RU2018495C1 - Method for production of heat-insulating material - Google Patents

Abstract

FIELD: production of heat-insulating materials. SUBSTANCE: method involves delivering fibrous filler (short-fiber waste of felt-and-fulling industry) and 60-70 wt.-% of water glass binder into a mixer, then delivering the fibrous mass into loosening-combing device from which said mass is delivered into receiving shaft of molding conveyor where free-falling impregnated mass is coated by atomization with remaining part of binder (30-40 wt. -% ). Total relation of fibrous filler and binder is 1:(1.1-1.2). After molding, the mass is heat-treated by forcing hot flue gases or air through a carpet layer. The produced heat-insulating material has a density of 75-125 kgf/cu m, a thermal conductivity of 0.040-0.053 W/m.K, and a sorption humidity of 16.5-16.7%. EFFECT: higher efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве теплоизоляционных изделий на основе органических волокон и связующего на основе жидкого стекла. The invention relates to the production of building materials and can be used in the manufacture of insulating products based on organic fibers and a binder based on liquid glass.

Известен способ изготовления теплоизоляционного материала путем смешивания волокнистого наполнителя со связующим, укладки гидромассы из волокна и водной суспензии связующего, уплотнения с удалением избытка водной суспензии с последующей тепловой обработкой в течение 24-36 ч [1]. A known method of manufacturing a heat-insulating material by mixing a fibrous filler with a binder, laying hydromass from the fiber and an aqueous suspension of the binder, compaction with the removal of excess aqueous suspension with subsequent heat treatment for 24-36 hours [1].

Недостатком способа является то, что он может быть применен только для композиций, условная вязкость связующих которых близка к единице, т.е. для композиций с низким содержанием сухого остатка связки, не обеспечивающим малую объемную массу и коэффициент теплопроводности при достаточной прочности и жесткости изделий. The disadvantage of this method is that it can be applied only to compositions whose conditional viscosity of binders is close to unity, i.e. for compositions with a low solids content of the binder, not providing a small bulk mass and thermal conductivity with sufficient strength and stiffness of the products.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления теплоизоляционных плит путем смешивания волокнистого наполнителя со связующим (стекло натриевое) с большим содержанием воды с образованием гидромассы при соотношении волокнистого наполнителя к связующему, равном 1:25-50, формирования волокнистого ковра, "отливкой" из гидромассы и термообработки [2]. Closest to the proposed method is the manufacture of heat-insulating boards by mixing a fibrous filler with a binder (sodium glass) with a high water content with the formation of hydromass with a ratio of fibrous filler to binder equal to 1: 25-50, forming a fibrous carpet, "casting" of hydromass and heat treatment [2].

Свойства изделий: средняя плотность 200 кг/м³, коэффициент теплопроводности 0,063 Вт/м˙К, равновесная влажность 12%, сорбционная влажность 24% .Product properties: average density 200 kg / m ³ , thermal conductivity coefficient 0.063 W / m˙K, equilibrium humidity 12%, sorption humidity 24%.

Недостатками данного способа являются повышенные средняя плотность и теплопроводность, пониженная гидрофобность. Кроме того данный способ предусматривает формование теплоизоляционного материала из гидромассы, что требует длительной термообработки, а также не позволяет использовать дисперсно-волокнистые отходы с большим содержанием пылевидных фракций. The disadvantages of this method are the increased average density and thermal conductivity, reduced hydrophobicity. In addition, this method provides for the formation of heat-insulating material from hydromass, which requires a long heat treatment, and also does not allow the use of dispersed fiber waste with a high content of dust fractions.

