CS252320B1

CS252320B1 - Izolační prvky z anorganických vláken

Info

Publication number: CS252320B1
Application number: CS859803A
Authority: CS
Inventors: Josef Pridal; Vladimir Franc; Jan Kyral; Karel Komarek
Original assignee: Josef Pridal; Vladimir Franc; Jan Kyral; Karel Komarek
Priority date: 1985-12-23
Filing date: 1985-12-23
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS980385A1

Abstract

Řešení se týká izolačních prvků z anorganických vláken" vyznačujících se zvýšenou tepelně izola‘ční schopností. Je to dáno tím, že sestávají z 97 až 50 hmotnostních 4 vláknité složky, obsahující 95 až 40 hmotnostních 4 minerální vlny a 5 až 60 hmotnostních 4 hlinitokřemičitých vláken, z 1 až 10 hmotnostních 4 organických pojiv, 0,1 až 7 hmotnostních 4 anorganických pojiv a z 1 až 35 hmotnostních % disperzních anorganických přísad.

Description

Vynález se týká izolačních prvků z anorganických vláken, připravených za mokra odvodněhím a sušením vodné suspenze složek, vykazujících zlepšenou tepelně izolační schopnost.

Jak známo, náleží hmoty na bázi anorganických vláken obecně k dobrým tepelným izolantům vzhledem k velkému množství pórů vyplněných vzduchem, existujících ve vláknitých strukturách. Malé rozměry těchto pórů omezují proudění a umožňují využít vysokou izolační schopnost přítomného vzduchu. Relativně nízké objemové hmotnosti vláknitých izolantů omezují rovněž množství tepla, šířícího se vedením. Vedle izolační schopnosti vykazují tyto hmoty další příznivé vlastnosti, jako nehořlavost, dobrá odolnost vůči řadě vnějších vlivů atd. Zvlášť příznivá je vysoká tepelná odolnost, daná anorganickým charakterem vláken a závislá v podsta-₍tě na druhu použitého vlákna. Běžná skleněná vlákna je možno příkladně používat do teplot přibližně 400 °C, čedičová do cca 700 °C.

V novější době vyvinutá žárovzdorná hlinitokřemičitá vlákna umožnila přípravu izolačních prvků, odolných do teplot nad 1 000 °C a umožňujících použití v žárových prostorách průmyslových pecí a dalších tepelných agregátů namísto klasických žárovzdorných vyzdívek, s příznivými dopady z hlediska úspory paliv a tepelných ztrát, nízké tepelné jímavosti a odolnosti vůči tepelným rázům atd.

. >

Nevýhodou výrobků ze žárovzdorných vláken je obecně poměrně vysoká cena, jež značně převyšuje cenu výrobků z běžných struskových nebo čedičových vláken. Tato vysoká cena nepříznivě ovlivňuje náklady na instalaci vláknitých žárovzdorných vyzdívek a snižuje dosažitelný ekonomický efekt. Je proto účelné kombinovat vláknité žárovzdorné vyzdívky s levnější izolací, umístěnou na zadní straně vrstvy žárovzdorných vláken, čím vyšší je teplotní odolnost této zadní izolace, této zadní izolace, tím menší tlouštku vrstvy žárovzdorných vláken je možno použít, což podstatně snižuje náklady na vláknitou vyzdívku a zmenšuje rozměry zařízení.

Jako zadní izolaci je možno aplikovat příkladně desky na bázi kalciumhydrosilikátů s vláknitou výztuží, dosahující teplotní odolnost cca 1 000 °C. Tyto desky jsou samonosné a hodí se pro konstrukce odlehčených typů peci. Dále je možno použít izolační prvky z minerální vlny, jež je oproti žárovzdorným vláknům velmi levná. Nevýhodou v tomto případě je relativně nízká teplotní odolnost minerální vlny, pohybující se kolem 700 °C a tudíž nutnost používat větší tloušťky vrstev žárovzdorných vláken na čelní straně vláknité vyzdívky. Bylo proto navrženo použít pro zadní izolace prvky připravované ze směsi minerálních a hlinitokřemičitých vláken, jejichž přítomnost vyvolává při rovnoměrném rozložení ve struktuře směsného vláknitého prvku zvýšené^-tepelné odolnosti a pokles hodnot smrštění ve srovnání s výrobky ze samotné minerální vlny. Je však žádoucí při dobré tepelné odolnosti dále zlepšit tepelně izolační schopnost těchto směsných prvků.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny izolačními prvky z anorganických vláken podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tyto prvky sestávají z 97 až 50 hmotnostních % vláknité složky, obsahující 95 až 40 hmotnostních % minerální vlny a 5 až 60 hmotnostních % hlinitokřemičitých vláken, z 1 až 10 hmotnostních % organických pojiv, 0,1 až 7 hmotnostních % anorganických pojlv a z 1 až 35 hmotnostních % disperzních anorganických přísad. Vedle uvedených složek mohou izolační prvky podle vynálezu obsahovat do 5 hmotnostních % koagulantů a do 0,1 hmotnostních % flokulačních prostředků, vztaženo na celkový obsah pevných složek.

Jako disperzní anorganickou přísadu je mošno použít expandovaný perlit, oxid titaničitý anebo úpletový křemičitý. Zavedením expandovaného perlitu objemové hmotnosti 100 případně —3

150 kg.m do směsného prvku z minerálních a hlinitokřemičitých vláken se reguluje objemová hmotnost, porozita a rozměr pórů prvku a sníží se jejich tepelná vodivost, tíletový oxid křemičitý z metalurgických procesů, výroby křemíku anebo jeho slitin rovněž působí jako regulátor porozity s obdobným účinkem, Oxid titaničitý jako látka odrážející tepelné záření zlepšuje tepelně izolační mohutnost a snižuje tepelnou vodivost výsledného prvku. Je účelné použít oxid titaničitý O střední velikosti částic pod 10yum, nejlépe pod i yum, Je rovněž možno použít kombinaci uvedených anorganických přísad.

Jako organická pojivá je možno použír vodné disperze syntetických pryskyřic, splňující požadavky co do tuhosti, případně ohebnosti a tvarovatelnosti izolačních prvků, poskytující nezávadné a nekorozívní rozkladné produkty a vhodné pro technologii formování za mokra.

Vhodné jsou příkladně anionické disperze vinyacetát-akrylátových kopolymerů, anlonlcké disperze terpolymerů vlnylacetátu, esteru kyseliny akrylové a derivátu kyseliny maleinové, disperze styren-butadienové, případně měkčené typy těchto polymerů, dále polyvinylacetátové disperze aj., jež se srážejí příkladně síranem hlinitým jako koagulantem a poskytují film o vyhovující tuhosti, případně odolnosti. Je rovněž možno použít jako pojivo škrob, škrobový maz anebo deriváty škrobu, případně ve směsi. Z anorganických pojiv jsou vhodné koloidní oxid křemičitý nebo hlinitý, anebo bazické hlinité soli, s výhodou chloridpentahydroxid dihlinitý.

Přísada koagulantu, s výhodou síranu hlinitého zajištuje retenci zejména pojivých složek, zlepšuje filtrovatelnost a čistotu podsítových vod. Případná přísada flokulantu na bázi polyakrylamidu tyto účinky podporuje.

Výhoda izolačních prvků z anorganických vláken podle vynálezu spočívá ve vysoké tepelné odolnosti, blížící se podle obsahu hlinitokřemičitých vláken až 1 100 °C, dále v nižší tepelné vodivosti a zlepšené tepelně izolační schopnosti oproti čistě vláknitým prvkům v důsledku přítomnosti disperzních přísad ve tvarové stálosti prvků i po vyžíhání a v nízkém obsahu granálií, jež se z výchozích vláken odstraní během mokrého způsobu zpracování. Výhoda izolačních prvků z anorganických vláken se zlepšenou Izolační schopností dle vynálezu spočívá dále v nižších materiálových nákladech, umožňujícíh zlevnění vláknitých izolačních vyzdívek pecních prostorů bez znatelnějšího ovlivnění vlastností a kvality izolace.

Postupuje se příkladně tak, že se v míchacím zařízení rozmíchá nejprve vláknitá složka, použitá v menším podílu, přidá se druhá vláknitá složka, disperzní anorganické přísady, dále pojivá a po rozmíchání se provede srážení roztokem síranu hlinitého. Suspenze o koncentraci 0,2 až 5,0 hmotnostních % se případně podrobí separaci granálií a přečerpá se do zásobní nádrže sítového stroje. Před nátokem je možno přidávat roztok flokulačního prostředku. Mokrý koberec, vytvořený v odvodňovací části sítového stroje se po úpravě tloušEky podrobuje sušení, formátování a případně další úpravě. Suspenzi vláken, anorganických přísad a pojiv je možno zpracovat rovněž vakuovým formováním za použití sítových forem na tvarované prvky, případně filtračním formováním ve formách s děrovaným dnem.

tfčinek řešení podle vynálezu dokládají dále uvedené příklady jeho praktického použití.

Příklad. 1 (

Ve 20 1 vody bylo postupné rozmícháno 112 g, tj. 28 % minerální vlny, připravené ze směsné taveniny 50 % čediče a 50 % vysokopecní strusky, dále 40 g škrobu tj. 10 % 26,7 ml 30% koloidního roztoku oxidu křemičitého, tj. 2 %, 112 g hlinitokřemičitých vláken, tj. 28 %,

120 g expandovaného perlitu EP 100, tj. 30 % a 80 ml 10% roztoku síranu hlinitého, tj. 2 %. Suspenze byla odvodněna na laboratorním odsávacím zařízení na desku o rozměrech 33x33 cm, která byla po propaření vysušena při 105 °C. Objemová hmotnost vysušené desky činila 162 kg.m smrštění po 2 hod. žíhání při 850 °C činilo 1,6 %, součinitel tepelné vodivosti χ 200 ° 0,059 Wm~¹⁰K^_1.

