RU2641495C1 - Flexible heat and soundproofing fiber material of low density - Google Patents
Flexible heat and soundproofing fiber material of low density Download PDFInfo
- Publication number
- RU2641495C1 RU2641495C1 RU2016142842A RU2016142842A RU2641495C1 RU 2641495 C1 RU2641495 C1 RU 2641495C1 RU 2016142842 A RU2016142842 A RU 2016142842A RU 2016142842 A RU2016142842 A RU 2016142842A RU 2641495 C1 RU2641495 C1 RU 2641495C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fibers
- weight
- heat
- fiber
- organic binder
- Prior art date
Links
- 230000009975 flexible effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 72
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 66
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 21
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 claims abstract description 16
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 10
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 claims description 8
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 claims description 8
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 7
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 claims description 6
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 claims description 6
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims description 6
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 6
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 claims description 6
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 claims description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 claims 1
- 150000003456 sulfonamides Chemical class 0.000 claims 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 abstract description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 6
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 5
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 3
- 239000011121 hardwood Substances 0.000 description 3
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 3
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical class O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 2
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000018185 Betula X alpestris Nutrition 0.000 description 1
- 235000018212 Betula X uliginosa Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 basalt Substances 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000012210 heat-resistant fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 102200150779 rs200154873 Human genes 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплозвукоизоляционным материалам, в частности к волокнистым материалам авиационного назначения с пониженным удельным весом, высокими тепловыми свойствами, отвечающим требованиям пожарной безопасности.The invention relates to heat and sound insulating materials, in particular to fibrous materials for aviation purposes with reduced specific gravity, high thermal properties that meet fire safety requirements.
Обеспечение надежной работы теплоизоляции в условиях циклических тепловых нагрузок и вибраций и возможность противостоять экстремальным нагревам в случаях возгорания - важная задача при создании материалов для перспективных самолетов.Ensuring reliable operation of thermal insulation under cyclic thermal loads and vibrations and the ability to withstand extreme heat in cases of fire is an important task when creating materials for promising aircraft.
Известен высокотермостойкий изоляционный материал, включающий два вида волокон: тугоплавкие керамические волокна и стекловолокна, а также органическое или неорганическое связующее (US 2016244001 A1, B60R 13/08, опубл. 25.08.2016).Known high heat-resistant insulation material, including two types of fibers: refractory ceramic fibers and fiberglass, as well as an organic or inorganic binder (US 2016244001 A1, B60R 13/08, publ. 08.25.2016).
Недостатком данного материала является высокая плотность, обусловленная плотностью составляющих его волокон. Кроме того, если использовать органическое связующее, то материал не будет обладать достаточной термостойкостью из-за низкой температуры разложения органического связующего, а если использовать неорганическое связующее, то материал утратит гибкие свойства.The disadvantage of this material is its high density, due to the density of its constituent fibers. In addition, if you use an organic binder, the material will not have sufficient heat resistance due to the low decomposition temperature of the organic binder, and if you use an inorganic binder, the material will lose its flexible properties.
Известен гибкий тепло- и огнестойкий материал, включающий органические волокна и терморасширяющееся вещество, а также, если необходимо, неорганические волокна (RU 2111779 C1, B32B 3/26, опубл. 27.05.1998). Огнестойкими свойствами материал обладает благодаря обеспечению процесса совместного образования углей волокон и расширяющегося наполнителя. Органические волокна, содержащиеся в таком материале, должны быть подвергнуты специальной обработке замедляющим воспламенение веществом для обеспечения доминирования реакции карбонизации над процессом механической деградации. Разработчики материала выяснили, что при совместном обугливании органического волокна и расширяемого наполнителя в интервале температур от 200 до 500°С происходит смачивание поверхности волокна жидкими кислотными веществами разлагающегося расширяемого наполнителя. В результате создается усиленная волокнами аморфная структура с углеродными связями, способная к дальнейшему расширению. С ростом температуры выше 500°С на воздухе окисление угля начинается на поверхности и распространяется внутрь со скоростью, зависящей от диффузии кислорода в структуру. При этом находящиеся в составе гибридного материала неорганические термостойкие волокна задерживают полное окисление угля в материале на срок от 2 до 10 минут при температурах до 1200°С. Неорганические волокна образуют скелетную структуру, которая сохраняет свойства теплоизоляции даже после полной газификации всех углеродсодержащих компонентов в материале.Known flexible heat and flame retardant material, including organic fibers and a thermally expanding substance, as well as, if necessary, inorganic fibers (RU 2111779 C1, B32B 3/26, publ. 05.27.1998). The material possesses fire-resistant properties due to the process of co-formation of carbon fibers and expanding filler. Organic fibers contained in such a material should be specially treated to slow the ignition of the substance to ensure that the carbonization reaction dominates the mechanical degradation process. The material developers found that when the carbonization of an organic fiber and an expandable filler occurs jointly in a temperature range of 200 to 500 ° C, the fiber surface is wetted with liquid acid substances of a decomposable expandable filler. As a result, a fiber-reinforced amorphous structure with carbon bonds is created, capable of further expansion. As the temperature rises above 500 ° C in air, coal oxidation begins on the surface and propagates inward at a rate depending on the diffusion of oxygen into the structure. In this case, inorganic heat-resistant fibers contained in the hybrid material delay the complete oxidation of coal in the material for a period of 2 to 10 minutes at temperatures up to 1200 ° C. Inorganic fibers form a skeletal structure, which retains the properties of thermal insulation even after the complete gasification of all carbon-containing components in the material.