Техническим результатом от использования предлагаемого решения является снижение средней плотности и теплопроводности, повышение гидрофобности теплоизоляционного материала. The technical result from the use of the proposed solution is to reduce the average density and thermal conductivity, increase the hydrophobicity of the insulating material.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления теплоизоляционного материала, включающем перемешивание волокнистого наполнителя со связующим на основе жидкого стекла, формование ковра из полученной массы и термообработку, при перемешивании в высокоскоростном смесителе 60-70 мас. % всего связующего на основе жидкого стекла подают распылением, затем полученную массу пропускают через разрыхляюще-расчесывающее устройство, а оставшуюся часть связующего наносят распылением в шахте-накопителе формующего транспортера при свободном падении пропитанной массы, причем общее соотношение волокнистого наполнителя и связующего составляет 1:1,1-1,2. The technical result is achieved in that in a method of manufacturing a heat-insulating material, comprising mixing a fibrous filler with a binder based on liquid glass, forming a carpet from the resulting mass and heat treatment, while mixing in a high-speed mixer 60-70 wt. % of the total binder based on liquid glass is supplied by spraying, then the resulting mass is passed through a loosening-combing device, and the remainder of the binder is sprayed in the drive shaft of the forming conveyor with a free fall of the impregnated mass, the total ratio of the fibrous filler and binder being 1: 1, 1-1.2.

В качестве волокнистого наполнителя используют коротковолокнистые отходы шерсти валяльно-войлочных производств. Они содержат 56-65% волокнистой фракции длиной до 16 мм и 35-42% пылевидной фракции 0,05-0,14 мм (Типовые технологические нормативы изготовления валяной обуви и войлоков. Минлегпром РСФСР, 1978). As a fibrous filler using short-fiber waste wool felting and felt production. They contain 56-65% of the fiber fraction up to 16 mm long and 35-42% of the dust fraction 0.05-0.14 mm (Typical technological standards for the manufacture of felted shoes and felts. Ministry of Industry of the RSFSR, 1978).

При изготовлении теплоизоляционного материала используют связующие следующего состава, мас. % : стекло натриевое жидкое 100 мел природный обогащенный 13-13,5 латекс СКС 65-ГП 5-5,2 жидкость гидрофо- бизирующая 1-2 вода 15-15,3
Латекс СКС 65-ГП по ГОСТ 10564-74; стекло натриевое жидкое по ГОСТ 13078-81; жидкость гидрофобизирующая ГФ 136-41 по ГОСТ 10834-76; мел природный обогащенный по ГОСТ 12085-88; вода по ГОСТ 2874-82.In the manufacture of thermal insulation material using binders of the following composition, wt. %: liquid sodium glass 100 chalk natural enriched 13-13.5 latex SKS 65-GP 5-5.2 hydrophobic liquid 1-2 water 15-15.3
Latex SCS 65-GP in accordance with GOST 10564-74; liquid sodium glass in accordance with GOST 13078-81; hydrophobizing liquid GF 136-41 in accordance with GOST 10834-76; enriched natural chalk in accordance with GOST 12085-88; water according to GOST 2874-82.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Волокнистый наполнитель дозируют со связующим составом при соотношении 1: 1,1-1,2. Волокнистую массу подают в смеситель ДСМ-5, куда вводится путем распыления 60-70% от всего связующего, откуда волокнистую массу подают транспортером в разрыхляюще-расчесывающее устройство, где она разрыхляется, и передают в шахту-накопитель формующего транспортера, где на пропитанную массу (при свободном падении) наносят методом пулевиризации оставшуюся часть связующего 30-40%. Формование волокнистого ковра осуществляется на нижнем сетчатом транспортере сушильной установки, прижим-калибровку производят верхним транспортером. The fibrous filler is dosed with a binder in a ratio of 1: 1.1-1.2. The pulp is fed to the DSM-5 mixer, where 60-70% of the total binder is introduced by spraying, from where the pulp is fed by the conveyor to the loosening-combing device, where it is loosened, and transferred to the storage shaft of the forming conveyor, where the impregnated mass ( with free fall), the remainder of the binder is applied by the bulletization method 30-40%. The fiber carpet is formed on the lower mesh conveyor of the drying unit, and the pressure-calibration is performed by the upper conveyor.

Тепловую обработку материала осуществляют путем прососа горячих дымовых газов или воздуха через слой ковра, когда он проходит по конвейеру камеры тепловой обработки. Во время этой операции из теплоизоляционного волокнистого ковра удаляется влага и происходит твердение связующего. Рабочее пространство камеры по длине разделено на несколько зон, снабженных самостоятельными отопительно-вентиляционными устройствами. В такой камере обеспечивается прохождение через обрабатываемый ковер свежей порции теплоносителя, вследствие чего существенно ускоряются процессы сушки и твердения связующего. Сушка осуществляется в сушилах типа СЛР-240И при 100-120^oC. Подпрессовку осуществляют при давлении 0,1-0,3 кгс/см².Heat treatment of the material is carried out by sucking hot flue gases or air through the carpet layer when it passes through the conveyor of the heat treatment chamber. During this operation, moisture is removed from the heat-insulating fiber carpet and the binder hardens. The working space of the chamber is divided in length into several zones equipped with independent heating and ventilation devices. In such a chamber, a fresh portion of the coolant passes through the carpet to be processed, as a result of which the drying and hardening of the binder is substantially accelerated. Drying is carried out in dryers type SLR-240I at 100-120 ^o C. Prepress is carried out at a pressure of 0.1-0.3 kgf / cm ² .

Основные отличительные характеристики исходных композиций, технологических параметров и теплоизоляционных материалов, полученных по известному и предлагаемому способам, приведены в таблице. The main distinguishing characteristics of the initial compositions, process parameters and thermal insulation materials obtained by the known and proposed methods are shown in the table.

Полученный эффект объясняется тем, что внесенное в один прием связующее (по прототипу) после вакуммирования ("отливки" из гидромассы) распределяется в виде пленки по волокнам, в большей части в склеивании не участвует и лишь увеличивает объемную массу. В этом случае площади склеивания невелики и для достижения хорошей связанности материала требуется его значительное уплотнение. The effect obtained is explained by the fact that the binder (prototype) introduced in one step after vacuum accumulation ("casting" from the hydromass) is distributed in the form of a film along the fibers, for the most part it does not participate in gluing and only increases the bulk density. In this case, the bonding area is small and to achieve good bonding of the material requires significant compaction.

При внесении связующего в два этапа связующее (60-70%), нанесенное на первом этапе при перемешивании, создает защитную тонкую пленку (при этом материал не переувлажняется и после распушивающе-расчесывающего устройства хорошо распушивается), которая выполняет роль инсектицида и антисептика, а также повышает адгезионные свойства поверхности шерстяных волокон. После внесения связующего на втором этапе материал не подвергается перемешиванию. Связующее оседает в материале в виде капелек в узлах перекрещивания шерстяных волокон, при этом увеличивается склеивающая поверхность. Поэтому полученный таким образом материал не требует большого уплотнения для достижения прочности. When the binder is introduced in two stages, the binder (60-70%), applied in the first stage with stirring, creates a protective thin film (the material does not get too wet and well after fluffing-combing device), which acts as an insecticide and antiseptic, and increases the adhesive properties of the surface of woolen fibers. After applying the binder in the second stage, the material is not subjected to mixing. The binder settles in the material in the form of droplets in the nodes of the intersection of woolen fibers, while the bonding surface increases. Therefore, the material thus obtained does not require large compaction to achieve strength.

Claims (1)

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА, включающий перемешивание волокнистого наполнителя со связующим на основе жидкого стекла, формование ковра из полученной массы и термообработку, отличающийся тем, что при перемешивании в высокоскоростном смесителе 60 - 70 мас.% всего связующего на основе жидкого стекла подают распылением, затем полученную массу пропускают через разрыхляюще-расчесывающее устройство, оставшуюся часть связующего наносят распылением в шахте-накопителя формующего транспортера при свободном падении пропитанной массы, причем общее соотношение волокнистого наполнителя и связующего составляет 1 : (1,1 - 1,2). METHOD FOR PRODUCING THERMAL INSULATION MATERIAL, including mixing a fibrous filler with a binder based on liquid glass, molding a carpet from the resulting mass and heat treatment, characterized in that when mixing in a high-speed mixer 60 to 70 wt.% Of the total binder based on liquid glass is sprayed, then the resulting the mass is passed through a loosening-combing device, the remainder of the binder is sprayed in the drive shaft of the forming conveyor with a free drop of impregnated hydrochloric mass, the overall ratio of the fibrous filler and a binder is 1: (1.1 - 1.2).