бумагоподобный композиционный материал на основе минеральных волокон с использованием в качестве связующего солей алюминия и поливинилацетатной эмульсии (пваэ)

Классы МПК:D21H13/36 из неорганических волокон или чешуек
D21H13/40 стекловидных, например стекловаты, стекловолокна
D21F11/14 изготовление целлюлозной ваты, фильтровальной или промокательной бумаги 
F24F3/14 увлажнением; осушением 
F25B39/02 испарители 
B01D39/20 из неорганического материала, например асбестовой бумаги, металлической нетканой проволочной сетки
Автор(ы):, , , ,
Патентообладатель(и):Дубовый Владимир Климентьевич (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-04-15
публикация патента:

Бумагоподобный композиционный материал может быть использован для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха. Бумагоподобный композиционный материал содержит минеральное волокно, в качестве связующего - соль алюминия и поливинилацетатную эмульсию и добавку. Данный материал изготавливают на традиционном бумагоделательном оборудовании методом отлива при заданном соотношении вышеуказанных компонентов. Техническим результатом является получение бумагоподобного материала, обладающего повышенными прочностью, впитываемостью, термостойкостью и тепло-, шумо-, изоляционными свойствами, отсутствием токсичности и выделений в воздух веществ, вредно воздействующих на организм человека, устойчивостью свойств от действия плесени, грибков и микроорганизмов в водной среде.

Формула изобретения

Бумагоподобный композиционный материал на основе минеральных волокон с использованием в качестве связующего соли алюминия и поливинилацетатной эмульсии (ПВАЭ), и добавки, изготовленный на бумагоделательном оборудовании методом отлива, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Соль алюминия10-30
ПВАЭ 5-15
Волокно 40-80
Добавка5-15

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к бумагоподобному композиционному материалу, который может быть использован для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха.

Известен материал для изготовления капиллярно-пористых деталей систем косвенно-испарительного охлаждения воздуха, представляющий собой спеченный порошок полимера, гидрофилизированный ПАВ, который содержит ионогенное и неионогенное фторсодержащие соединения типа «Флактонит» (RU 2381420 C1, кл. F24F 3/14, оп. 10.02.2010).

Наиболее близким аналогом является бумагоподобный материал, выполненный из штапельных стеклянных волокон (RU 2376532 C1, кл. F24F 3/14, опубл. 20.12.2009).

Задачей изобретения является получение бумагоподобного материала, обладающего гидрофильной капиллярно-пористой структурой, чтобы обеспечить высокую впитываемость, влагоемкость, биостойкость, технологическую прочность, быть нетоксичным, при этом не набухать.

Для достижения этого предложен бумагоподобный композиционный материал на основе минерального волокна, с использованием в качестве связующего соли алюминия и поливинилацетатной эмульсии (ПВАЭ), и добавки, изготовленный на бумагоделательном оборудовании методом отлива при следующем соотношении компонентов, в мас.%:

Соль алюминия10-30
ПВАЭ 5-15
Волокно 40-80
Добавка5-15

В качестве минерального волокна используют микротонкие стеклянные волокна диаметром 0,25 мкм. Микротонкие стеклянные волокна гидрофильны, при этом не набухают, обладают большой удельной поверхностью, что важно при формировании тонкой капиллярно-пористой структуры в процессе формования полотна материала. Тонкая капиллярно-пористая структура обеспечивает высокую впитываемость. Минеральные волокна не способны к связеобразованию. В качестве связующего используют соли алюминия, в частности хлорид алюминия (AlCl3) или сульфат алюминия Al2(SO4)3. При гидролизе солей алюминия образуются полигидроксокомплексы алюминия, способные вступать в реакцию с функциональными группами, расположенными на поверхности волокна. Образование координационной связи, в частности водородной, обеспечивает прочность материала. При этом связующее неорганического происхождения обеспечивает биостойкость материала так же, как минеральные волокна. Такой материал устойчив к действию агрессивных сред, термо-, хемо-, биостойкий. В случае применение материала при обычных условиях в качестве связующего в композиции используют поливинилацетатную эмульсию (ПВАЭ).

Для повышения прочности в качестве добавки используют поливинилспиртовое волокно (ПВС). Отлив материала производят по традиционному бумажному способу формования в лабораторных условиях на листоотрывном аппарате ЛОА-2. Партия материала изготовлена на бумагоделательной машине «Voit» и с использованием традиционного бумагоделательного оборудования будет внедрена в производство энергосберегающих, экологически безопасных установок охлаждения воздуха косвенно-испарительного типа. В результате проведенных исследований и опытно-промышленной выработки был получен материал из микротонких стеклянных волокон.