Недостатком данного материала является то, что он практически полностью состоит из полимерных органических волокон, имеющих невысокую температуру эксплуатации, в результате чего данный материал, хотя и способен сдерживать процесс распространения пламени в случае возгорания от 2 до 10 минут, но при стандартной работе в качестве изоляции данный материал способен выдерживать циклические тепловые нагрузки в режиме «нагрев-охлаждение» без деградации в узком температурном интервале, не включающим отрицательные температуры и кратковременные забросы до 200°С и выше.The disadvantage of this material is that it consists almost entirely of polymer organic fibers having a low operating temperature, as a result of which this material, although able to restrain the flame propagation in the event of fire from 2 to 10 minutes, but with standard operation as insulation this material is able to withstand cyclic thermal loads in the heating-cooling mode without degradation in a narrow temperature range that does not include negative temperatures and is short-lived e casts up to 200 ° С and higher.
Известен также волокнистый теплоизоляционный материал, принятый за прототип, включающий минеральное и целлюлозное волокно в соотношении (96-99):(1-4) и предназначенный для многоразового использования в качестве высокотемпературной теплоизоляции изделий, эксплуатируемых при температурах до 1200°С (SU 956686 A1, D21H 5/18, опубл. 07.09.1982). В качестве минерального волокна материал содержит кварцевое или кремнеземное стекловолокно диаметром 0,5-3,0 мкм и содержанием оксида кремния от 99,0 до 99,9%, а в качестве целлюлозного волокна лиственную беленую целлюлозу.Also known is fibrous thermal insulation material adopted for the prototype, including mineral and cellulose fiber in the ratio (96-99) :( 1-4) and intended for reusable use as a high-temperature thermal insulation of products operated at temperatures up to 1200 ° C (SU 956686 A1 , D21H 5/18, publ. 09/07/1982). As a mineral fiber, the material contains quartz or silica glass fiber with a diameter of 0.5-3.0 μm and a silicon oxide content of 99.0 to 99.9%, and as a cellulosic fiber, hardwood bleached cellulose.
Недостатком данного материала является то, что используемая здесь лиственная целлюлоза имеет низкое отношение длины к диаметру и ярко выраженную "ленточную" форму волокон, придающую им чрезмерно высокую гибкость и склонность к флокуляции. В то время как в разрабатываемом в заявляемом изобретении суперлегковесном материале для обеспечения стабильности их структуры необходимы волокна, обладающие высокой устойчивостью к изгибу в сочетании с достаточно большой относительной длиной, при условии сохранения эластичности, стойкости к растрескиванию и связующих свойств целлюлозных волокон, в результате чего теплоизоляционный материал будет обладать недостаточной механической прочностью в условиях вибрации.The disadvantage of this material is that the hardwood pulp used here has a low length to diameter ratio and a pronounced "ribbon" shape of the fibers, giving them an extremely high flexibility and a tendency to flocculation. While in the super lightweight material developed in the claimed invention, to ensure the stability of their structure, fibers are required that have high bending resistance in combination with a sufficiently large relative length, while maintaining elasticity, resistance to cracking and binding properties of cellulose fibers, resulting in heat-insulating the material will have insufficient mechanical strength under vibration conditions.
