SU1060587A1 - Способ модифицировани штапельных базальтовых волокон - Google Patents

Abstract

СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ШТАПЕЛЬНЫХ БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН,включающий получение волокна раздувом и обработку модифицирующим реагентом одним веществом из группы: молочна  кислота, моноэтаноламин, винилтриэтоксисилан , изопропиловый спирт при повьпиенной температуре, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  технологического процесса, обработку модифицир тощим реагентом осуществл ют в присутствии паров воды в зоне раздува волокна.

Description

сд

00

Изобретение относитс  к получению химически модифицированных неорганических штапельных волокон, которые могут быть использованы в химической промышленности, промышленности строительных материалов и т.д.

Известен способ, согласно которому на неорганические волокна в процессе волокнообразовани  нанос т Синтетические смолы илидругие кле щие вещества. При этом поверхность аолокон покрываетс  полимерной пленкой, способствующей прочному склеиванию волокон между собой с Целью получени  из них минераловатных плит 13Однако на поверхности таких волокон отсутствуют реакиионноспособные группы, которые могут взаимодействовать -с наполн емой полимерной плитой.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ химического модифицировани  неорганических волокон, включающий предварительное дегидратирование волокна в йакууме при повышенной температуре и последующую обработку парами модифицирующего реагента в закрытом объеме при повышенных температурах и давлении. Данный способ позвол ет получать неорганические волокна с химически привитыми к их поверхности реакционноспособными функциональными группами (например, аминогруппами) 2.

Однако указанный способ  вл етс  периодическим, многостадийным, не может быть осуществлен в широком промышленном объеме и требует специального оборудовани  и дополнительных энергозатрат. Кроме того, необходимость предварительной дегазации волокна исключает хранение его после этой стадии в течение длительного времени без последующей обработки модифицирующим реагентом.

Цель изобретени  - упрощение технологического процесса.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу модифицировани  штапельных базальтов|рк волокон , включающему получение волокна раздувом и обработку модифицирующим реагентом одним веществом из группы молочна  кислота, моноэтаноламин, винилтриэтоксисилан, изопропиловый спирт при повышенной температуре, обработку модифицирующим реагентом осуществл ют в присутствии паров воды в зоне раздува волокна.

Получение штапельных неорганических волокон в производственных услови х происходит в потоке раскаленных газов (газовоздушна  смесь), выход щих из сопел камеры сгорани  с большой скоростью. Газовый поток расплавл ет и выт гивает первичные волокна и расчлен ет их на отдельные волоконца . Полученные штапельные волокна газами вынос тс  в диффузор, где постепенно охлаждаютс  в атмосфере продуктов сгорани  природного газа, а затем направленным потоком вынос тс  дл  формировани  холста на намоточном барабане.

Модифицирующий реагент и вода подаютс  в начало диффузора и попадают в направленный поток сформованного штапельного волокна, где испар ютс  и распредел ютс  по всему объему. Высока  температура и наличие паров воды способствуют химическому взаимодействию паров модификатора с поверхностью неорганического волокна.

В газовой фазе продуктов сгорани  природного газа содержатс  молекулы воды, окиси и двуокиси углерода. При испарении воды и модификатора в газовую фазу диффузора вноситс  дополнительное количество молекул воды и модификатора. При высокой температуре на поверхности остывающего волокна происходит р д химических реакций , при которых молекулы воды облегчают процесс химического взаимодействи  модификатора с поверхностью волокна. Кроме того, наличие воды позвол ет вводить модифицирующие реагенты при температурах, превышающих температуры их термического разложени . Количество подаваемой воды зависит от природы, модификатора.

Химически модифицированное базальтовое волокно получашзт на действующем технологическом оборудовании завода Базальт Ирпенского комби0 ната Прогресс.

Пример 1. 80%-ный водный раствор молочной кислоты загружают в емкость, откуда со скоростью 0,06 л/мин подают в начало диффузора (в зону температур 300-450°С) технологической установки дл  получени  штапельных неорганических волокон .Туда же поступает формирующеес  штапельное базальтовое волокно диаметром 0,8-1,0 мкм. Под воздействием нагретого потока продуктов сгорани  газовоздушной смеси модификатор распыл етс , равномерно распредел етс  и хемосорбируетс  на поверхности волокна. Полученное модифицированное волокно, пройд  диффузор, направленным потоком поступает на сетчатый барабан, откуда подаетс  на барабан формировани  сло .

Производительность установки по волокну 0,5 кг/мин. Холсты полученного модифицированного базальтового волокна срезают с барабана и упаковывают в полиэтиленовые мешки.

