RU2767876C1 - Composition for heat-resistant heat-insulating foam material - Google Patents

Composition for heat-resistant heat-insulating foam material Download PDF

Info

Publication number
RU2767876C1
RU2767876C1 RU2021118272A RU2021118272A RU2767876C1 RU 2767876 C1 RU2767876 C1 RU 2767876C1 RU 2021118272 A RU2021118272 A RU 2021118272A RU 2021118272 A RU2021118272 A RU 2021118272A RU 2767876 C1 RU2767876 C1 RU 2767876C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
composition
foam material
hollow ceramic
ceramic microspheres
Prior art date
Application number
RU2021118272A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Юрьевич Чухланов
Олег Григорьевич Селиванов
Наталия Владимировна Чухланова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николай Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николай Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николай Григорьевича Столетовых" (ВлГУ)
Priority to RU2021118272A priority Critical patent/RU2767876C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2767876C1 publication Critical patent/RU2767876C1/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/32—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof from compositions containing microballoons, e.g. syntactic foams
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/22—Expanded, porous or hollow particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • C08L83/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to compositions for producing heat-resistant heat-insulating foam materials, which can be used as high-temperature and high-strength heat insulation operating in an oxidative environment. Said technical result is achieved by using in composition of tetraethoxysilane hydrolyzed in a medium of aqueous ethyl alcohol as a silicon-containing binder, hollow ceramic microspheres and white electrocorundum as a mineral filler, with the following ratio of components of the composition, wt.%: said silicon-containing binder 14.0–76.0; hollow ceramic microspheres 21.0–66.0; white electrocorundum 3.0–20.0.
EFFECT: high heat resistance and strength of the foam material.
1 cl, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к композициям для термостойких теплоизоляционных пеноматериалов, которые могут быть использованы в качестве высокотемпературной и высокопрочной теплоизоляции, работающей в условиях окислительной среды.The invention relates to compositions for heat-resistant heat-insulating foam materials that can be used as high-temperature and high-strength heat insulation operating in an oxidizing environment.

Известна композиция для термостойкого пеноматериала, включающая древесную смолу, фурфуроловый спирт, малеиновый ангидрид, микросферы (стеклянные или фенольные) и ацетон. Недостатком данного пеноматериала на основе этой композиции является его использование только в инертной среде (Берлин А.А., Шутов Ф.А. Упрочненные газонаполненные пластмассы. М.: Химия, 1980, с. 224).Known composition for heat-resistant foam, including wood resin, furfural alcohol, maleic anhydride, microspheres (glass or phenolic) and acetone. The disadvantage of this foam based on this composition is its use only in an inert environment (Berlin A.A., Shutov F.A. Reinforced gas-filled plastics. M.: Chemistry, 1980, p. 224).

Известна композиция для термостойкого пеноматериала, включающая силоксановый сополимер, содержащий метальные, фенильные, винильные и гидридные группы, волокна титана калия, кварцевые микросферы и борную кислоту. Однако пеноматериал на основе этой композиции при температуре выше 300°С теряет механическую прочность (Патент США №3317455, кл. 260 - 37. Опубл. 1967).Known composition for heat-resistant foam, including siloxane copolymer containing methyl, phenyl, vinyl and hydride groups, potassium titanium fibers, quartz microspheres and boric acid. However, the foam based on this composition at temperatures above 300°C loses mechanical strength (US Patent No. 3317455, class 260 - 37. Published 1967).

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является композиция для термостойкого пеноматериала, включающая кремнийорганическое связующее: раствор в этиловом спирте 10 масс. % олигооксигидридметилсилметиленсилоксисилана и 25 масс. % поливинилбутираля, крезосферы и кварцевые волокна. Однако при температуре выше 600°С происходит деформация данного пеноматериала (Авторское свидетельство СССР 1736979, кл. C08J 9/32, 1992).The closest analogue, taken as a prototype, is a composition for heat-resistant foam, including organosilicon binder: solution in ethyl alcohol 10 wt. % oligooxyhydridemethylsilmethylenesiloxysilane and 25 wt. % polyvinyl butyral, kresosphere and quartz fibers. However, at temperatures above 600°C, deformation of this foam occurs (USSR Author's certificate 1736979, class C08J 9/32, 1992).

