RU2085394C1

RU2085394C1 - Composite material

Info

Publication number: RU2085394C1
Application number: RU94005523A
Authority: RU
Inventors: Евгений Афанасьевич Точилин
Original assignee: Евгений Афанасьевич Точилин
Priority date: 1994-02-16
Filing date: 1994-02-16
Publication date: 1997-07-27

Abstract

FIELD: manufacture of building materials. SUBSTANCE: invention relates to constructional heat-insulating, fire and frost resistant, and sound-proofing materials, which may be used for manufacturing thin-wall structures, carpet heat insulation, thermostatic sections in production of food, medical products, etc. Material contains inner layer made of mixture including binder, filler, and process additives. Inner layer is joined with protective ornamental coating consisting of ornamental layer and/or reinforcing and/or damping interlayer. Inner layer may be made either equidense with density 0.2-1.0 g/cu.cm or with density increasing from central part of layer to its periphery from 0.2-0.4 to 0.5-1.0 g/cu.cm. Ratio of inner layer thickness to that of coating is 3:1 or more. As binder for inner layer, water-hardening binder or polymer or bitumen or their binary mixtures are used. EFFECT: improved performance characteristics of material. 9 dwg

Description

Изобретение относится к конструкционнотеплоизоляционным, пожаробезопасным, морозостойким, звукоизоляционным материалам и может быть использовано для изготовления тонкостенных конструкций, ковровой теплоизоляции, термостатических секций по изготовлению изделий пищевого, медицинского и др. назначения, а также теплоизоляционных плит, скорлуп, сегментов, огнезащитных покрытий в гражданском и промышленном строительстве. The invention relates to structural thermal insulation, fireproof, frostproof, soundproofing materials and can be used for the manufacture of thin-walled structures, carpet insulation, thermostatic sections for the manufacture of food, medical and other purposes, as well as heat-insulating plates, shells, segments, fire-retardant coatings in civil and industrial construction.

Известен теплоизоляционный материал на силикатной матрице из жидкого стекла и легком наполнителе вспученном перлите с добавками ортофосфорной кислоты (1). Изделия из такого материала применяют для огнезащиты, теплозащиты строительных конструкций, горячих поверхностей оборудования при T 600^oC и трубопроводов. Для теплоизоляционных строительных конструкций при температуре -80 +60^oC требуется устройство специальной гидроизоляции из бумаги, наклеиваемой битумом на поверхности плит.Known heat-insulating material on a silicate matrix of liquid glass and a light filler, expanded perlite with the addition of phosphoric acid (1). Products from this material are used for fire protection, thermal protection of building structures, hot surfaces of equipment at T 600 ^o C and pipelines. For heat-insulating building structures at a temperature of -80 +60 ^o C, a special waterproofing device made of paper glued with bitumen on the surface of the slabs is required.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является композиционный материал, содержащий внутренний слой, выполненный из смеси, включающей связующее, наполнитель и технологические добавки, и соединенное с внутренним слоем защитное декоративное покрытие, содержащее декоративный слой и/или армирующую прослойку, и/или демпфирующую прослойку. (2) Внутренний слой получают из водоотверждаемой смеси вяжущего, наполнителей и технологических добавок. Защитное декоративное покрытие выполнено трехслойным или двухслойным или однослойным. Оно может содержать армирующую прослойку из бумаги, картона, полимерной пленки, пряденых, тканых или вязаных тканей, металлической фольги. Также покрытие может содержать демпфирующую прослойку из вспененного полиэтилена, полипропилена и минеральных материалов: перлита, минеральной ваты или стекловолокна. Декоративный слой может быть выполнен из фибриллированных полимерных сеток-пленок. The closest analogue of the claimed invention is a composite material containing an inner layer made of a mixture comprising a binder, filler and processing aids, and a protective decorative coating connected to the inner layer containing a decorative layer and / or a reinforcing layer and / or a damping layer. (2) The inner layer is obtained from a water-cured mixture of a binder, fillers and processing aids. Protective decorative coating is made of a three-layer or two-layer or single-layer. It may contain a reinforcing layer of paper, cardboard, polymer film, spun, woven or knitted fabrics, metal foil. The coating may also contain a damping layer of foamed polyethylene, polypropylene and mineral materials: perlite, mineral wool or fiberglass. The decorative layer can be made of fibrillated polymer mesh films.

Известный материал является энергоемким, т.к. при его изготовлении высоки затраты на получение фибриллированных полимерных сеток. Known material is energy intensive, because during its manufacture, the costs of producing fibrillated polymer networks are high.

Целью настоящего изобретения является получение материала со свойствами, позволяющими изготавливать из него тонкостенные изделия различного назначения при снижении энергетических и временных затрат на его изготовление, при получении высоких физико-механических и теплофизических характеристик. The aim of the present invention is to obtain a material with properties that make it possible to produce thin-walled products for various purposes, while reducing energy and time costs for its manufacture, while obtaining high physical, mechanical and thermal characteristics.

Эта цель достигается тем, что в композиционным материале, содержащем внутренний слой, выполненный из смеси, включающей связующее, наполнитель и технологические добавки, и соединенное с внутренним слоем защитное декоративное покрытие, содержащее декоративный слой и/или армирующую прослойку, и/или демпфирующую прослойку, внутренний слой выполнен равноплотным с плотностью, равной 0,2-1,0 г/см³, или с переменной от центральной части к периферии плотностью, соответственно от 0,2-0,4 г/см³ до 0,5-1,0 г/см³, соотношение толщин внутреннего слоя и защитного декоративного покрытия равно или более 3: 1, при этом, в качестве связующего смесь внутреннего слоя содержит цемент или известковое, или щлаковое, или гипсовое, или кремнеземистое вяжущее, или магнезиальный цемент, или полимерное, или глиняное, или жидкостекольное связующее, или их бинарные смеси, в качестве наполнителя перлит или вермикулит вспученные, или пеностекло, или вспученное жидкое стекло, или шлак, или молотый кремнезем, или золу ТЭС, или их бинарные смеси, и дополнительно, в качестве наполнителя - стекловолокно или углеродные волокна, или органические, или минеральные волокна, или их бинарные смеси, причем, в каждой бинарной смеси соотношение вяжущих и наполнителей составляет 10:1-1:1, а волокна вводят в наполнитель в количестве 10-150 мас.ч. при этом, соотношение компонентов смеси внутреннего слоя следующее, мас.ч.This goal is achieved in that in a composite material containing an inner layer made of a mixture comprising a binder, filler and processing aids, and a protective decorative coating connected to the inner layer, comprising a decorative layer and / or a reinforcing layer, and / or a damping layer, the inner layer is made equally dense with a density of 0.2-1.0 g / cm ³ , or with a density varying from the central part to the periphery, respectively, from 0.2-0.4 g / cm ³ to 0.5-1, 0 g / cm ³ , the ratio of the thickness of the inner layer and protective decorative coating is equal to or more than 3: 1, while, as a binder, the mixture of the inner layer contains cement or lime, or slag, or gypsum, or siliceous binder, or magnesia cement, or polymeric, or clay, or liquid glass binder, or binary mixtures, as a filler, expanded perlite or vermiculite, or foam glass, or expanded liquid glass, or slag, or ground silica, or TPP ash, or their binary mixtures, and additionally, as a filler, fiberglass or carbon fibers windows, or organic or mineral fibers, or their binary mixtures, moreover, in each binary mixture the ratio of binders and fillers is 10: 1-1: 1, and the fibers are introduced into the filler in an amount of 10-150 wt.h. while the ratio of the components of the mixture of the inner layer is the following, parts by weight

связующее 400-700
наполнитель 300-600
технологические добавки 0,1-50, кроме того, декоративный слой защитного декоративного покрытия выполнен из напыленных или осажденных, или наклеенных металла или краски, или лака, или ткани, или битума, или бумаги, или полимерной пленки и нанесен на демпфирующую прослойку или армирующую прослойку, или внутренний слой; армирующая прослойка выполнена из металлической или неметаллической сетки или ткани, или проволоки, или стекловолокна, или органических, или углеродных волокон на полимерной, или битумной, или силикатной матрице, или из бумаги, или из металлической фольги, закрепленной на клею, или в виде металлической пленки, нанесенной на поверхность внутреннего слоя гальваническим или плазменным методом, или металлизацией, или наклейкой; демпфирующая прослойка выполнена из низкомодульной вспененной или наполненной вспученным перлитом или вермикулитом, или шлаком, или пеностеклом и нанесена на армирующую прослойку или внутренний слой.binder 400-700
filler 300-600
technological additives 0.1-50, in addition, the decorative layer of the protective decorative coating is made of sprayed or deposited, or glued metal or paint, or varnish, or fabric, or bitumen, or paper, or a polymer film and is applied to the damping layer or reinforcing interlayer, or inner layer; the reinforcing layer is made of metal or non-metal mesh or fabric, or wire, or fiberglass, or organic, or carbon fibers on a polymer, or bitumen, or silicate matrix, or of paper, or of metal foil attached to an adhesive, or in the form of a metal a film deposited on the surface of the inner layer by the galvanic or plasma method, or by metallization, or by a sticker; the damping layer is made of low-modulus foam or filled with expanded perlite or vermiculite, or slag, or foam glass and is applied to the reinforcing layer or the inner layer.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен композиционный материал (поперечный разрез), в котором защитное декоративное покрытие выполнено трехслойным. На фиг.2 то же, армирующая и демпфирующая прослойка совмещены в одном слое-материале; на фиг.3 то же, декоративный слой, армирующая и демпфирующая прослойки совмещены в одном слое; на фиг.4 то же, с нанесенным металлическим покрытием. На фиг.5 пример выполнения тонкостенного изделия; на фиг.6 то же, вид по А-А; на фиг.7 плита из композиционного материала с внутренним слоем с постоянной плотностью и покрытием по всем поверхностям; на фиг. 8 то же, с переменной плотностью и покрытием по одной плоскости; на фиг.9 то же, с покрытием по одной плоскости и торцам. The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows the composite material (cross section), in which the protective decorative coating is made three-layer. In Fig.2, the same reinforcing and damping layer are combined in one layer material; figure 3 the same, the decorative layer, reinforcing and damping layers are combined in one layer; figure 4 the same, with a metal coating. Figure 5 an example of a thin-walled product; Fig.6 is the same, a view along AA; in Fig.7 plate made of composite material with an inner layer with a constant density and coating on all surfaces; in FIG. 8 the same, with variable density and coating on one plane; Fig.9 is the same, with a coating on one plane and the ends.

