теплоизоляционный материал и способ его получения

Формула изобретения

1. Теплоизоляционный материал на основе измельченной бумажной макулатуры и добавок, отличающийся тем, что он в качестве добавок содержит борную кислоту, буру и хлорид цинка при следующем соотношении компонентов, мас.

Борная кислота 10 14

Бура 6 10

Хлорид цинка 0,1 0,5

Бумажная макулатура Остальное

2. Способ получения теплоизоляционного материала, включающий смешение компонентов, отличающийся тем, что исходную бумажную макулатуру подвергают двухступенчатому помолу в барабане с лопастями в течение 1,5 2,0 ч при скорости вращения 3000 об/мин и температуре 25 40^o С, после чего в барабан подают с помощью циклонов тонкоизмельченные борную кислоту, буру, хлорид цинка и перемешивают компоненты.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что компоненты на смешение подают при массовом соотношении борная кислота: бура: хлорид цинка: макулатура, равном 24 26: 16 18: 0,2 0,4: 159 161 соответственно.

4. Способ по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что борную кислоту на смешение подают с размером частиц 40 100 мкм.

5. Способ по пп. 2 4, отличающийся тем, что буру на смешение подают с размером частиц 30 100 мкм.

6. Способ по пп. 2 5, отличающийся тем, что хлорид цинка подают на смешение с размером частиц 40 120 мкм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных материалов на основе макулатуры для утепления сельскохозяйственных строений и хранилищ.

Известна композиция теплоизоляционного материала, состоящего из 30-70 мас. стекловолокна и 30-70 мас. целлюлозного волокна, обработанного веществом, замедляющим воспламенение. Композиция теплоизоляционного материала является более эффективной и менее дорогой, чем любой из ее составляющих компонентов. Кроме того, описанная изоляция выдерживает температуру выше 260^оС в течение 6 ч и более. (см. например, Европейский патент N 0146840, кл. E 04 B 1/76, 1985).

Основным недостатком этой композиции является использование в ее составе экологически небезопасных и дорогостоящих компонентов, что затрудняет ее практическое использование.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является теплоизоляционный материал, включающий минеральную вату и бумажную макулатуру, при следующем соотношении компонентов, мас.

Минеральная вата 70-80

Бумажная макулатура 15-30 (см. например, авторское свидетельство СССР N 1486750, кл. E 04 B 1/78, 1985).

Известен также способ получения теплоизоляционного материала, заключающийся в смешении 70 мас. минеральной с 30 мас. бумажной макулатуры в заполненной водой проперленной мешалке. Перемешивание массы продолжают в течение 10 мин, после чего в вакуум-форме при разрежении 500 мм рт. ст. формуют сырец. Отформованный сырец подвергают тепловой обработке при 120^оС в течение 6 ч. (см. там же).

Основным недостатком этого материала является его недостаточно высокие прочность на сжатие и гигроскопичность, многостадийность процесса получения, а также невозможность использования материала в помещениях, имеющих повышенные санитарно-гигиенические требования.

Задачей, положенной в основу изобретения, является создание теплоизоляционного материала, обладающего повышенной прочностью, гигроскопичностью, огнестойкостью и повышенными санитарно-гигиеническими требованиями.

Поставленная задача решается теплоизоляционным материалом на основе измельченной бумажной макулатуры и добавок, который в качестве добавок содержит борную кислоту, буру и хлорид цинка, при следующем соотношении компонентов, мас.

Борная кислота 10-14 Бура 6-10

Хлорид цинка 0,1-0,5

Бумажная макулатура Остальное

Поставленная задача решается также способом получения теплоизоляционного материала, включающим смешение компонентов, в котором исходную бумажную макулатуру подвергают предварительному двухступенчатому помолу в барабане с лопастями в течение 5-2,0 ч при скорости вращения барабана 300 об/мин и температуре 25-40^оС, после чего в барабан с помощью циклонов подают мельченные борную кислоту, буру, хлорид цинка и перемешивают компоненты.

При этом компоненты на смешение подают при следующем массовом соотношении борная кислота: бура: хлорид цинка:макулатура, равном (24-26):16-(18): (0,2-0,4):(159-161) соответственно.

Борную кислоту на смешение подают со следующим размером частиц, мкм: борная кислота 40-100; бура 30-100; хлорид цинка 40-120.