Данный недостаток может быть устранен использованием волокон льна, обладающих формой длинных гладких стержней и сохраняющих все положительные свойства, связанные с их целлюлозным составом (гибкость и эластичность, набухаемость в воде и связующие свойства).This disadvantage can be eliminated by using flax fibers having the form of long smooth rods and retaining all the positive properties associated with their cellulose composition (flexibility and elasticity, swelling in water and binding properties).
Технической задачей данного изобретения является получение гибкого теплоизоляционного материала низкой плотности.An object of the present invention is to provide a flexible, low-density thermal insulation material.
Техническим результатом изобретения является значительное снижение удельного веса материала и повышение его гибкости при сохранении прочностных и теплозащитных свойств материала, а также обеспечение требований пожаробезопасности в случае возгорания.The technical result of the invention is a significant reduction in the specific gravity of the material and increase its flexibility while maintaining the strength and heat-shielding properties of the material, as well as ensuring fire safety requirements in case of fire.
Для достижения заявленного технического результата предложен гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал, содержащий в качестве основы минеральные волокна и волокна растительного происхождения, причем в качестве волокон растительного происхождения материал содержит котонизированные волокна льна, а в качестве минеральных волокон - волокна диаметром не более 5 мкм, выбранные из группы, содержащей базальтовые, кварцевые, кремнеземные волокна или волокна на основе оксида алюминия, кроме того, материал содержит органическое связующее, при этом плотность материала составляет не более 15 кг/м3.To achieve the claimed technical result, a flexible heat and sound insulating fibrous material is proposed, containing as a basis mineral fibers and fibers of plant origin, moreover, as fibers of plant origin, the material contains cotonized flax fibers, and as mineral fibers, fibers with a diameter of not more than 5 μm selected from the group containing basalt, quartz, silica or alumina fibers, in addition, the material contains an organic bond yuschee, wherein the density of the material is not more than 15 kg / m 3.
Предпочтительно содержание котонизированного льняного волокна составляет 5-15% вес. от общего веса волокна в материале.Preferably, the content of cotonized flax fiber is 5-15% by weight. of the total weight of the fiber in the material.
Предпочтительно в качестве органического связующего использован раствор сульфоэфира целлюлозы с концентрацией 0,01-3%.Preferably, a solution of cellulose sulfonate with a concentration of 0.01-3% is used as an organic binder.
Предпочтительно в качестве органического связующего использован раствор карбоксиметилцеллюлозы с концентрацией 0,01-3%.Preferably, a carboxymethyl cellulose solution with a concentration of 0.01-3% is used as an organic binder.
Предпочтительно в качестве органического связующего использована эмульсия поливинилацетата с концентрацией 5-15%.Preferably, an emulsion of polyvinyl acetate with a concentration of 5-15% is used as an organic binder.
Предпочтительно в качестве органического связующего применяются термопластичные полиэфирные волокна в количестве 1-5% вес. от общего веса волокна в материале.Preferably, as an organic binder, thermoplastic polyester fibers are used in an amount of 1-5% by weight. of the total weight of the fiber in the material.
Теплозащитный волокнистый слой должен иметь малую теплопроводность, быть легким, пористым, достаточной толщины для обеспечения надежной теплоизоляции. Структура теплоизоляционного слоя должна обеспечить сравнительную неподвижность заключенного в нем воздуха. Наличие в волокнистом теплоизоляционном слое возможно большего количества неподвижного воздуха, являющегося плохим проводником тепла, способствует повышению изоляционной способности материала. Поэтому теплоизоляционный материал должен быть более рыхлым и пористым для увеличения содержания в нем сравнительно неподвижного воздуха и сохранять заданную толщину в процессе эксплуатации.The heat-insulating fibrous layer should have low thermal conductivity, be light, porous, of sufficient thickness to ensure reliable thermal insulation. The structure of the heat-insulating layer should provide comparative immobility of the air enclosed in it. The presence in the fibrous heat-insulating layer of the greatest possible amount of still air, which is a poor heat conductor, helps to increase the insulating ability of the material. Therefore, the insulating material should be more loose and porous in order to increase the content of relatively stationary air in it and maintain a predetermined thickness during operation.