Для осуществления изобретения, например, готовят смесь из 300 мас.ч. вспученного перлита марки М-100, 700 мас.ч. портландцемента марки М-400 и 12 мас. ч. растворенных в воде затворения хлористого кальция, перемешивают и прессуют в форме. Далее проводят термообработку и сушку. После этого на клею наносят капроновую сетку, сушат и наносят слой каучуковой массы с наполнителем из вспученного перлита, отверждают и сверху покрывают декоративной пленкой. For the implementation of the invention, for example, prepare a mixture of 300 parts by weight of expanded perlite grade M-100, 700 parts by weight Portland cement grade M-400 and 12 wt. including dissolved in water mixing calcium chloride, mix and extrude in the form. Next, heat treatment and drying are carried out. After that, a nylon mesh is applied to the adhesive, dried and a layer of rubber mass with a filler of expanded perlite is applied, cured and coated with a decorative film on top.

Другим примером может служить смесь из 500 мас.ч. угольной золы ТЭС, 300 мас. ч. цементо-известковой смеси (7:2), 50 мас.ч. рубленного органического волокна и 14 мас.ч. алюминиевой пудры. Смесь затворяют водой, подпрессовывают, термообрабатывают, сушат и покрывают слоем гудроновой мастики. После этого наносят со всех сторон слой пергаментной бумаги. Another example is a mixture of 500 parts by weight of coal ash TPP, 300 wt. including cement-lime mixture (7: 2), 50 parts by weight chopped organic fiber and 14 parts by weight aluminum powder. The mixture is shut with water, pressed, heat treated, dried and coated with a layer of tar mastic. After that, a layer of parchment paper is applied on all sides.

Третьим примером может служить смесь для внутреннего слоя из примера 1, которую затворяют, прессуют и термообрабатывают, после чего на поверхность наносят холодным плазменным напылением слой металла, например, цинка толщиной 0,1-0,2 мм. Далее может быть нанесен демпфирующий и декоративный слой. A third example is the mixture for the inner layer of Example 1, which is closed, pressed and heat treated, after which a layer of metal, for example, zinc 0.1-0.2 mm thick, is applied to the surface by cold plasma spraying. Further, a damping and decorative layer can be applied.

