Промышленность строительных материалов



бет4/14
Дата02.05.2016
өлшемі2.89 Mb.
түріОбзор
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


Испытания, проведенные на беличском заводе "Теплозвукоизоляция", пока­зали эффективность замены картона ТК-4 картоном ТКК-3, изготовление ко­торого можно организовать на действующих предприятиях по производству картона ТК-4 без переоборудования существующих технологических линий.

Картон на основе кремнийорганических лаков
. При изоляции конструк­ций в ряде случаев к теплоизоляционным материалам предъявляются повы­шенные требования:высокая эластичность и прочность,устойчивость при эк­сплуатации в широком диапазоне температур (от -260 до +500-700°С).недо­пустимость выделения токсических веществ,негорючесть.Этим требованиям удовлетворяет базальтовое супертонкое волокно,которое является перспек­тивной основой для производства температуростойкого картона.Однако его прочность на разрыв и гибкость не достаточны для проведения монтажных операций. Для практического применения такого материала необходимы проч­ность на разрыв полоски размером 50x180 мм не менее 2 Н и изгиб на 180° на стержне диаметром 50 мм.

Описанные выше картоны на основе поливинилацетатной эмульсии и кремнезоля обладают меньшей прочностью при заданной гибкости.

Картон на глинистом связующем характеризуется высокой термостой­костью (до 750°С), но недостаточно проче:: и эластичен и имеет повышен­ную гигроскопичность.

Введение органического связуицего благодаря высокой адгезии к во­локну и клеящей способности придает картону прочность и, в зависимости от вида связуицего, эластичность, но не обеспечивает термостойкости. Термостойкость органических полимеров предопределяется в основном энер­гией связи = С-С =, которая составляет всего лишь 245,5 кДж/моль. Поэ­тому перспективными в качестве связующего будот кремнийорганические по­лимеры, так как наличие сильно полярной связи г 5с- 51=, энергия кото­рой достигает 372,9 кДж/моль, а также связи =31- С г., по термостабиль­ности превосходящей связь = С-С =., обусловливает термоэластичность этих соединений.

Для получения картона использовались базальтовые микротонкие волок­на диаметром 0,4-0,5 мкм, а в качестве связующих - водные эмульсии на основе кремнийорганических лаков КО-87, КО-978, К0-810, К0-08, выпускае­мых запорожским заводом "Кремнийполимер".

С целью определения температурных интервалов процессов пиролиза кремнийорганических полимеров для указанных лаков проводились термогра­виметрические исследования при нагревании до температуры 900°С со ско­ростью 4 град/мин.На териогравиметрических кривых (рис.7) можно выделить примерно три температурные области (кроме кривой для лака К0-816), соот­ветствующие процессам испарения растворителя, полимеризации и пиролиза 16




полимера с образованием кремнезема. Температурные интервалы указанных процессов дал каждого кремнийорганического лака приведены в табл. 10.

Наибольший интерес в данном случае представляет лак К0-08, сухой остаток которого в виде 5Ю2 составляет более 60 мас.%.
Для лаков КО-87, КО-978 и К0-810 эти значения соответственно равны 40, 35 и 28 мае.%.

1ак КО-816 представляет наименьшую практическую ценность дая получения базальтового картона, так как несмотря на значительный сухой остаток (50 мае.%) он имеет низкую скорость полимеризации и в связи с этим ши­рокую зону пиролиза (200-900°С) органической составляющей.

Указанные лаки как связую- О
щие использовались в виде вод-


^ 20
I; 30
* 40


ных эмульсий с концентрацией
эмульгатора
0С-20 10$. Кон-
центрация лака в эмульсии
была в пределах
1-5$.

Картон получали пропит-
кой холста связующим с после-
дующей подпрессовкой дая уда-
ления избытка водной фазы.
Сформованные образцы картона
размером
500x500 мм помещали
между плитами с нагреватель-
ными нихромовыми спиралями и
подвергали термообработке со
скоростью нагрева 4-5°С/мин


до температуры окончания пиро-

§ 50 * 60 | 70 § 80

1 90 1 100



Температура °С

Рис.7. Термогравиметрические кривые
кремнийорганических лаков


лиза органической составляющей конкретного кремнийорганического полимера.

Таблица 10
Марка лака

Темпешттто. °С

испарения

растворителя

термоустойчивости

лака

пиролиза

полимера

К0-08

20-150

150-400

400-900

КО-816

20-200

-

200-900

К0-87

20-175

175-275

275-750

КО-978

20-175

175-300

300-900

К0-8Ю

20-200

200-425

425-600


Результаты испытаний базальтового картона на горючесть (по методу "огневой трубы") и прочность при растяжении приведены в табл.II. Эти данные свидетельствуют о возможности получения образцов листового ба­зальтового картона на основе кремнийорганических связующих с разрывной

17

нагрузкой около 3-4 Н при толщине менее I мм. Несмотря на некоторые по­тери массы при 700°С, образцы картона негорючи. Наибольшее влияние на прочность образцов картона оказывает температура обработки, повышение которой приводит к снижению прочности. Эластичность всех картонов высо­ка - изгиб на 180° достигался на стержне диаметром менее 50 мм.

