生产纤维隔热材料的方法

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【标题】生产纤维隔热材料的方法

【外文标题】Способ получения волокнистого теплоизоляционного материала

【来源链接】http://www.findpatent.ru/patent/255/2553870.html

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本发明涉及基于无机纤维的非织造隔热和防火材料,并涉及一种生产纤维隔热材料的方法。该方法包括制备含有耐火纤维,通过真空成形的含水浆液制备粗纤维预制件材料的含水浆液,通过轧制在压力下模制生预形成,然后进行干燥。通过在0.8-4.0atm的气压下进行曝气均化来进行水滑移的制备。本发明提供了增加柔韧性和降低纤维隔热材料的密度。 5 z.p. f-ly,1 tabl。,4 pr。 本发明涉及生产基于无机纤维的非织造隔热材料的方法,特别是防火隔热材料。 由短纤维重量的纤维堆积的一般制备的基片上基于耐火纤维非织造纤维的绝缘材料,或由真空成形从与随后的热处理的水性纤维浆垫。同时,必须解决保持所得材料的机械完整性和柔韧性的问题。 产生的纤维绝热包括形成短的氧化铝纤维的材料和积累氧化铝,固件该质量连续长丝的氧化铝或其前体,干燥的质量前体短纤维和烧成纤维的针刺的质量成氧化铝纤维的柔性薄毡的制造方法(专利美国№5047289,1991年9月10日出版)。 在这种情况下,垫材的机械完整性和柔韧性,以及其通过簇绒纤维连续长丝质量维介导的,但EEPROM期间纤维质量可以被移位,从而形成neravnoplotnye部,此外,由于针的影响的结果发生断裂的纤维中,由此在热处理之后,这些碎片可以从材料中倒出,这将导致其强度,柔韧性和尺寸稳定性的损失。 获得包含形成含有耐火纤维,热塑性纤维和粘合剂的水性浆料纤维隔热材料,通过真空获得的纤维材料的粗坯形成含水浆料,在150℃下干燥,在130℃时的材料和压塑的方法,接着冷却,以获得所需厚度的纤维材料。作为耐火纤维,使用无机纤维,例如氧化铝,二氧化硅,莫来石,氧化锆,石墨。具有低熔点的热塑性纤维用于在将纤维材料放入目标体积之前粘合和保持耐火纤维。聚乙烯和聚丙烯纤维,聚酰胺,聚酯和双组分纤维,具有聚丙烯芯和聚乙烯壳,用作热塑性纤维。胶乳用作粘合剂(美国专利No.6,733,628,2004年5月11日公开)。 这种方法的缺点是在专用设备在压力下热成形的纤维材料的热压时间长(1-5小时),这增加了成本和生产周期的持续时间,因此所产生的材料的成本的需要。此外,在操作过程中从而在温度高于300℃而获得材料C有燃烧熔的有机纤维,并且燃烧产物被释放的气体或炭黑,其影响在使用这种材料的领域中的环境条件。此外,在纤维之间的材料的强键的存在导致在柔性的显著降低和复杂的弯曲形状的目标体积堆叠材料。 为原型,它通过了一种用于制造一种纤维绝热材料(RF专利№2433917,公开。20.11.2011),包括制备含有耐火纤维,并用螺旋桨搅拌器的粘合剂的水性浆料,通过真空获得的纤维材料的粗坯形成含水浆料,随后通过将原始预制件轧制到估计的厚度,在压力下形成原始预制件,并对所得材料进行热处理。 通过该方法得到的纤维材料具有超过100千克/立方米的密度的良好的柔韧性的临界弯曲半径大于200毫米,尺寸(2-4%范围内)。然而,以这种方式获得更轻便,柔性材料是不可能的,因为利用纤维的螺旋桨搅拌器过度断裂的含水纤维浆料的制备中发生,导致在不提供所需的柔韧性和密度的组合的材料的流动性。 本发明的技术目的是提供一种方法生产基于耐火纤维,其允许获得具有物理和机械特性的材料,从而提供增加的功能性和材料的加工性的纤维绝热材料。 