Материал был опробован для изготовления теплозащитной панели и тонкостенной секции холодильного шкафа линии по изготовлению конфет. Материал формовали в конструкцию из смеси 400 мас.ч. вспученного перлита и 600 мас.ч. портландцемента марки М-500. После термообработки и сушки панель 400 x 600 x 50 мм покрывают редкой тканью на жидком стекле. Сушат при температуре 90^oC. Секцию холодильного шкафа 1200 x 600 x 250 х 40 мм готовят из смеси того же состава, но усиливают капроновой сеткой и покрывают сверху бутилстирольным латексом, наполненным вспученным перлитом и красящим пигментом, толщиной 3 мм. Полученная панель имеет массовую плотность 0,32 г/см³, прочность на изгиб 0,35 МПа. Конструкция секции шкафа имеет среднюю плотность 0,36 г/см³ и прочность 0,55 МПа (внешние 0,45 г/см³, внутренние 0,28 г/см³).The material was tested for the manufacture of a heat-shielding panel and a thin-walled section of the refrigerator cabinet of a candy manufacturing line. The material was molded into the structure from a mixture of 400 parts by weight expanded perlite and 600 parts by weight Portland cement grade M-500. After heat treatment and drying, the 400 x 600 x 50 mm panel is covered with a sparse cloth on liquid glass. It is dried at a temperature of 90 ^o C. A section of a refrigerating cabinet 1200 x 600 x 250 x 40 mm is prepared from a mixture of the same composition, but is reinforced with a nylon mesh and coated with 3-mm-thick butyl styrene latex filled with expanded perlite and coloring pigment. The resulting panel has a mass density of 0.32 g / cm ³ and a flexural strength of 0.35 MPa. The design of the cabinet section has an average density of 0.36 g / cm ³ and a strength of 0.55 MPa (external 0.45 g / cm ³ , internal 0.28 g / cm ³ ).

В целом, по изобретению возможно изготовление тонкостенных конструкций достаточно сложных форм, а также обеспечить высокий уровень дизайна в конструкции секции шкафа. В целом конструкция из предлагаемого шкафа материала, по сравнению с аналогичной конструкции секции холодильного шкафа из ДВП, выпускаемого промышленностью, имеет меньшие в 1,8 раза вес и на 20% теплопотери, вследствие отсутствия стыков панелей, неизбежных при изготовлении из ДВП. Это также снижает энергозатраты при эксплуатации изделия, исключают вредные выделения, неизбежные при эксплуатации изделий на основе фенолформальдегидных смол, используемых в ДПВ, а также позволяет создать современный дизайн. По сравнению с конструкциями на основе пенопластов, при изготовлении которых используются экологически вредные фреоны, в композиционном материале согласно изобретению фреоны полностью исключены. In general, according to the invention, it is possible to produce thin-walled structures of rather complex shapes, and also to provide a high level of design in the design of the cabinet section. In general, the construction of the proposed material cabinet, in comparison with the similar design of the section of the refrigerated cabinet made of fiberboard, manufactured by the industry, has a 1.8 times lower weight and 20% heat loss due to the absence of panel joints that are inevitable in the manufacture of fiberboard. It also reduces energy consumption during the operation of the product, eliminates harmful emissions that are inevitable during the operation of products based on phenol-formaldehyde resins used in DPV, and also allows you to create a modern design. Compared to foam-based constructions, the production of which uses environmentally harmful freons, freons are completely excluded in the composite material according to the invention.

Claims

A composite material containing an inner layer made of a mixture comprising a binder, filler and processing aids and a protective decorative coating connected to the inner layer comprising a decorative layer and / or a reinforcing layer and / or a damping layer, characterized in that the inner layer made equal density with a density equal to 0.2 1.0 g / cm ³ , or with a variable density from the central part to the periphery, from 0.2 0.4 g / cm ³ to 0.5 1.0 g / cm ³ , respectively and the ratio of the thickness of the inner layer and protective decor the effective coating is equal to or more than 3 1, while the binder mixture of the inner layer contains cement, or lime, or slag, or gypsum, or siliceous binder, or magnesia cement, or polymer, or clay, or liquid glass binder, or their binary mixtures, as a filler, perlite or vermiculite is expanded, or foam glass, or expanded liquid glass, or slag, or ground silica, or TPP ash, or their binary mixtures, and in addition, glass fiber or carbon fibers, or organic or mineral fibers or their binary mixtures, and in each binary mixture the ratio of binders and fillers is 10 1 1 1, and the fibers are introduced into the filler in an amount of 10 to 150 parts by weight the ratio of the components of the mixture of the inner layer is the following, parts by weight

Binder 400 700
Filler 300 600
Technological additives 0.1 50
the decorative layer of the protective decorative coating is made of sprayed, or deposited, or glued metal, or paint, or varnish, or fabric, or paper, or bitumen, or a polymer film and is applied to the damping layer, or the reinforcing layer, or the inner layer, the reinforcing layer made of metal or non-metal mesh, or fabric, or wire, or fiberglass, or organic, or carbon fibers on a polymer, or bitumen, or silicate matrix, or of paper, or of metal foil, fixed cured by glue, or in the form of a metal film deposited on the surface of the inner layer by the galvanic or plasma method, or by metallization, or by a sticker, the damping layer is made of low-modular foamed polymer, or rubber, or bitumen mass, unfilled or filled with expanded perlite, or vermiculite, or slag, or foam glass and is applied to a reinforcing layer or inner layer.