Известно, что для улучшения теплоизоляционной способности материала при его изготовлении используют различные волокна и нити, в т.ч. в различных смесях и сочетаниях между собой, при широком варьировании структурных характеристик материала, его толщины, поверхностной плотности, пористости, объемного веса. При этом удается повысить теплозащитные свойства материала, однако значительное улучшение теплозащитных свойств достигают за счет увеличения толщины материала и, следовательно, его массы, что отрицательно влияет на эксплуатационные характеристики изделия.It is known that to improve the heat-insulating ability of the material in its manufacture, various fibers and threads are used, including in various mixtures and combinations among themselves, with a wide variation in the structural characteristics of the material, its thickness, surface density, porosity, bulk density. At the same time, it is possible to increase the heat-shielding properties of the material, however, a significant improvement in heat-shielding properties is achieved by increasing the thickness of the material and, consequently, its mass, which negatively affects the operational characteristics of the product.
В предложенном материале, минеральные волокна, такие как базальтовые, кварцевые, кремнеземные или волокна на основе оксида алюминия, служат для создания теплоизолирующей и звукоизолирующей структуры материала и предотвращения разрушения материала и распространения пламени при пожарах с температурой горения до 1200°С в течении не менее 15 минут и являются основой предлагаемого материала.In the proposed material, mineral fibers, such as basalt, quartz, silica or alumina-based fibers, serve to create a heat-insulating and sound-insulating structure of the material and to prevent destruction of the material and flame propagation during fires with a combustion temperature of up to 1200 ° C for at least 15 minutes and are the basis of the proposed material.
Теплозвукоизоляционный волокнистый материал в качестве наполнителя содержит обработанные растительные волокна льна (котонизированное льняное волокно) или других растений, служащие для снижения удельного веса материала при сохранении гибкости и прочностных качеств. Наличие растительного волокна в массе минеральных волокон при воздействии пламени и высоких температур приведет к обугливанию котонизированного волокна, что не будет способствовать распространению огня через слой материала. При необходимости котонизированное льняное волокно может быть обработано антипиреновыми составами.The heat and sound insulating fibrous material as a filler contains processed plant fibers of flax (cotonized flax fiber) or other plants that serve to reduce the specific gravity of the material while maintaining flexibility and strength properties. The presence of plant fiber in the mass of mineral fibers when exposed to flame and high temperatures will lead to carbonization of the cotonized fiber, which will not contribute to the spread of fire through the layer of material. If necessary, cotonized flax fiber can be treated with flame retardants.
Для улучшения крепления волокон в материале в него в процессе получения волокнистого мата вводят связующее в виде раствора и/или в виде термопластичных полиэфирных волокон.To improve the fastening of the fibers in the material, a binder in the form of a solution and / or in the form of thermoplastic polyester fibers is introduced into it in the process of producing a fiber mat.
В качестве связующего используются растворы сульфоэфира целлюлозы, карбоксиметилцеллюлозы, поливинилацетатная эмульсия и термопластичные полиэфирные волокна. Термопластичные полиэфирные волокна вводятся на этапе приготовления волокнистой массы, после чего проводится раскладка волокон посредством струи сжатого воздуха. Введение раствора сульфоэфира целлюлозы, карбоксиметилцеллюлозы и поливинилацетатаной эмульсии происходит распылением при раскладке волокнистого мата или распылением непосредственно на мат, после чего волокнистый мат проходит низкотемпературную термообработку в интервале температур 80-180°С для активации связующего компонента.As a binder, solutions of cellulose sulfoester, carboxymethyl cellulose, polyvinyl acetate emulsion and thermoplastic polyester fibers are used. Thermoplastic polyester fibers are introduced at the stage of preparation of the pulp, after which the fibers are laid out by means of a jet of compressed air. The introduction of a solution of cellulose sulfonate, carboxymethyl cellulose and polyvinyl acetate emulsion occurs by spraying when the fibrous mat is laid out or by spraying directly onto the mat, after which the fibrous mat undergoes a low-temperature heat treatment in the temperature range of 80-180 ° C to activate the binder component.