Příklad 2

Ve 20 1 vody bylo rozmícháno 162 g minerální vlny, t j . 40,5 %, 20 g škrobu, tj. 5 %,

26,7 ml 30% roztoku .koloidního oxidu křemičitého, tj. 2 %, 40 g úletu z výroby krystalického křemíku t j . 10 %, 162 g hlinitokřemičitých vláken, tj. 40,5 % a 80 ml'10% roztoku síranu hlinitého. Suspenze byla odvodněna na desku o rozměrech 33x33 cm, jež byla propařena a vysušena při 105 °C. Objemová hmotnost činila 172 kg.m \ smrštění po 2 hod. žíhání při 850 °C činilo 1,4 %, součinitel tepelné vodivosti A 200 ° 0,065 Wm příklad 3

Byla připravena 2% suspenze složek rozmícháním 154 g minerální vlny, tj, 38,5 %, 32 ml 50% styren-butylakrylátové disperze, tj, 4 %, 93,3 ml 30% koloidního roztoku oxidu křemičitého, tj. 7 %, 40 g TiOg, 154 g hlinitokřemičitých vláken tj. 38,5 % a 80 ml 10% roztoku síranu hlinitého, tj. 2 %,ve 20 1 vody; suspenze byla odvodněna jako v příkladech 1 a 2; vytvořená deska vykazovala po vysušení při 105 °C objemovou hmotnost 178 kg.m^, smrštění po 2 hod. žíhání při 850 °C 1,4 %, součinitel tepelné vodivosti λ 200 °C 0,058

Příklad 4

Suspenze 108 g minerální vlny, tj. 27 %, 64 ml 50% styren-butylakrylátové disperze, tj. 8 %, 13,3 ml 30% roztoku chloridu-pentahydroxidu dihlinitého, tj. 1 %, 100 g expandovaného perlitu EP 100, 40 g TiOg, tj. 10 %, 108 g hlinitokřemičitých vláken, tj. 27 %, 80 ml 10% roztoku síranu hlinitého, tj. 2 %, ve 20 1 vody bylo po přísadě 4 ml 1% roztoku flokulantu na bázi polyakrylamidu odvodněna a vytvořená mokrá deska vysušena jako v příkladě 3. Objemová hmotnost vysušené desky činila 167 kg.m^-^, smrštění po 2 hod. žíhání při 850 °C 1,5 %, součinitel tepelné vodivosti λ 200 °C 0,055

Claims

1. Izolační prvky z anorganických vláken, připravované za mokra odvodňováním a sušením vodné suspenze složek, vyznačující se tím, že sestávají z 97 až 50 hmotnostních % vláknité složky, obsahující 95 až 40 hmotnostních % minerální vlny a 5 až 60 hmotnostních % hlinitokřemičitých vláken, z i až 10 hmotnostních % organických pojiv, 0,1 až 7 hmotnostních % anorganických pojiv a z 1 až 35 hmotnostních % disperzních anorganických přísad.

2. izolační prvky z anorganických vláken podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako organická pojivá jsou použity vodné disperze syntetických polymerů anebo škrob, škrobový maz nebo deriváty škrobu.

3, Izolační prvky z anorganických vláken podle bodu 1, vyznačující se tím, že jako anorganická pojivá jsou použity koloidní oxid křemičitý, koloidní oxid hlinitý anebo bazické soli hliníku.

4. Izolační prvky z anorganických vláken podle bodu 1 až 3, vyznačující se tím, že jako disperzní anorganická přísada je použit expandovaný perlit.

5. Izolační prvky z anorganických vláken podle bodu 1 až 3, vyznačující se tím, že jako disperzní anorganická přísada je použit oxid titaničitý.

6. Izolační prvky z anorganických vláken podle bodu 1 až 3, vyznačující se tím, že jako disperzní anorganická přísada je použít úletový oxid křemičitý.

7. Izolační prvky z anorganických vláken podle bodu 1 až 6, vyznačující se tím, že obsahuje kombinaci uvedených anorganických přísad.

8. Izolační prvky z anorganických vláken podle bodu 1 až 7, vyznačující se tím, že obsahují do 5 hmotnostních % koagulantů, s výhodou síranu hlinitého.

9. Izolační prvky z anorganických vláken podle bodu 1 až 8, vyznačující se tím, že obsahují do 0,1 hmotnostních % flokulačních prostředků, s výhodou polyakrylamidu.