%, в частности 3% или даже 5%, или от 6% до 12%, или даже 10%, или 8%.[0025] The content of iron oxide (F 2 O 3 ) is in the range from 2% to 15%, in particular 3% or even 5%, or from 6% to 12%, or even 10%, or 8%.

[0026] Содержание оксида бора (B2O3) составляет не более 2%, в частности 0,1% или даже 0,5%, 1,5% или даже 1%. Присутствие бора может быть полезным в улучшении биорастворимости волокон и/или в улучшении их изоляционных свойств.[0026] The content of boron oxide (B 2 O 3 ) is not more than 2%, in particular 0.1% or even 0.5%, 1.5% or even 1%. The presence of boron may be beneficial in improving the biosolubility of fibers and/or improving their insulating properties.

[0027] Композиция минеральных волокон в соответствии с изобретением может также содержать Р2О5, в частности, в количествах вплоть до 3% или даже вплоть до 1,2% с целью повышения биорастворимости при нейтральном рН. Однако она предпочтительно свободна от P2O5.[0027] The mineral fiber composition according to the invention may also contain P 2 O 5 , in particular in amounts up to 3% or even up to 1.2% in order to increase biosolubility at neutral pH. However, it is preferably free of P 2 O 5 .

[0028] Композиция в соответствии с изобретением может также содержать другие элементы, которые присутствуют в виде неизбежных примесей. Она может содержать оксид титана (TiO2) и диоксид циркония (ZrO2) при содержании в диапазоне вплоть до 3%, в частности от 0,1% до 2,0% или даже 1,0%.[0028] The composition in accordance with the invention may also contain other elements that are present as unavoidable impurities. It may contain titanium oxide (TiO 2 ) and zirconium dioxide (ZrO 2 ) at a content in the range of up to 3%, in particular from 0.1% to 2.0% or even 1.0%.

[0029] Ясно, что различные предпочтительные диапазоны, описанные выше, могут свободно сочетаться друг с другом; в целях краткости различные комбинации не могут быть детализированы.[0029] It is clear that the various preferred ranges described above can be freely combined with each other; For the sake of brevity, the various combinations cannot be detailed.

[0030] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления минеральные волокна в соответствии с изобретением имеют химический состав, содержащий следующие компоненты в процентах по массе:[0030] In accordance with a preferred embodiment, the mineral fibers in accordance with the invention have a chemical composition containing the following components in percentage by weight:

SiO2 от 39% до 48%SiO 2 from 39% to 48%

Al2O3 от 20% до 26%Al 2 O 3 from 20% to 26%

CaO от 6% до 10%CaO 6% to 10%

MgO от 2% до 4%MgO from 2% to 4%

Na2O от 7% до 15%Na 2 O from 7% to 15%

K2O от 2% до 8%K 2 O from 2% to 8%

Fe2O3 от 3% до 8%Fe 2 O 3 from 3% to 8%

B2O3 от 0 до 1,5%B 2 O 3 from 0 to 1.5%

MgO/RO с массовым отношением более чем 0,10 и менее чем 0,50, предпочтительно менее чем 0,40 или даже менее чем 0,30 иMgO/RO with a mass ratio of more than 0.10 and less than 0.50, preferably less than 0.40 or even less than 0.30 and

RO/(RO+R2O) с массовым отношением менее чем 0,55.RO/(RO+R2O) with a mass ratio of less than 0.55.

[0031] Изобретение также относится к способу получения минеральных волокон в соответствии с изобретением, содержащему этап плавления смеси, могущей превратиться в стекловидное вещество, имеющей по существу тот же химический состав, что и указанные минеральные волокна; затем этап волокнообразования, в частности путем внутреннего формования.[0031] The invention also relates to a method for producing mineral fibers in accordance with the invention, comprising the step of melting a mixture capable of turning into a glassy substance having essentially the same chemical composition as said mineral fibers; then a fiberization step, in particular by internal spinning.

[0032] Этап плавления может быть использован для получения ванны расплавленного материала, начиная с могущей превратиться в стекловидное вещество смеси. Могущая превратиться в стекловидное вещество смесь содержит различные природные и/или искусственные исходные материалы, например кварцевый песок, фонолит, доломит, карбонат натрия и т.д.[0032] The melting step can be used to produce a bath of molten material, starting with a vitrified mixture. The vitrified mixture contains various natural and/or artificial starting materials, for example quartz sand, phonolite, dolomite, sodium carbonate, etc.

[0033] Этап плавления может осуществляться различными известными способами, в частности плавлением в пламенной печи или электрическим плавлением.[0033] The melting step can be carried out by various known methods, in particular by flame melting or electric melting.

[0034] Пламенная печь содержит, по меньшей мере, одну горелку, которая может находиться вверху (пламена располагаются над ванной расплавленного материала и нагревают его излучением) или быть погружной (пламена генерируются непосредственно внутри ванны расплавленного материала). Или каждая горелка может снабжаться различными топливами, такими как природный газ или топливное масло.[0034] The combustion furnace contains at least one burner, which can be overhead (flames are located above the pool of molten material and heat it by radiation) or submersible (flames are generated directly inside the pool of molten material). Or each burner can be supplied with different fuels, such as natural gas or fuel oil.

[0035] Термин "электрическое плавление" означает, что могущая превратиться в стекловидное вещество смесь расплавляется за счет эффекта Джоуля с использованием электродов, погруженных в ванну с расплавленным материалом, и исключает использование любых других нагревательных средств, например, пламени. Могущая превратиться в стекловидное вещество смесь может равномерно распределяться обычным способом по поверхности ванны из расплавленного материала с помощью механического устройства и, следовательно, представляет собой тепловой экран, ограничивающий температуру над ванной расплавленного материала, поэтому наличие надстройки не всегда необходимо. Электроды могут быть подвешены таким образом, чтобы быть погруженными сверху в ванну с расплавленным материалом, они могут быть установлены в подине или фактически установлены в боковых стенках печной камеры. Первые два варианта обычно предпочтительны для больших печных камер, чтобы лучше распределить нагрев ванны расплавленного материала. Электроды предпочтительно изготавливают из молибдена или, необязательно, из оксида олова. Молибденовый электрод предпочтительно пропускают через подину с помощью водоохлаждаемого стального электрододержателя.[0035] The term "electrical melting" means that the vitrified mixture is melted by the Joule effect using electrodes immersed in a bath of molten material, and eliminates the use of any other heating means, such as a flame. The vitrified mixture can be uniformly distributed in the usual manner over the surface of the molten material bath by a mechanical device and therefore constitutes a heat shield limiting the temperature above the molten material bath, so that a superstructure is not always necessary. The electrodes may be suspended so as to be immersed from above into a bath of molten material, they may be mounted in the hearth, or they may actually be mounted in the side walls of the furnace chamber. The first two options are usually preferred for large furnace chambers to better distribute the heating of the molten material bath. The electrodes are preferably made from molybdenum or, optionally, tin oxide. The molybdenum electrode is preferably passed through the hearth using a water-cooled steel electrode holder.

[0036] Этап плавления может также включать как пламенное плавление, так и электрическое плавление, например, с использованием пламенной печи, которая также снабжена электродами на боковых стенках, действующими для ускорения плавления смеси, могущей превратиться в стекловидное вещество.[0036] The melting step may also include both flame melting and electrical melting, for example, using a flame furnace that is also equipped with electrodes on the side walls that act to accelerate the melting of the mixture, which can turn into a glassy substance.

[0037] Этап волокнообразования предпочтительно осуществляется внутренним формованием.[0037] The fiberization step is preferably carried out by internal spinning.

[0038] Полученные волокна могут быть скреплены вместе с помощью связующей композиции, которая распыляется на их поверхность перед получением и формованием для получения различных минераловатных продуктов, таких как рулоны или панели. Минераловатные продукты, скрепленные таким образом, предпочтительно содержат не более 15% сухого веса связующего относительно общего веса связующего и минеральных волокон.[0038] The resulting fibers can be bonded together using a binder composition that is sprayed onto their surface before being formed and formed into various mineral wool products such as rolls or panels. Mineral wool products bonded in this manner preferably contain no more than 15% dry weight of binder based on the total weight of binder and mineral fibers.

[0039] Для получения еще большей огнестойкости минеральная вата может содержать фосфоросодержащую добавку, предпочтительно распыляемую одновременно со связующей композицией. Фосфорсодержащая добавка может быть минеральной добавкой, такой как описанная в заявке WO 01/68546, или фосфатосодержащей органической добавкой, например олигомером или полимером типа фосфоновой или фосфорной поликислоты или полиэфира, как раскрыто в заявке WO 2006/103375. Однако композиции минеральной ваты в соответствии с изобретением имеют то преимущество, что они по своей сути обладают очень хорошими свойствами высокотемпературной стойкости, так что нет необходимости прибегать к таким фосфоросодержащим соединениям даже для очень востребованных применений, таких как противопожарные применения. Предпочтительно, чтобы минеральная вата не включала фосфоросодержащую добавку.[0039] To obtain even greater fire resistance, the mineral wool may contain a phosphorus additive, preferably sprayed simultaneously with the binder composition. The phosphorus-containing additive may be a mineral additive, such as described in WO 01/68546, or a phosphate-containing organic additive, for example an oligomer or polymer of the phosphonic or phosphoric acid or polyester type, as disclosed in WO 2006/103375. However, the mineral wool compositions according to the invention have the advantage that they inherently have very good high-temperature resistance properties, so that there is no need to resort to such phosphorus-containing compounds even for highly desirable applications such as fire protection applications. It is preferable that the mineral wool does not include a phosphorus additive.

[0040] Изобретение также относится к теплоизоляционному продукту, содержащему минеральные волокна в соответствии с изобретением. Продукт этого типа находится, в частности, в виде рулонов или панелей. Он может быть использован, например, в зданиях, в промышленности или в транспортных средствах, особенно на железнодорожном или морском транспорте. Он особенно подходит для применений, в которых он может подвергаться воздействию высоких температур, либо непрерывно (изоляция печей или изоляция бытовых или промышленных печей, или изоляция трубопроводов для транспортировки жидкотекучей среды), или часто в роли противопожарной защиты (противопожарные двери, изоляция лодок, изоляция туннелей или морских платформ и т.д.). В более общем смысле, продукт в соответствии с изобретением может использоваться для теплоизоляции любого типа третичного здания или жилого помещения (коллективного или индивидуального). Он может использоваться, например, в системах внешней изоляции, для утепления деревянных каркасных зданий, в сэндвич-панелях, в вентиляционных коробах и т.д.[0040] The invention also relates to a thermal insulation product containing mineral fibers in accordance with the invention. This type of product is found in particular in the form of rolls or panels. It can be used, for example, in buildings, industry or vehicles, especially rail or maritime transport. It is particularly suitable for applications in which it may be exposed to high temperatures, either continuously (furnace insulation or insulation of domestic or industrial furnaces, or insulation of fluid transport pipelines), or frequently in a fire protection role (fire doors, boat insulation, insulation tunnels or offshore platforms, etc.). More generally, the product according to the invention can be used for thermal insulation of any type of tertiary building or residential premises (collective or individual). It can be used, for example, in external insulation systems, for insulating wooden frame buildings, in sandwich panels, in ventilation ducts, etc.

[0041] Изобретение также относится к использованию описанной выше минеральной ваты в огнестойких строительных системах.[0041] The invention also relates to the use of the mineral wool described above in fire-resistant building systems.

[0042] Термин "огнестойкие строительные системы" используется для систем, обычно содержащих узлы из материалов, в частности, на основе минеральной ваты и металлических пластин, способных эффективно задерживать распространение тепла, а также обеспечивать защиту от пламени и горячих газов, и поддерживать механическую прочность во время пожара.[0042] The term "fire-resistant building systems" is used for systems typically containing assemblies of materials, particularly mineral wool and metal plates, capable of effectively inhibiting the spread of heat, as well as providing protection from flames and hot gases, and maintaining mechanical strength during a fire.

[0043] Стандартизированные испытания определяют степень огнестойкости, выраженную, в частности, как время, необходимое для достижения заданной температуры на противоположной стороне строительной системы, подвергнутой воздействию потока тепла, выделяемого, например, пламенем горелки или электрической печью.[0043] Standardized tests determine the degree of fire resistance, expressed in particular as the time required to reach a given temperature on the opposite side of a building system exposed to a stream of heat generated, for example, by a burner flame or an electric furnace.

[0044] В частности, считается, что строительная система обладает удовлетворительной способностью к огнестойкости, если она способна удовлетворять требованиям одного из следующих испытаний:[0044] In particular, a building system is considered to have satisfactory fire resistance capability if it is capable of meeting the requirements of one of the following tests:

- испытание противопожарной двери: испытания на плитах из минерального волокна, как определяется в немецком стандарте DIN 18 089 - Teil [part] 1 (или эквиваленте).- fire door test: tests on mineral fiber boards as defined in the German standard DIN 18 089 - Teil [part] 1 (or equivalent).

- огнестойкость при пожаре материалов и элементов для конструкции, как определяется в немецком стандарте DIN 4102 (или эквиваленте). В частности, стандарт DIN 4102 - Teil 5 рассматривается для полномасштабных испытаний для определения класса огнестойкости, и/или DIN 4102 - Teil 8 рассматривается для испытаний на образцах с использованием небольшого испытательного стенда.- fire resistance of materials and components for construction, as defined in the German standard DIN 4102 (or equivalent). In particular, DIN 4102 - Teil 5 is considered for full-scale testing to determine the fire resistance class, and/or DIN 4102 - Teil 8 is considered for testing on samples using a small test bench.

- испытание в соответствии со стандартным испытанием IMO (International Marine Organization, Международной морской организации) А754(18) (или эквивалентом), в котором описываются общие требования к испытаниям на огнестойкость для "морского" типа применений, включая переборки лодок. Эти испытания проводятся на крупногабаритных образцах с печами размером 3 м на 3 м, примером, который можно привести, является случай стального моста, где эффективность защиты, требуемая в случае пожара со стороны изоляции, должна соответствовать критерию теплоизоляции в течение, по меньшей мере, 60 минут.- test in accordance with IMO (International Marine Organization) standard test A754(18) (or equivalent), which describes the general fire test requirements for “marine” applications, including boat bulkheads. These tests are carried out on large specimens with furnaces measuring 3 m by 3 m, an example that can be given is the case of a steel bridge, where the protection performance required in case of fire on the insulation side must meet the thermal insulation criterion for at least 60 minutes.

[0045] Приведенные ниже примеры иллюстрируют изобретение неограничивающим образом.[0045] The following examples illustrate the invention in a non-limiting manner.

[0046] ПРИМЕРЫ[0046] EXAMPLES

[0047] Были получены примеры стекол (пример 1 в соответствии с изобретением и сравнительные примеры С1-С4), составы по массе которых приведены в таблице 1.[0047] Examples of glasses were obtained (example 1 in accordance with the invention and comparative examples C1-C4), the compositions by weight of which are given in table 1.

[0048] Диапазон волокнообразования соответствует разнице между температурой волокнообразования, при которой композиция должна иметь вязкость приблизительно 3 пуаза, и температурой ликвидуса (Tfib-Tliq≈Tlog3-Tliq).[0048] The fiberization range corresponds to the difference between the fiberization temperature, at which the composition should have a viscosity of approximately 3 poise, and the liquidus temperature (T fib -T liq ≈T log3 -T liq ).

[0049] Усадку определяли термомеханическим анализом. Полученные стекла измельчали в порошок с гранулометрическим составом менее 40 µкм. Каждый тип порошкообразного стекла был спрессован в форме цилиндрических гранул диаметром 5 мм и высотой приблизительно 1 см и с плотностью, равной 64% от плотности стекла. Усадка, выраженная в процентах, соответствует изменению высоты гранулы из порошкообразного стекла, подвергнутой воздействию нарастания в 10 К/мин от температуры окружающей среды до 1000°С по сравнению с начальной высотой гранулы. Измерение высоты образца производили с помощью датчика, расположенного в верхней части цилиндра. Тесты на воспроизводимость позволили определить стандартное отклонение менее чем 1%. Считается, что усадка менее 10% необходима для того, чтобы получить стойкость относительно профиля сгорания целлюлозы, описанному в стандарте ISO 834.[0049] Shrinkage was determined by thermomechanical analysis. The resulting glasses were ground into powder with a granulometric composition of less than 40 µkm. Each type of glass powder was pressed into cylindrical granules with a diameter of 5 mm and a height of approximately 1 cm and a density equal to 64% of the density of the glass. Shrinkage, expressed as a percentage, corresponds to the change in height of a powdered glass granule subjected to a rise of 10 K/min from ambient temperature to 1000°C compared to the initial height of the granule. The height of the sample was measured using a sensor located in the upper part of the cylinder. Reproducibility tests determined a standard deviation of less than 1%. It is believed that a shrinkage of less than 10% is required in order to obtain resistance relative to the cellulose combustion profile described in the ISO 834 standard.

[0050][0050]

СтеклоGlass 11 C1C1 C2C2 C3C3 C4C4 SiO2 SiO2 42,342.3 50,050.0 42,442.4 41,641.6 41,241.2 Al2O3 Al2O3 24,224.2 20,620.6 24,024.0 26,526.5 16,116.1 CaOCaO 9,09.0 10,310.3 11,811.8 12,612.6 24,524.5 MgOMgO 3,33.3 4,54.5 1,01.0 2,92.9 6,16.1 Na2O Na2O 9,59.5 7,17.1 10,310.3 6,66.6 1,91.9 K2O K2O 3,93.9 0,90.9 3,53.5 4,04.0 1,51.5 Fe2O3 Fe2O3 6,96.9 6,56.5 6,56.5 4,84.8 6,36.3 B2O3 B2O3 00 00 00 00 00 BaOBaO <0,1<0.1 00 <0,1<0.1 0,370.37 0,220.22 P2O5 P2O5 00 0,020.02 00 00 0,40.4 TiO2 TiO2 0,560.56 00 <0,1<0.1 0,250.25 0,90.9 ДругоеOther <0,3<0.3 <0,1<0.1 <0,4<0.4 <0,4<0.4 <0,9<0.9 MgO/ROMgO/RO 0,270.27 0,300.30 0,080.08 0,180.18 0,200.20 RO/(RO+R2O)RO/(RO+R 2 O) 0,480.48 0,650.65 0,480.48 0,600.60 0,900.90 Tlog3 (°C)T log3 (°C) 11871187 12341234 11401140 Tliq (°C) Tliq (°C) 11401140 12001200 >1220>1220 Диапазон волокнообразования (°C)Fiberization range (°C) >40>40 3434 >40>40 Усадка (%)Shrinkage (%) 5,55.5 >10>10 >10>10 >10>10 6,96.9

[0051] На фигуре 1 показано, что композиция в соответствии с изобретением из примера 1 имеет низкую усадку, которая сохраняется вплоть до 1000°С, указывая на хорошую высокотемпературную стойкость. Эта композиция также показывает температуру Tlog3 менее чем 1220°C, температуру Tliq менее 1180°C и диапазон волокнообразования более чем 40°C, что означает, что внутреннее формование может осуществляться без риска расстекловывания. Напротив, композиции из сравнительных примеров С1-С4 не могли удовлетворить всему набору критериев. Композиции С1, С2 и С3 не обладали достаточной сверхвысокотемпературной стойкостью, в то время как композиция С4 имела Tliq, которая была слишком высокой, чтобы быть способной к волокнообразованию путем внутреннего формования.[0051] Figure 1 shows that the composition in accordance with the invention of Example 1 has low shrinkage, which is maintained up to 1000°C, indicating good high temperature resistance. This composition also exhibits a Tlog3 temperature of less than 1220°C, a Tliq temperature of less than 1180°C and a fiberization range of more than 40°C, which means that internal molding can be carried out without the risk of devitrification. In contrast, the compositions of comparative examples C1-C4 could not satisfy the entire set of criteria. Compositions C1, C2 and C3 did not have sufficient UHT resistance, while composition C4 had a Tliq that was too high to be capable of internal fiberization.

Claims (16)

1. Минеральная вата, имеющая химический состав, содержащий следующие компоненты в процентах по массе (мас.%):1. Mineral wool having a chemical composition containing the following components in percentage by weight (wt.%): SiO2 SiO2 39-5039-50 Al2O3 Al2O3 19,5-2719.5-27 CaO CaO 8-108-10 MgO MgO 1-51-5 Na2O Na2O 5-205-20 K2O K2O 0-150-15 Fe2O3 Fe2O3 2-152-15 B2O3 B2O3 0-2,0-2,
с массовым отношением MgO/RO более чем 0,10 и менее чем 0,50 иwith a MgO/RO mass ratio of more than 0.10 and less than 0.50 and с массовым отношением RO/(RO+R2O) менее чем 0,55,with a mass ratio RO/(RO+R 2 O) less than 0.55, в которых RO представляет щелочно-земельные оксиды CaO, MgO, BaO и SrOin which RO represents the alkaline earth oxides CaO, MgO, BaO and SrO и R2O представляет щелочные оксиды Na2O и K2O.and R 2 O represents the alkali oxides Na 2 O and K 2 O. 2. Минеральная вата по п. 1, отличающаяся тем, что содержание R2O составляет менее чем 12 мас.%.2. Mineral wool according to claim 1, characterized in that the R 2 O content is less than 12 wt.%. 3. Минеральная вата по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что состав включает от 0 до 0,20 мас.% BaO.3. Mineral wool according to claim 1 or 2, characterized in that the composition includes from 0 to 0.20 wt.% BaO. 4. Минеральная вата по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что содержание SiO2 составляет от 39 до 48 мас.%.4. Mineral wool according to one of paragraphs. 1-3, characterized in that the SiO 2 content is from 39 to 48 wt.%. 5. Минеральная вата по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что содержание Al2O3 составляет от 21 до 26 мас.%.5. Mineral wool according to one of paragraphs. 1-4, characterized in that the Al 2 O 3 content is from 21 to 26 wt.%. 6. Минеральная вата по одному из пп. 1-5, отличающаяся тем, что содержание MgO составляет от 3 до 4 мас.%.6. Mineral wool according to one of paragraphs. 1-5, characterized in that the MgO content is from 3 to 4 wt.%. 7. Минеральная вата по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что содержание Na2O составляет от 8 до 10 мас.%.7. Mineral wool according to one of paragraphs. 1-6, characterized in that the Na 2 O content is from 8 to 10 wt.%. 8. Минеральная вата по одному из пп. 1-7, отличающаяся тем, что содержание K2O составляет от 3 до 5 мас.%.8. Mineral wool according to one of paragraphs. 1-7, characterized in that the K 2 O content is from 3 to 5 wt.%. 9. Минеральная вата по одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что содержание Fe2O3 составляет от 6 до 8 мас.%.9. Mineral wool according to one of paragraphs. 1-8, characterized in that the content of Fe 2 O 3 is from 6 to 8 wt.%. 10. Тепло- и/или звукоизоляционный продукт, содержащий минеральную вату по одному из пп. 1-9.10. Heat and/or sound insulation product containing mineral wool according to one of paragraphs. 1-9. 11. Применение минеральной ваты по одному из пп. 1-9 в системах огнестойкого сооружения или в изоляционных материалах, применяемых при высоких температурах.11. Use of mineral wool according to one of paragraphs. 1-9 in fire-resistant building systems or in insulating materials used at high temperatures.
RU2021111033A 2018-09-26 2019-09-23 Mineral wool RU2815717C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1858814 2018-09-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021111033A RU2021111033A (en) 2022-10-26
RU2815717C2 true RU2815717C2 (en) 2024-03-20