Такой вариант сочетания термостойких минеральных волокон и легковесных растительных волокон в количестве от 5 до 15% вес позволяет достичь оптимального сочетания эксплуатационных свойств. При существенном снижении удельного веса (не более 15 кг/м3) материал сохраняет свои тепло- и звукоизоляционные свойства, обладает повышенной гибкостью и отвечает требованиям пожарной безопасности. Снижение общего веса самолета и, в частности, снижение веса теплозвукоизоляции позволит экономить топливные ресурсы.This option of combining heat-resistant mineral fibers and lightweight plant fibers in an amount of 5 to 15% by weight makes it possible to achieve an optimal combination of performance properties. With a significant reduction in specific gravity (not more than 15 kg / m 3 ), the material retains its heat and sound insulation properties, has increased flexibility and meets fire safety requirements. Reducing the total weight of the aircraft and, in particular, reducing the weight of heat and sound insulation will save fuel resources.
Данное изобретение обеспечивает значительное снижение удельного веса материала при сохранении гибкости и прочности, материал предназначен для использования в авиационной промышленности.This invention provides a significant reduction in the specific gravity of the material while maintaining flexibility and strength, the material is intended for use in the aviation industry.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.The invention is illustrated by the following examples of its implementation.
Пример 1Example 1
Гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал изготовлен из смеси 85%(вес) базальтовых волокон материала марки БУТВ со средним диаметром 2-4 мкм, 10%(вес) котонизированных льняных волокон и 5%(вес) термопластичных полиэфирных волокон и термообработан при температуре 180°С. Была определена плотность материала и его гибкость по ГОСТ 17177, результаты представлены в таблице.Flexible heat and sound insulating fibrous material is made from a mixture of 85% (weight) basalt fibers of BUTV brand material with an average diameter of 2-4 microns, 10% (weight) of cotton fiber flax fibers and 5% (weight) of thermoplastic polyester fibers and heat treated at a temperature of 180 ° C. The density of the material and its flexibility were determined according to GOST 17177, the results are presented in the table.
Пример 2Example 2
Гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал изготовлен из смеси 70%(вес) кварцевых волокон ТКВ со средним диаметром 3-5 мкм, 25%(вес) волокон на основе оксида алюминия, 5%(вес) котонизированных льняных волокон, в качестве связующего использовали раствор сульфоэфира целлюлозы концентрацией 3%. Материал термообработан при температуре 100°С и определены его свойства аналогично примеру 1. Свойства материала представлены в таблице.Flexible heat and sound insulating fibrous material is made of a mixture of 70% (weight) TKV quartz fibers with an average diameter of 3-5 μm, 25% (weight) alumina-based fibers, 5% (weight) cotonized flax fibers, a solution of cellulose sulfonate was used as a binder concentration of 3%. The material is heat-treated at a temperature of 100 ° C and its properties are determined analogously to example 1. The properties of the material are presented in the table.
Пример 3Example 3
Гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал изготовлен из смеси 85%(вес) кварцевых волокон ТКВ средним диаметром 2-4 мкм, 15%(вес) котонизированных льняных волокон и пропитан раствором сульфоэфира целлюлозы концентрацией 0,01% в качестве связующего, а затем термообработан при температуре 120°С. Свойства материала представлены в таблице.Flexible heat and sound insulating fibrous material is made from a mixture of 85% (weight) TKV quartz fibers with an average diameter of 2-4 microns, 15% (weight) cotonized flax fiber and is impregnated with a cellulose sulfonate solution with a concentration of 0.01% as a binder, and then heat treated at a temperature of 120 ° C. Material properties are presented in the table.
Пример 4Example 4
Гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал изготовлен из смеси 60%(вес) кварцевых волокон ТКВ средним диаметром 2-4 мкм, 28%(вес) базальтовых волокон материала марки БУТВ средним диаметром 3-5 мкм, 12%(вес) котонизированных льняных волокон и пропитан раствором карбоксиметилцеллюлозы концентрацией 0,01%, затем термообработан при температуре 70°С. Свойства материала представлены в таблице.Flexible heat and sound insulating fibrous material is made of a mixture of 60% (weight) TKV quartz fibers with an average diameter of 2-4 microns, 28% (weight) of basalt fibers of the BUTV brand material with an average diameter of 3-5 microns, 12% (weight) of cotonized linen fibers and impregnated with a solution carboxymethyl cellulose with a concentration of 0.01%, then heat treated at a temperature of 70 ° C. Material properties are presented in the table.