Цель изобретения - повышение термостойкости и механической прочности пеноматериала.The purpose of the invention is to increase the thermal stability and mechanical strength of the foam.

Эта цель достигается тем, что композиция для термостойкого теплоизоляционного пеноматериала, включающая кремнийсодержащее связующее, полые микросферы и минеральный наполнитель, в качестве кремнийсодержащего связующего содержит гидролизованный в среде водного этилового спирта тетраэтоксисилан, в качестве микросфер - полые керамические микросферы, в качестве минерального наполнителя - электрокорунд белый, при следующем соотношении компонентов композиции, мас. %:This goal is achieved by the fact that the composition for a heat-resistant heat-insulating foam material, including a silicon-containing binder, hollow microspheres and a mineral filler, contains tetraethoxysilane hydrolyzed in aqueous ethyl alcohol as a silicon-containing binder, hollow ceramic microspheres as microspheres, and white electrocorundum as a mineral filler. , with the following ratio of the components of the composition, wt. %:

Указанное кремнийорганическое связующееSpecified organosilicon binder 14,0 - 76,014.0 - 76.0 Полые керамические микросферыHollow ceramic microspheres 21,0-66,021.0-66.0 Электрокорунд белыйAluminum oxide white 3,0 - 20,03.0 - 20.0

В качестве полых микросфер были использованы полые керамические микросферы, полученные флотационной обработкой дымовых выбросов теплоэлектростанций (ТЭС), работающих на твердом топливе. Использованные полые керамические микросферы имели следующий состав: 57% SiO2, 28% Аl2O3, остальное оксиды CaO, MgO, Na2O, Fe2O3.Hollow ceramic microspheres obtained by flotation treatment of smoke emissions from thermal power plants (TPPs) operating on solid fuels were used as hollow microspheres. Used hollow ceramic microspheres had the following composition: 57% SiO 2 , 28% Al 2 O 3 , the rest oxides CaO, MgO, Na 2 O, Fe 2 O 3 .

В качестве минерального наполнителя использовался электрокорунд белый марки 25А (ГОСТ Р 52381-2005), содержащий, мас. %: Аl2О3 - не менее 99,5; SiO2 - не более 0,06; Fe2O3 - 0,02; Na2O - 0,2.As a mineral filler, white electrocorundum grade 25A (GOST R 52381-2005) was used, containing, wt. %: Al 2 O 3 - not less than 99.5; SiO 2 - no more than 0.06; Fe 2 O 3 - 0.02; Na 2 O - 0.2.

Кремнийорганическое связующее получали гидролизом тетраэтоксисилана в среде водного этилового спирта в присутствии кислотного катализатора.The organosilicon binder was obtained by hydrolysis of tetraethoxysilane in aqueous ethyl alcohol in the presence of an acid catalyst.

Композицию получают смешением компонентов в смесителе. В смеситель заливают гидролизованный в среде водного этилового спирта тетраэтоксисилан, потом вводят минеральный наполнитель электрокорунд белый и после перемешивания вводят полые керамические микросферы.The composition is obtained by mixing the components in a mixer. Tetraethoxysilane hydrolyzed in aqueous ethyl alcohol is poured into the mixer, then the mineral filler white electrocorundum is introduced, and after mixing, hollow ceramic microspheres are introduced.

Смесь перемешивают при Т=20 - 25°С в течении 30 мин, затем формуют образцы, которые помещают в печь и нагревают со скоростью 100°С/ч до 1000°С.The mixture is stirred at T=20 - 25°C for 30 min, then samples are formed, which are placed in an oven and heated at a rate of 100°C/h to 1000°C.

В таблице 1 приведены составы композиций и свойств пеноматериалов, полученных по технологии, описанной выше, и свойства известной композиции.Table 1 shows the compositions and properties of the foams obtained by the technology described above, and the properties of the known composition.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (2)

Композиция для термостойкого теплоизоляционного пеноматериала, включающая кремнийсодержащее связующее, полые керамические микросферы и минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что с целью повышения термостойкости и механической прочности пеноматериала в качестве кремнийсодержащего связующего композиция содержит гидролизованный в среде водного этилового спирта тетраэтоксисилан, в качестве минерального наполнителя - электрокорунд белый при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:A composition for a heat-resistant heat-insulating foam material, including a silicon-containing binder, hollow ceramic microspheres and a mineral filler, characterized in that, in order to increase the heat resistance and mechanical strength of the foam material, the composition contains tetraethoxysilane hydrolyzed in aqueous ethyl alcohol as a mineral filler, white electrocorundum as a mineral filler at the following ratio of the components of the composition, wt.%: Указанное кремнийсодержащее связующее The specified silicon-containing binder 14,0-76,014.0-76.0 Полые керамические микросферыHollow ceramic microspheres 21,0-66,0 21.0-66.0 Электрокорунд белыйAluminum oxide white 3,0-20,0 3.0-20.0
RU2021118272A 2021-06-22 2021-06-22 Composition for heat-resistant heat-insulating foam material RU2767876C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118272A RU2767876C1 (en) 2021-06-22 2021-06-22 Composition for heat-resistant heat-insulating foam material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118272A RU2767876C1 (en) 2021-06-22 2021-06-22 Composition for heat-resistant heat-insulating foam material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2767876C1 true RU2767876C1 (en) 2022-03-22

Family

ID=80819348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021118272A RU2767876C1 (en) 2021-06-22 2021-06-22 Composition for heat-resistant heat-insulating foam material

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2767876C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU478816A1 (en) * 1973-03-16 1975-07-30 Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина Fireproof mass
JP2005035865A (en) * 2003-07-16 2005-02-10 Korea Research Inst Of Machine Porous ceramics with high porosity produced from swellable microsphere and preceramic polymer, and its manufacturing process
CN103601358B (en) * 2013-11-20 2016-01-06 天津大学 Silicon-dioxide-boron trioxide low melting glass is in conjunction with hollow glass micro-bead thermal material preparation method
RU2625115C1 (en) * 2016-09-01 2017-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Composition for heat-resistant foam material

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU478816A1 (en) * 1973-03-16 1975-07-30 Харьковский Ордена Ленина Политехнический Институт Им.В.И.Ленина Fireproof mass
JP2005035865A (en) * 2003-07-16 2005-02-10 Korea Research Inst Of Machine Porous ceramics with high porosity produced from swellable microsphere and preceramic polymer, and its manufacturing process
CN103601358B (en) * 2013-11-20 2016-01-06 天津大学 Silicon-dioxide-boron trioxide low melting glass is in conjunction with hollow glass micro-bead thermal material preparation method
RU2625115C1 (en) * 2016-09-01 2017-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Composition for heat-resistant foam material

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Семченко Г.Д. и др. Сборник научных трудов ПАО "УКРНИИ Огнеупоров им. А.С. Бережного", 2014, номер 114, стр.91-100. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR920003941B1 (en) Glass fiber composition
RU2625115C1 (en) Composition for heat-resistant foam material
JPH04270110A (en) Foaming composition
RU2767876C1 (en) Composition for heat-resistant heat-insulating foam material
RU2349563C2 (en) Manufacturing method of foam-ceramic products
CN106633651A (en) Basalt-fiber-containing composite heat-insulation plate
CN111320837B (en) High-residual-strength phenolic aldehyde flame-retardant system glass fiber reinforced plastic material and preparation method thereof
RU2665002C1 (en) Composition for thermal-resistant heat-insulating material of reduced density
SU1736979A1 (en) Mixture for heat resistant foam material
RU2775247C1 (en) Raw mix for the production of cellular heat-resistant concrete
RU2797204C1 (en) Composition for obtaining decorative facing materials
RU2797302C1 (en) Charge for synthesis of black marblite
SU1724638A1 (en) Composition for producing heat insulating refractory material
SU773010A1 (en) Raw mixture for producing light fire-resistant concrete
RU1152193C (en) Raw material for producing heat-insulating articles
SU1747416A1 (en) Composition for preparing thermal insulation materials
SU1174411A1 (en) Refractory body for manufacturing light non-moulded materials
SU624899A1 (en) Mix for manufacturing refractory concrete
SU1150242A1 (en) Concrete mix
RU2191168C1 (en) Raw material mixture for preparing wall ceramic articles
US1852713A (en) Refractory
RU2352538C1 (en) Binder for fibrous materials
SU1404488A1 (en) Initial material mixture for producing porous filler
SU1269088A1 (en) Mixture for producing cordierite fire ammunition
SU734171A1 (en) Raw mixture for producing heat-insulating articles