Пример 2. 40%-ный водный 5 раствор молочной кислоты загружают

в емкость и подают со скоростью 0,12 л/мин в диффузор в зону температур 200-450с, куда поступает формирующеес  штапельное базальтовое волокно диаметром 0,8-1 мкм. Далее процесс ведут аналогично примеру 1. Производительность установки по волокну 0,5 кг/мин.

Пример 3. В емкость загружают 60%-ный водный раствор моноэтаноламина и подают в диффузор в зону температур 200- 450°С со скоростью 0,08 л/мин, куда поступает формирующеес  штапельное базальтовое волокно диаметром 0,8-1 мкм. Далее процесс провод т как в примере 1 Производительность установки по волокну дл  данного и последующих примеров 0,5 кг/мин.

Пример 4. В диффузор в зону температур 200-450 с подают из емкости 40%-ный водный раствор моноэтаноламина со скоростью 0,12 л/мин и далее поступают согласно примеру 1 .

Пример 5. В диффузор, куда поступает формирующеес  штапельное базальтовое волокно диаметром 0,81 мкм, подают 50%-ный водный раствор винилтриЬтоксисилана со скоростью 0,1 л/мин и далее процесс провод т как в примере 1. 0

Пример 6, В диффузор в зону температур 200-450с подают 30%ный водный раствор изопропилового спирта со скоростью 0,14 л/мин. Туда 5 поступает также формирующеес  базальтовое штапельное волокно диаметром 0,8-1 мкм. Далее процесс ведут согласно примеру 1.

Физико-химические характеристики 0 полученных модифицированных волокон представлены в табл.1.

Таблица 1

5,6 4,49,28,8

РН

0,220,28

1,81,9

0,80,9

1,21,6

% Вроматометрический метод определени 

Таким образом, описываемый способ дает возможность получать неоргани- 55 ческие штапельные волокна с хими-чески привитыми реакционноспособными функциональными группами. Указан-jные модифицированные волокна могут i быть использованы в качестве основы о композиционных волокнистых материалов различного назначени , а также в качестве усиливающих компонентов в составе композиционных материалов на основе полимерных матриц.

6,77,6 Потенциометрическое титрование

- То же

0,6

2,1 1,9 Теплова  десорб1 ,7 ци  аргона

0,8 1,0 Электронна  микроскопи 

2,1 - Весовой

Использование модифицированных волокон позвол ет снизить количество св зующего в композиционных материалах при одновременном улучшении его физико-механических свойств.

Из штапельных неорганических базальтовых волокон получают волокнистые картоноподобные композиционные материалы, которые изготавливают следующим образом.

8,0 г модифицированного базальтового штапельного волокна диаметром степени ненасыщенности Кноппа.

8 мкм распускают в воде при помощи высокорборотной пропеллерной мешалки . Затем в х идромассу добавл ют 2,0 г сульфатной небеленой целлюлозы , предварительно размолотой до бО-ШР, после чего ввод т 10%-ную водную дисперсию св зующего на основе кремнийорганической смолы КО-916 в количестве 10 мл. Дл  осаждени  св зующего на волокне в массу добавл ют полиамин до рН среды 4--5.. Предлагаемый способ обеспечивает получение неорганических и штапельных волокон с хи 1ически привитыми к их поверхности (хемосорбированными ) реакционноспособньтми функциональ ными группами, которые могут в даль нейшем взаимодействовать с наполн е NffiiNm специальными композиционными материалами. Химическое модифицирование согла но этому способу позвол ет регулиро вать количество привитых групп ка поверхности волокон и тем обеспечивать достижение желаемого качества волокна.

Из проклеенной таким образом во локнистой гидромассы на листоотливном аппарате ЛОА-2 приготавливают образцы композиционного материала, которые высушивают и подвергают термообработке при 150°С в течение 1 ч.

Полученные материалы испытывают по стандартным методикам.

Результаты испытаний представлены в т а бл, 2 ,

Таблица 2 Предлагаемый способ позвол ет модифицировать штапельное вопокно непосредственно во врегм  его получени  с использованием действующего технологического оборудовани . Способ  вл етс  непрерывным и не требует дополнительных энергетических и трудовых затрат, а также применени  специального оборудовани . , полученное согласно этому способу, вл етс  Солее экономичным . Ориентировочный экономический эффект от использовани  изобретени  составит 2 руб. на 1 кг модифицированного волокна.

Claims (1)

1. СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ШТАПЕЛЬНЫХ БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН,включающий получение волокна раздувом и обработку модифицирующим реагентом одним веществом из группы: молочная кислота, моноэтаноламин, винилтриэтоксисилан, изопропиловый спирт при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса, обработку модифицирующим реагентом осуществляют в присутствии паров воды в зоне раздува волокна.