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0583791A1 (en) * 1992-08-20 1994-02-23 Isover Saint-Gobain Method for producing mineral wool, and mineral wool produced thereby
WO2005033032A1 (en) * 2003-10-06 2005-04-14 Saint-Gobain Isover Mineral wool composition
RU2254302C2 (en) * 1998-09-17 2005-06-20 Изовер Сэн-Гобэн Mineral wool analysis
RU2254301C2 (en) * 1998-05-06 2005-06-20 Изовер Сэн-Гобэн Mineral wool analysis
WO2006103375A2 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Saint-Gobain Isover Mineral wool, insulating product and production method
FR2918053A1 (en) * 2007-06-27 2009-01-02 Saint Gobain Vetrotex GLASS YARNS FOR REINFORCING ORGANIC AND / OR INORGANIC MATERIALS.

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0583791A1 (en) * 1992-08-20 1994-02-23 Isover Saint-Gobain Method for producing mineral wool, and mineral wool produced thereby
RU2254301C2 (en) * 1998-05-06 2005-06-20 Изовер Сэн-Гобэн Mineral wool analysis
RU2254302C2 (en) * 1998-09-17 2005-06-20 Изовер Сэн-Гобэн Mineral wool analysis
WO2005033032A1 (en) * 2003-10-06 2005-04-14 Saint-Gobain Isover Mineral wool composition
WO2006103375A2 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Saint-Gobain Isover Mineral wool, insulating product and production method
FR2918053A1 (en) * 2007-06-27 2009-01-02 Saint Gobain Vetrotex GLASS YARNS FOR REINFORCING ORGANIC AND / OR INORGANIC MATERIALS.

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2001244266B2 (en) Mineral wool composition
US6284684B1 (en) Mineral wool composition
US7704902B2 (en) Glass fibre compositions
US8871662B2 (en) Compositions for mineral wool
AU711940B2 (en) Biosoluble, high temperature mineral wools
BRPI0608680B1 (en) mineral wool, mineral wool process, use of mineral wool and thermal and / or acoustic insulation
NO340838B1 (en) Mineral wool capable of being dissolved in a physiological medium, process for obtaining mineral wool, thermal and / or acoustic insulation product, construction component and application.
SK285275B6 (en) Mineral wool capable of being dissolved in a physiological medium and thermal and /or acoustic insulation products or substrates for soilless cultures
US3600205A (en) Boric oxide-free glass fibers and compositions for making them
JP2016501822A (en) Glass manufacturing method using electric melting
RU2815717C2 (en) Mineral wool
DK3197842T3 (en) MINERAL WOOL
US20210347683A1 (en) Mineral wool
RU2735595C1 (en) Mineral fibers
US20230303430A1 (en) Fiberglass composition including reduced oxidizing agent