所提出的发明的技术结果是增加基于原型中所示方法获得的纤维隔热材料的柔韧性和降低其密度。 以实现所述技术结果,产生纤维状绝热材料,其包括制备含有耐火纤维,通过真空成形的含水浆液制备生料的纤维材料的含水浆液,其轧制,接着进行干燥的方法模制压力下的绿色预制件的方法,其特征在于含水的制备通过曝气均化方法在0.8-4.0atm的气压下进行滑移。 还可以将粘合剂添加到含水浆料中。 粘合剂是选自聚乙酸乙烯酯,淀粉,聚乙烯醇,羧甲基纤维素或其混合物的有机粘合剂。 在为从由氧化硅,矿物,氧化物纤维或它们的混合物组成的组,其中所述耐火纤维的纵横比(纤维长度与直径之比)不小于50选择引入纤维制备耐火纤维的水浆液。 在含水浆料的制备,进一步选自亚麻,棉,人造丝,尼龙纤维或它们的混合物组成的组,其特征在于它们的总重量是不超过浆液的纤维的总重量的50%以上,添加的有机或人造纤维。 此外,在含水浆料的制备,进一步可以引入选自由碳化硅纤维,氮化硅,碳,金属,或它们的混合物组成的组中的高强度纤维。 维持随机分布的短耐火纤维的非织造织物的完整性和灵活性取决于它们度交错的,这取决于纤维的尺寸和水浆的均匀性。使用曝气同质化的方法,其中所述混合装置的固体元件是不存在,使得能够在温和搅拌无纤维断裂和均匀地在其整个体积。用于进行该方法用于均化曝气池底部与水性纤维滑移放置分频器 - 与至3mm的0.5孔,放置成覆盖大部分容器的底部区域的盘管。孔位于彼此相距5至50mm的位置。向管中供给空气或任何其他惰性气体,其压力取决于泥浆的浓度和体积。为了达到技术效果,空气压力优选为0.8至4个大气压。携带曝气均质化时间应该是至少15分钟,20-90分钟,优选的范围,根据所使用的滑动量和纤维的类型。如果空气压力低于0.8个大气压,在曝气的均质化过程的含水纤维浆料的混合是太慢,或根本不发生,如果空气压力大于4个大气压,气泡的涡流会导致过量的纤维断裂的强度。优选地,耐火纤维,即纤维长度与其直径之比,纵横比至少为50。然后,光纤将表现出可接受的柔韧性,和通气并在真空在材料上形成纤维材料的纤维的均化之后将具有该领域的足够数量的接触点交织,这将确保材料在低密度下的完整性和灵活性。曝气均匀化的所需持续时间被选择取决于滑移的量和所用纤维的类型和通常是间隔20-90分钟之内。 在制备水性滑爽剂的过程中,可以向其中加入水溶性粘合剂如聚乙酸乙烯酯,淀粉,聚乙烯醇,羧甲基纤维素。 此外,在与耐火纤维一起制备的水浆成它的方法可以被额外地施用其它类型的纤维,即,有??机纤维如亚麻,棉花,人造丝,尼龙,或高强度纤维,例如碳化硅纤维,氮化硅,碳,金属或其混合物,用于赋予通过该方法获得的隔热材料额外的性能。 水性纤维浆柔性纤维薄毡的曝气的均质化,通过真空成型由所谓的“纸”技术形成后 - 产生的屏幕上的含水纤维浆和水通过真空抽吸除去。由此获得的粗纤维垫在空气中在70-120℃的温度下干燥。 根据所提出的方法制造的柔性纤维垫可以是用作防火隔热和隔音,包括复杂形状的表面上,以及滤波装置(例如,柴油机废气过滤器元件或用于高温气流的过滤器,包括过滤器用于熔融金属),或作为密封材料,或底物催化剂载体。 实施的例子 20%的SiO 2厚5mm和500×500毫米大小 - 实施例1的氧化物纤维组合物的80%Al 2 O 3的纤维隔热材料的样品的制备 制备含水浆液如下进行:将200g氧化物相纤维组合物的80%的Al 2 O 3 - 20%的SiO 2 1-4微米直径和5mm和40升蒸馏水的长度放置在容器中,并均质化,进行曝气,其在水的容器向通过解剖器的浆料供给压力为0.8atm的空气40分钟。然后,将所得的水性浆料加入5g有机粘合剂 - 聚乙酸乙烯酯(GTVA)和5分钟供给空气。从含有纤维和粘合剂,通过真空成型预型件获得的粗产物得到的水性浆液:上的500×500毫米筛目大小产生的水性浆料,水通过真空抽吸除去。将得到的纤维材料原料在机械辊上冷轧,并在70℃的烘箱中干燥10小时。 