Пример 5Example 5
Гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал изготовлен из смеси 40%(вес) кремнеземных волокон диаметром 3-4 мкм, 55%(вес) базальтовых волокон материала марки БУТВ диаметром 3-5 мкм, 5%(вес) котонизированных льняных волокон и пропитан раствором карбоксиметилцеллюлозы концентрацией 3% в качестве связующего, затем термообработан при температуре 120°С. Свойства материала представлены в таблице.Flexible heat and sound insulating fibrous material is made from a mixture of 40% (weight) silica fibers with a diameter of 3-4 microns, 55% (weight) of basalt fibers of a BUTV grade material with a diameter of 3-5 microns, 5% (weight) of cotonized flax fibers and impregnated with a concentration of 3 carboxymethyl cellulose solution % as a binder, then heat treated at a temperature of 120 ° C. Material properties are presented in the table.
Пример 6Example 6
Гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал изготовлен из смеси 70%(вес) кварцевых волокон ТКВ диаметром 2-4 мкм, 15%(вес) муллитовых волокон диаметром 1-3 мкм и 15%(вес) котонизированных льняных волокон. В качестве связующего пропитан эмульсией поливинилацетата концентрацией 5%, термообработан при 110°С. Свойства материала представлены в таблице.Flexible heat and sound insulating fibrous material is made from a mixture of 70% (weight) TKV quartz fibers with a diameter of 2-4 microns, 15% (weight) mullite fibers with a diameter of 1-3 microns and 15% (weight) of cotonized flax fibers. As a binder, it is impregnated with an emulsion of polyvinyl acetate at a concentration of 5%, heat-treated at 110 ° C. Material properties are presented in the table.
Пример 7Example 7
Гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал изготовлен из 90%(вес) базальтовых волокон материала марки БУТВ средним диаметром 3-5 мкм и 10%(вес) котонизированных льняных волокон, пропитан эмульсией поливинилацетата концентрацией 15%, термообработан при 115°С. Свойства материала представлены в таблице.Flexible heat and sound insulating fibrous material is made of 90% (weight) of basalt fibers of BUTV grade material with an average diameter of 3-5 microns and 10% (weight) of cotonized flax fibers, impregnated with an emulsion of polyvinyl acetate concentration of 15%, heat treated at 115 ° C. Material properties are presented in the table.
Пример 8Example 8
Гибкий теплозвукоизоляционный волокнистый материал изготовлен из 89%(вес) базальтовых волокон материала марки БУТВ средним диаметром 3-5 мкм, 5%(вес) котонизированных льняных волокон, 1%(вес) термопластичных эфирных волокон и термообработан при 150°С. Свойства материала представлены в таблице.Flexible heat and sound insulating fibrous material is made of 89% (weight) of basalt fibers of BUTV grade material with an average diameter of 3-5 microns, 5% (weight) of cotonized flax fibers, 1% (weight) of thermoplastic ether fibers and heat treated at 150 ° C. Material properties are presented in the table.
Пример 9 (по прототипу)Example 9 (prototype)
Материал изготовлен из смеси 99%(вес) кварцевого волокна диаметром 0,5-3,0 мкм и 1%(вес) лиственной целлюлозы, полученной из березовой древесины, получен по бумажной технологии и испытан аналогично примерам 1-5.The material is made from a mixture of 99% (weight) silica fiber with a diameter of 0.5-3.0 μm and 1% (weight) of hardwood pulp obtained from birch wood, obtained by paper technology and tested similarly to examples 1-5.
Все полученные материалы были испытаны на гибкость по ГОСТ17177, был определен удельный вес материалов.All the materials obtained were tested for flexibility according to GOST17177, the specific gravity of the materials was determined.
Характеристики представлены в таблице.Characteristics are presented in the table.