Предлагаемый теплоизоляционный материал обладает достаточно высокой прочностью и гигроскопичностью, а также за счет присутствия в нем заявленных добавок, обладает фумигирующими свойствами (т.е. отпугивает тараканов, моль и т.п. насекомых), что позволяет использовать его при теплоизоляции помещений с повышенной санитарно-гигиеническими требованиями, в частности на объектах пищевой, легкой промышленности, в медицине, при строительстве жилья а в основном при строительстве сельскохозяйственных хранилищ.

Состав используемых компонентов, подобранный экспериментальным путем, обеспечивает возможность оптимального применения теплоизоляционного материала т.к. в предлагаемых пределах соотношений компонентов материал обладает высокой прочностью и гигроскопичностью, а также хорошими фумигирующими свойствами и огнестойкостью.

Для обеспечения вышеуказанных свойств теплоизоляционного материала используется бумажная макулатура любой категории, в том числе и некондиционные бумажные отходы, подлежащие уничтожению. Исходная бумажная макулатура подвергается двухступенчатому помолу. На первой стадии осуществляется в барабане с лопастями в течение 1,5-2,0 ч при скорости вращения 3000 об/мин и 25-0^оС. При этих условиях макулатура распушается на тонкие и эластичные волокна и имеет свойства хлопковой ваты, имеющей высокую гигроскопичность и прочность. Затем на второй ступени помола в барабан подают с помощью циклонов тонкоизмельченные добавки, а именно: борную кислоту, буру, хлорид цинка, взятые при определенном массовом соотношении компонентов. После этого компоненты перемешиваются в течение 5-15 мин. Причем на первой ступени происходит грубое измельчение массы. А на второй ступени происходит тонкое измельчение массы с приданием ей свойств теплоизоляционного материала.

Введение в состав при перемешивании борной кислоты, имеющей размер частиц 40-100 мкм, придает теплоизоляционному материалу гигроскопичность, прочность, стойкость к огню и повышает температуру его самовоспламенения, что обеспечивает высокую эффективность его использования. Подача в состав буры с размерами частиц 30-100 мкм позволяет повысить температуру его самовоспламенения до 550^оС и придает материалу антисептические и фумигирующие свойства, а также дает возможность эффективно использовать материал для утепления сельскохозяйственных помещений. Введение в материал хлорида цинка размером частиц 10-120 мкм придает ему огнестойкость и прочность.

Теплоизоляционный материал согласно изобретению имеет высокую гигроскопичность, прочность, повышенные санитарно-гигиенические свойства и имеет температуру самовоспламенения 550^оС, т.е. высокую огнестойкость.

Теплоизоляционный материал согласно изобретению получают следующим образом.

П р и м е р 1. 320 кг бумажной макулатуры загружают в барабан с лопастями и подвергают помолу при скорости вращения барабана 3000 об/мин при температуре 25^оС в течение 2 ч. Затем с помощью циклонов во вращающийся барабан подают предварительно измельченные борную кислоту с размером частиц 60-70 мкм в количестве 50 кг, буру размерами частиц 50-60 мкм в количестве 34 кг; хлорид цинка размером частиц 100 мкм в количестве 0,6 кг. Массовое соотношение компонентов равно борная кислота:бура:хлорид цинка:макулатура 25:17:0,3: 160 соответственно. Полученную смесь перемешивают еще в течение 10 мин, затем выгружают через шнековый дозатор в мешки бумажные весом 15 кг теплоизоляционный материал ЭКОВАТА в количестве 457,6 кг, готовый для потребителя.

Данные по примерам 1-7, охватывающие весь объем защиты, а также эксперименты, проведенные в запредельных значениях заявленных параметров, представлены в таблице.

Промышленное применение предлагаемого теплоизоляционного материала обеспечивает следующие преимущества: простой и имеющий низкую стоимость способ получения; высокие показатели по прочности и гигроскопичности; фумигирующие свойства, что дает возможность использовать материал в бытовых и промышленных помещениях, имеющих повышенные санитарно-гигиенические требования, в частности, сельскохозяйственных помещениях.

Вышеуказанные преимущества обеспечивают высокоэффективное практическое применение предлагаемого теплоизоляционного материала "ЭКОВАТА".