将所得的样品称重,其密度被确定,并且根据GOST 17177.测试灵活性纤维材料这些试验示于表1中。 实施例2纤维状隔热厚5mm和500×500毫米由氧化物纤维组合物100%的SiO 2和粘胶纤维的尺寸材料的样品的制备 850克具有1-1.5毫米直径和5mm的长度二氧化硅纤维的置于50升蒸馏水。另外,将70g粘胶有机纤维加入刮水器中。随后,在2.1atm的压力下将空气加入浆料中60分钟。从含有耐火纤维和有机纤维所得到的含水浆料,得到的粗预成型件通过真空成型,并通过真空抽吸除去水。在机械辊中,进行所得坯料的冷轧。干燥在烘箱中在110℃下进行5小时。将所得的样品称重的纤维材料,其密度被确定,并且根据GOST 17177.这些试验在表中呈现的测试灵活性。 实施例3.该纤维绝热厚5mm和500×500毫米玄武岩纤维中,并添加碳化硅纤维的尺寸材料的样品的制备 将300g 5-20微米玄武岩纤维直径和25mm的长度的放置在40升蒸馏水。添加30g高强度碳化硅纤维。在4atm的压力下将空气加入浆料中,并进行曝气均化60分钟。从得到的含有玄武岩纤维和碳化硅纤维的含水浆料中,通过真空成型获得真空坯料。将得到的预制棒在机械辊上滚动,然后在70℃的烘箱中干燥10小时。将所得的样品称重,其密度被确定,并且根据GOST 17177.测试灵活性纤维材料这些试验示于表1中。 实施例4(原型)的80%的Al 2 O 3纤维隔热材料组合物的样品的制备 - 20%的SiO 2,厚5mm和500×500毫米大小 将30g氧化物纤维组合物的80%Al 2 O 3的 - 20%的SiO 2,0.5?10微米的直径使用螺旋桨搅拌器分散于40升蒸馏水中。在10含有耐火纤维和粘合剂,通过真空成型得到的粗纤维预成型件得到的含水浆料的量聚乙酸乙烯酯(PVA) - 有机粘合剂加入到所得到的水性浆液。 将得到的坯料在机械辊上轧制,并在70℃的烘箱中空气干燥10小时。 将所得的样品称重的纤维材料,其密度被确定,并且根据GOST 17177.这些试验在表中呈现的测试灵活性。 所得样品的密度为140千克/立方米,临界弯曲半径 - 约2.2毫米,在较小的半径对产生裂纹的材料汽缸,并在120 mm材料的半径完全摧毁。所得样品的性质列于表1中。 表1表明,由所提出的方法所获得的纤维质绝热材料是更灵活的(小于60-80%的临界弯曲半径),比原型,具有较低的密度(以下12-60%)。 该方法的一个优点是获得的纤维热绝缘材料具有高弹性和低比重,以及其简单性和实现该材料的制备高性能。 通过该方法获得的高温隔热材料将得到应用在火箭和空间技术和高速的飞机,以及需要保温隔热产品具有复杂的表面几何形状等行业。 1.一种用于生产纤维的绝热材料,其包括制备含有耐火纤维的含水淤浆法,粗纤维预成型件材料的通过真空形成含水浆料,通过与它的随后的干燥压延压力下模塑所述半成品压片的制备,其特征在于,含水浆料的制备通过曝气进行在0.8-4.0atm的气压下均化。 2.根据权利要求1的方法,其特征在于,在含水浆料的制备中,另外向其中引入粘合剂。 根据权利要求2 3所述的方法,其特征在于粘合剂是使用选自聚乙酸乙烯酯,淀粉,聚乙烯醇,羧甲基纤维素或它们的混合物组成的组中的有机粘合剂。 4.一种根据权利要求1的方法,其特征在于,在耐火纤维的含水浆料的制备作为用于选自由二氧化硅,矿物,氧化物纤维或它们的混合物组成的组,其特征在于,耐火纤维长度与其直径之比为至少50选择的纤维。 根据权利要求1,其特征在于在含水浆料的制备5.一种方法,它进一步添加选自亚麻,棉,人造丝,尼龙纤维或它们的混合物,其特征在于它们的总重量不超过50%的有机或人造纤维滑动中纤维总重量的百分比。 6.一种根据权利要求1的方法,其特征在于,在它被另外引入选自碳化硅纤维,氮化硅,碳,金属,或它们的混合物组成的组中的高强度纤维的含水浆料的制备。