Из таблицы видно, что предложенный материал имеет низкую плотность (менее 15 кг/м3), очень высокую гибкость (до 20 мм) и будет востребован в качестве легковесной самолетной теплоизоляции.The table shows that the proposed material has a low density (less than 15 kg / m 3 ), very high flexibility (up to 20 mm) and will be in demand as a lightweight aircraft thermal insulation.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142842A RU2641495C1 (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Flexible heat and soundproofing fiber material of low density |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016142842A RU2641495C1 (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Flexible heat and soundproofing fiber material of low density |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2641495C1 true RU2641495C1 (en) | 2018-01-17 |
Family
ID=68235505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016142842A RU2641495C1 (en) | 2016-11-01 | 2016-11-01 | Flexible heat and soundproofing fiber material of low density |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2641495C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2111779C1 (en) * | 1992-03-20 | 1998-05-27 | Бритиш Текнолоджи груп Лтд. | Flexible fire- and heat-resistant material and article made therefrom |
| RU111557U1 (en) * | 2010-03-19 | 2011-12-20 | Олег Игоревич Музыря | INSULATION MATERIAL |
| RU127781U1 (en) * | 2012-11-09 | 2013-05-10 | Дмитрий Владимирович Савкин | MULTI-LAYER SOUND-INSULATING PANEL (OPTIONS) |
| US20160244001A1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-08-25 | Unifrax I Llc | High Temperature Resistant Insulation Mat |
-
2016
- 2016-11-01 RU RU2016142842A patent/RU2641495C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2111779C1 (en) * | 1992-03-20 | 1998-05-27 | Бритиш Текнолоджи груп Лтд. | Flexible fire- and heat-resistant material and article made therefrom |
| RU111557U1 (en) * | 2010-03-19 | 2011-12-20 | Олег Игоревич Музыря | INSULATION MATERIAL |
| RU127781U1 (en) * | 2012-11-09 | 2013-05-10 | Дмитрий Владимирович Савкин | MULTI-LAYER SOUND-INSULATING PANEL (OPTIONS) |
| US20160244001A1 (en) * | 2015-02-24 | 2016-08-25 | Unifrax I Llc | High Temperature Resistant Insulation Mat |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Feng et al. | Fire‐safe aerogels and foams for thermal insulation: from materials to properties | |
| Wang et al. | Temperature-responsive intumescent chemistry toward fire resistance and super thermal insulation under extremely harsh conditions | |
| Jin et al. | Lightweight and multiscale needle quartz fiber felt reinforced siliconoxycarbide modified phenolic aerogel nanocomposite with enhanced mechanical, insulative and flame-resistant properties | |
| Cheng et al. | Flexible and transformable ceramic aerogels via a fire‐reborn strategy for thermal superinsulation in extreme conditions | |
| CN115180918B (en) | Reinforced high silica fiber composite aerogel fireproof material and preparation method thereof | |
| JP2013509539A (en) | Ultralight insulation board | |
| JP2013510742A (en) | Multilayer fireproof material | |
| CN104926260B (en) | Inorganic fire-proof light aggregate expanded perlite heat retaining board and preparation method thereof | |
| CN109650841A (en) | A kind of fireproof sound-insulation thermal insulation wet gel complex material and preparation method thereof | |
| Babashov et al. | Heat and sound insulation material prepared using plant raw material | |
| CN104692758A (en) | Smoke-suppressing type outdoor flame retardant steel structure fireproof coating | |
| KR102833687B1 (en) | Nano-silicon composite thermal insulation material and preparation method thereof | |
| CN108995329B (en) | Sound absorption felt | |
| Zhai et al. | Processing renewable corks into excellent thermally stable, flame-retardant and smoke-suppressant composite materials by respiratory impregnation method | |
| RU2641495C1 (en) | Flexible heat and soundproofing fiber material of low density | |
| CN102807326A (en) | Polymer-modified low temperature foaming glass thermal insulation material and preparation method thereof | |
| CN211294714U (en) | Flame-retardant polypropylene netted environment-friendly filling rope | |
| CN113059815A (en) | A kind of preparation method of flame-retardant heat-insulating sound-absorbing composite new material | |
| JPS5921799A (en) | Incombustible and fire retardant paper | |
| Xiang et al. | Multi-scale synergistic flame-retardant composite aerogel with low thermal conductivity and mechanical robustness for passive fire protection in high-rise buildings | |
| JP2008045239A (en) | Nonwoven fabric and method for producing nonwoven fabric | |
| JPH11241297A (en) | Thermally insulating sheet | |
| RU2344109C1 (en) | Fireproof porous heat and sound insulating material and production method | |
| EP4389969A1 (en) | A method of producing a plate composite with the use of cellulose and carbon particles with increased fire resistance | |
| JP4959832B2 (en) | Fire-resistant cellulosic honeycomb structure |