Таблица II
Марка

лака

Концен­

трация

эмульсии,

Темпера­тура об­работки,

°С

Потери

массы

С,

Толщи­на об­разцов , мм

Разрывная

Гои

гаесть

нагот

зка.Н

время

горе­

ния,

с

поте­

ри

массы

%

мини­

маль­

ная

мак­

си-

маль-

ная

К0-810

1,3

450

-

0,7-0,8

1,3

5,0

0

1,07

К0-810

2,6

600

3,0

0,6-0,7

0,3

1,8

0

3,1

К0-810

0,65

670

1,0

0,5-0,7

0,3

0,7

0

0,81

КО-87

1,3

650

1,52

0,6-0,7

1,6

4,2

0

0,93

К0-87

5,4

280

5,95

0,9-1,0

7,2

20

0

1,07

КО-978

1,3

450

6,6

0,7-0,9

5,0

7,8

0

-

К0-08

1,3

450

0,12

0,2-0,6

1,3 '

5,0

0

-


Таким образом, кремнийорганические лаки являются перспективными связующими дяя волокнистых материалов на основе базальтовых волокон. Учитывая, что термоуотойчивость связующих в вакууме будет возрастать, по-видамому, будет возможно применять базальтовый картон на кремнийорга- нических связующих в приборах вакуумной криогенной техники.

  1. БУМАГОПОДОБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ БАЗАЛЬТОВЫХ ВОЛОКОН Бумага для вакуумно-многослойной изоляции. Развитие криогенной тех­ники и других отраслей промышленности стимулировало разработку новых, более эффективных типов теплоизоляции, например слоисто-вакуумной изо­ляции, представляющей собой набор последовательно расположенных отража­тельных экранов минимальной степени черноты, термически изолированных друг от друга и помещенных в вакуум. В качестве экранов обычно приме­няют алюминиевую фольгу толщиной 5-6 мкм либо алюминированную полиэти- лентерефталатную пленку. Прокладочными материалами служат стеклобумага, стеюгохолст, стекловуаль, стеклосетка. Недостатком этих материалов яв­ляется наличие в их составе от 9 до 18$ органических связующих, что приводит к ухудшению их теплоизоляционных свойатв и затрудняет созда­ние высокого вакуума из-за значительного газовыделения.

Для получения бумагоподобного теплоизоляционного материала исполь- эуют базальтовое микротонкое волокно диаметром не более 0,6 мкм, плот-

18

ностью 12-15 кг/м3. Изделия получали на бумагоделательной машина типа РАМА, при этом скорость формования полотна составляла 2 м/мин, концент­рация массы в напорном ящике _ 0,35-0,40$, а оптимальная степень помо­ла 25-30°ШР достигается при размоле массы в течение 5-7 мин при слабой присадке барабана.

Материал толщиной 0,2 мм обладает недостаточной прочностью 0,1 Н на полоску 50x180 мм). Для увеличения прочностных характеристик использовался хризотил-асбест, выполняющий роль связующего [29]


Для выбора оптимальной концентрации хризотил-асбеста получали от­ливки базальтовых бумагоподобных материалов с содержанием связующего от 0 до 50%. Физико-механические показатели образцов приведены в табл.12.

Таблица 12
№ образца




ние. %

Разрывная нагрузка (среднее значение из 10 испытании),Н

ш

хризотил-

асбеста

I

50

50

8

2

60

40

9

3

70

30

9

4

80

20

7

5

100

-

0,1


Как следует из табл.12, уменьшение содержания хризотил-асбеста в композиции от 50 до 20% существенно не влияет на прочность полученных образцов. Следовательно, оптимальной добавкой его в композицию следует считать 20%. Плотность бумагоподобного теплоизоляционного материала с таким содержанием связующего составляет 250 кг/м3. Он является негорю­чим, гигроскопичность не превышает 2,5%.

Теплопроводность материала в вакууме (133,3-10“^ Па) при 25°С рав­на 1,2 мВт/(м*К). Потери массы при обработке в течение 30 мин при 700°С не превышают 3%.

Разработанный бумагоподобный материал на основе базальтовых воло­кон может быть рекомендован в качестве прокладочной изоляции, работаю­щей в диапазоне температур от -269 до +700°С.

Бумага для электроизоляшш.
В настоящее время широкое распростра­нение получили асбестовая электроизоляционная бумага и слюда. Одаако асбестовая бумага, характеризуемая высокими электроизоляционными свойст­вами, обладает невысокой температуростойкостью (до 450°С) и повышенной плотностью (не менее 500 кг/м3). Широкое применение слюды обусловлено высокими электроизоляционными свойствами в условиях повышенных темпера­тур (до Ю00°С), но она является дефицитной и дорогостоящей. Взамен ее

19

разработана композиция на основе базальтовых волокон [ЗСД , имеющая
следующий состав (в мае.%): базальтовое микротонкое волокно диаметром
до 0,6 мкм
69-95; асбестовое волокно 4,5-29; бентонит 0,5-2.
Физико-технические показатели бумаги приведены ниже.

Толщина, мм 0,3-0,4

Плотность, кг/м3 230-270

Температуростойкость, °С 750

Разрывная нагрузка, Н 6-8

Пробивное напряжение, I® I,2-1,3

Теплопроводность при 25°С, Вт/(м*К) 0,045

Горючесть Несгораема

Бумага обеспечивает высокую температуростойкость при достаточных
для практики электроизоляционных свойствах.

С целью повышения прочности бумаг проведены исследования по моди-


фицированию базальтовых волокон аминосодержащими реагентами
[31,3<3 и
армированию бумаг базальтовыми непрерывными волокнами
[331 . Новые компо-
зиции на основе базальтовых волокон расширяют области применения и ассор-
тимент бумагоподобных материалов для нужд современной техники.



  1. Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет