КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ

Предложенное решение относится к области композиционных материалов из неорганических волокон, которые могут быть использованы в химической промышленности, в строительстве в качестве изоляции, в области защиты окружающей среды, в качестве сорбентов для сбора углеводородных жидкостей с водных поверхностей и т.д.
Известен композиционный материал (RU №2078103, 1997 г.) с высокой механической прочностью, содержащий (масс %):
дициандиамидформальдегидная смола и/или
полиэтиленгликоль
0,06-0,6;
поливинилацетатное связующее
3,8-5,0;
базальтовое волокно
остальное
2
Известен композиционный материал (RU №2095251, 1997 г.), используемый в качестве строительного покрытия, состоящий из слоя, выполненного из минерального волокна, содержащего, преимущественно, прерывистые минеральные волокна, например, волокна минеральной силикатной шерсти, шлаковой ваты, которые связаны друг с другом механически. Между главным слоем и слоем покрытия из полимерного синтетического материала расположен тонкий слой, содержащий термически связываемые волокна, причем поверхностная плотность главного слоя составляет 280-600 г/м.
Известен нетканый материал (RU №2074913, 1997 г.), состоящий из соединенных между собой иглопрокалыванием волокнистых слоев, содержащих минеральные и силикатные волокна, в котором соотношение волокон составляет, масс:
силикатные
3-65;
минеральные
35-97.
Известен композиционный теплоизоляционный материал (RU №2083774, 1997 г.), содержащий слои из базальтового волокна в покровной оболочке, в котором покровные слои снабжены встречно загнутыми кромками, соответственно охватывающими кромки слоев волокнистых матов, сомкнутыми между собой с образованием внутреннего непрерывного нахлесточного шва, размещенного между слоями волокнистых матов, скрепленных с ними прошивными нитями. Кромки могут быть смещены одна относительно другой. Материал выполнен из базальтовых волокон, слои имеют объемную плотность 25-
3
2
60 г/дм, покровные слои ткани имеют поверхностную плотность 50-300 г/м, прошивные нити имеют линейную плотность 100-2400 текс.
Известен теплоизоляционный материал (RU №2216682, 2003 г.), выполненный в виде рукава, содержащего оболочку и размещенный на ее поверхности слой базальтового волокна. Трубчатая оболочка выполнена из тканого или трикотажного чулка из волокна, и/или нити, или из сочетания волокна и/или нити и металлической проволоки. На наружной поверхности слоя базальтового материала может быть размещен дополнительный обжимной чулок. Оба чулка могут быть защищены рукавами из полимерной пленки.
Описанные выше материалы используются как тепло- и звукоизоляционные.
Более широкую сферу использования имеет композиционный материал (RU №2147912, 2000 г.), содержащий покровную оболочку и внутренний слой из волокнистого неорганического материала, прошитые ровингом, в котором оболочка выполнена из базальтовой ткани или сетки, внутренний слой из базальтового волокна с диаметром волокон 1-20 мкм и/или базальтового картона толщиной 1-5 мм, при этом отношение внутреннего слоя к оболочке составляет (5-50):1, и в качестве ровинга используется базальт.
Указанный выше материал, кроме хороших теплоизоляционных свойств обладает также фильтрующей способностью и используется для очистки газовых и жидких сред от взвешенных частиц. Этот материал выбран в качестве прототипа.
Техническим результатом заявленного технического решения является расширение функциональных свойств волокнистого материала за счет придания ему возможности сорбировать углеводородные жидкости с поверхности водных сред без ухудшения фильтрующей способности и теплоизолирующих свойств, т.е. расширяются сферы использования материала.
3
Технический результат достигается описываемым композиционным материалом, содержащем слой из тонковолокнистого нетканого алюмосиликатного материала с защитной оболочкой, размещенной с двух сторон упомянутого слоя и скрепленной с ним прошивными нитями, в котором оболочка с одной стороны слоя содержит гидрофобное покрытие, обеспечивающее паропроницаемость со стороны покрытия не более 0,35 мг/м.ч. Па, при этом алюмосиликатный материал выбран из базальтовых или стеклянных волокон или их смеси, слой сформирован до обеспечения объемной плотности 35-75 г/дм, защитная оболочка выполнена нетканой и прошита нитями до обеспечения плотности материала 120-150 кг/м.
Предпочтительно, гидрофобное покрытие выполнять из полиэтилена или винилового полимера, а оболочку - из полипропиленового, базальтового или стеклянного полотна.
В объеме заявленной совокупности признаков материал приобретает дополнительное свойство: эффективно поглощает нефть и
нефтепродукты с поверхности воды при размещении на ней материала стороной гидрофобного покрытия.
При выходе за заявленные характеристики либо снижается нефтеемкость материала, либо ухудшаются его фильтрующие или изолирующие свойства, то есть сферы его использования резко ограничиваются.
Материал изготавливают следующим образом.
3
3
Материал защитной оболочки в виде полотна укладывают на опорной поверхности, затем формируют слой из тонкого волокна (0,5-25 мкм), выполненного из базальта, стекла или смеси этих материалов, имеющих объемную плотность 35-75 г/дм. Сформированный слой покрывают материалом защитной оболочки, загибают кромки материала оболочки и скрепляют их. Далее материал подают на прошивку. Нитки для прошива используют любые, включая стеклянные и базальтовые. Прошивку осуществляют с подпрессовыванием до получения суммарной объемной плотности материала 120-150 кг/м. Полученный материал имеет одинаковую паропроницаемость со всех сторон, равную 0,5 мг/м.ч. Па.. Затем его с одной стороны подвергают гидрофобизации.
Гидрофобизацию можно осуществить с помощью напыления гидрофобизующей, например, силоксановой жидкости, либо ламинировать требуемую сторону полиэтиленом или виниловым полимером, что является более технологичным. Толщина ламината или количество гидрофобизатора подбирают из расчета обеспечения паропроницаемости не более 0,35 мг/м.ч. Па.
В соответствии с указанной выше технологией получены образцы материалов, подвергнутые испытаниям по ГОСТ 17177, ГОСТ 25898, ГОСТ 30244, а также определена фильтрующая способность и нефтеемкость образцов. В объеме заявленной совокупности признаков все образцы соответствовали стандартным требуемым в каждой области использования характеристикам.
Основные технические показатели теплозвукоизолирующих образцов отражены в таблице.
Показатель
Значение
Теплопроводность (Вт/м. К) при t=25°С
0,036-0,039
Термическое сопротивление при толщине 15 мм (м<sup>2</sup>К/Вт)
0,36-0,40
Коэффициент звукопоглощения при частоте 63 Гц 4000 Гц
0,13-0,15 0,98-0,99
Средняя виброизолирующая способность в диапазоне 60-4000 Гц (дБА)
22-23
3
Фильтрующая способность по отходящим газам с задымленностью, соответствующей ослаблению светового потока 60% при расходе газа 150 дм/см, составила от 0 до 10% ослабления света в течение 3-4 часов.
Нефтеемкость материала по разлитой на воде нефти составила от 30 до 40 г/г в зависимости от типа нефти и объемной плотности исследуемого образца.
Композиционный материал выпускается в виде лент или матов.