Бумагоподобный композиционный материал имеет следующие характеристики:

масса материала площадью 1 м2, г - 100±10;

толщина, мм - 0,45±0,10;

максимальная высота подъема воды при вертикальном положении пластины при 20°С, мм, не менее - 200;

время подъема воды при вертикальном положении листа на высоту 180 мм при 20°С, мин, не более - 30;

влагоемкость (по массе) %, не менее - 100;

неизменность материала в размерах (набухание, коробление) и устойчивость свойств под действием плесени, грибков, микроорганизмов в водной среде -неизменный и устойчив;

разрушающее усилие в машинном направлении, Н, не менее - 4;

токсичность и выделение в воздух веществ, вредно действующих на организм человека - не токсичен.

В таблице 1 приведены примеры композиций материалов и их свойства.

Таблица 1
Примеры композиций материалов и их свойства
№ п/п Свойства Композиция
Микротонкие стекловолокна диаметром 0,25 мкм - 80%

Al 2(SO4)3 - 10%

ПВАЭ - 5%

ПВС - 5%
Микротонкие стекловолокна диаметром 0,25 мкм - 70%

Al2 (SO4)3 - 10%

ПВАЭ - 5%

ПВС - 15%
Микротонкие стекловолокна диаметром 0,25 мкм - 60%

Al2 (SO4)3 - 20%

ПВАЭ - 15%

ПВС - 5%
1Масса 1 м 2, г100 100 100
2 Толщина, мм 0,50,45 0,4
3 Максимальная высота подъема воды при вертикальном положении пластины при 20°С, мм300 350250
4 Время подъема воды при вертикальном положении листа на высоту 180 мм при 20°С, мин 1510 10
5 Влагоемкость, % 500 400400
6 Разрушающее усилие в машинном направлении, Н 610 8

Данные композиционные материалы используются в качестве капиллярно-пористых деталей для агрегатов по охлаждению воздуха косвенно-испарительного типа. Исходя из данных таблицы, бумагоподобные композиционные материалы на основе минеральных волокон с использованием в качестве связующего солей алюминия, поливинилацетатной эмульсии и поливинилспиртовых волокон обладают лучшими характеристиками по сравнению с аналогами, которые получены спеканием порошкообразных термопластов и применяются в агрегатах охлаждения воздуха.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2425919

patent-2425919.pdf

Класс D21H13/36 из неорганических волокон или чешуек

Класс D21H13/40 стекловидных, например стекловаты, стекловолокна

бумагоподобный нанокомпозит на основе минеральных волокон и неорганических связующих -  патент 2478747 (10.04.2013)
связующие вещества для волкнистых листов -  патент 2318088 (27.02.2008)
покрывной материал со связующим в форме волокна из поливинилового спирта -  патент 2308558 (20.10.2007)

Класс D21F11/14 изготовление целлюлозной ваты, фильтровальной или промокательной бумаги 

способ получения гигроскопической ваты и гигроскопическая вата -  патент 2495170 (10.10.2013)
гигроскопическая вата и способ ее получения -  патент 2494183 (27.09.2013)
установка для соединения двух полос целлюлозной ваты с или без маркировки упомянутых полос -  патент 2478746 (10.04.2013)
способ получения универсальной кислотно-основной индикаторной бумаги -  патент 2464368 (20.10.2012)
бумагоделательная машина -  патент 2429322 (20.09.2011)
крепированный тканью впитывающий лист с переменным локальным базовым весом -  патент 2419546 (27.05.2011)
аддитивные композиции для обработки различных основ -  патент 2409303 (20.01.2011)
крепированный с использованием материала лист для выдачных устройств -  патент 2402657 (27.10.2010)
способ производства льняной ваты -  патент 2396380 (10.08.2010)
салфеточные изделия, имеющие улучшенные свойства в поперечном машинном направлении -  патент 2393284 (27.06.2010)

Класс F24F3/14 увлажнением; осушением 

Класс F25B39/02 испарители 

Класс B01D39/20 из неорганического материала, например асбестовой бумаги, металлической нетканой проволочной сетки

способ получения огнеупорного фильтра -  патент 2515744 (20.05.2014)
устройство для улавливания твердых частиц, содержащихся в отработавших газах, направляемых в трубопровод их рециркуляции -  патент 2506447 (10.02.2014)
композитные фильтры из пористого блока с нановолокнами -  патент 2502543 (27.12.2013)
фильтрующее средство для расплавленного металла и способ его производства -  патент 2487778 (20.07.2013)
бумагоподобный нанокомпозит на основе минеральных волокон и неорганических связующих -  патент 2478747 (10.04.2013)
очищающий от дисперсных частиц материал, фильтр-катализатор для очистки от дисперсных частиц с использованием очищающего от дисперсных частиц материала и способ регенерирования фильтра-катализатора для очистки от дисперсных частиц -  патент 2468862 (10.12.2012)
керамический фильтр, содержащий углеродное покрытие, и способ его изготовления -  патент 2456056 (20.07.2012)
дифференциальные фильтры для остановки воды во время добычи нефти -  патент 2452554 (10.06.2012)
субстрат для сажевого фильтра с покрытием "washcoat" -  патент 2443459 (27.02.2012)
фильтрующий материал -  патент 2429898 (27.09.2011)
Наверх