Негорючий листовой облицовочный материал

Полезная модель относится к тонкостенным (≥1 мм) облицовочным материалам различной формы, негорючим и не распространяющим пламя - негорючим аналогам оргалита, фанеры, сайдинга, которые могут быть использованы для наружной и внутренней облицовки помещений, включая салоны транспортных средств.
Известен декоративно-облицовочный материал, включающий измельченное листовое стекло, молотый туф и дополнительно жидкое калиевое стекло при следующем соотношении компонентов, мас. %: измельченное листовое стекло 75,0-77,0, молотый туф 18,0-19,0, жидкое калиевое стекло 5,0-6,0 (RU 2508262, 27.02.2014). Недостатками данного материала являются высокие температуры переработки (800-870°C) и высокий удельный вес.
горюч
3
Известен негорючий неорганический листовой материал на основе стеклопластика с К~0,002 и плотностью 2,0 г/см для облицовки стен вокзалов, метро, салонов вагонов, полученный пропиткой стеклоткани хромалюмофосфатным связующим с последующим отверждением при 150-180°C и прессованием в листы толщиной 3-5 мм (Пронин Б.Ф., Асланова Н.И., Цируль Н.П., Негорючие стеклопластики для гражданской продукции. Передовой опыт, 1989, №12). Недостатками этого материала являются низкая прочность на изгиб и сложная технология изготовления (высокие температуры отверждения и прессования).
Известна панель, состоящая из двух поверхностных слоев, выполненных из листового материала (поливинилхлорид или металл), и размещенного между ними внутреннего наполнителя сотовой конструкции, изготовленного из полимерных материалов. При этом оба поверхностных слоя наклеены на сотовую конструкцию (RU 2382854, 27.02.2010). Недостатками данной панели является использование поверхностных листовых слоев, выполненных из горючего (органический полимер) или тяжелого (металл) материала.
Известен неорганический тонкостенный многослойный облицовочный материал, выполненный из склеенных между собой внешних слоев из неорганической ткани, пропитанной неорганическим связующим (глиноземистые цементы с силикатами щелочных металлов, или геополимеры, или алюмофосфаты), и внутреннего слоя из материалов с различными специальными свойствами (RU 117357, B32B 21/10, 27.06.12). Недостатками указанного облицовочного материала являются большие времена отверждения и относительно низкая прочность на изгиб.
Задачей заявляемой полезной модели является создание негорючего листового облицовочного материала, обладающего высокой огнестойкостью, повышенной термо- и теплостойкостью, высокой прочностью на изгиб, высокой водостойкостью, а также отличающегося простотой технологии его изготовления.
Решение поставленной задачи достигается предлагаемым негорючим облицовочным материалом, выполненным в виде листа, характеризующегося прочностью на изгиб не менее 95 МПа и состоящего из неорганического связующего, представляющего собой жидкое стекло, и армирующего наполнителя на основе неорганических волокон при массовом соотношении жидкое стекло: армирующий наполнитель 1-3:1, при этом в жидкое стекло вводится тетраборат натрия в количестве 4,5-5,0 мас. %.
Жидкое стекло может быть натриевым или калиевым.
В качестве армирующего наполнителя на основе неорганических волокон могут использоваться базальтовые ткани, базальтовый войлок, углеродные ткани.
Предлагаемый негорючий листовой облицовочный материал получали пропиткой тканого или нетканого материала на основе неорганических волокон (базальтовые ткани, базальтовый войлок, углеродные ткани) натриевым или калиевым жидким стеклом, предварительно смешанным с тетраборатом натрия, сушкой при комнатной температуре с последующим прессованием при 120-130°С. Добавление в жидкое стекло тетрабората натрия обеспечивает высокую водостойкость получаемого материала. Измеряли прочность образцов материала на изгиб, теплостойкость методом ТМА, термостойкость методом ТГА и огнестойкость методом кислородного индекса. Кроме того, оценивали гигроскопичность образцов в условиях 95% влажности и потери массы связующего при выдержке в воде в течение 2 часов.
Предлагаемый листовой облицовочный материал обладает высокой огнестойкостью, повышенной термо- и теплостойкостью и высокой прочностью на изгиб (до 225 МПа). Преимуществом предлагаемого материала является также простота технологии его изготовления.
Приводим примеры изготовления заявляемого листового облицовочного материала.
Пример 1.
2
3
изг
4 слоя базальтовой ткани, 1,9 г (толщина 0,16 мм, поверхностная плотность 0,02 г/см) пропитывали калиевым жидким стеклом, 5 г (концентрация раствора 37%, кремниевое число 3), предварительно смешанным с тетраборатом натрия 0,22 г (4,5 мас. % от массы жидкого стекла) при комнатной температуре в течение 2 ч до его полного растворения. После сушки при комнатной температуре в течение суток образец (4 слоя) прессовали при 130°С в течение 15 мин. Плотность образца 1,36 г/см, массовое соотношение связующее / ткань 1:1, прочность на изгиб σ=120 МПа. Теплостойкость и термостойкость образца превышают 600°C. Оценка огнестойкости по методу кислородного индекса показала, что материал не поддерживает горения в чистом кислороде. При влажности 95% образец обладает нулевой гигроскопичностью. При выдержке в воде в течение 2 ч потеря массы 2%.
Пример 2.
2
2
3
изг
3,9 г углеродной ткани (пять слоев, 6×4 см, поверхностная плотность 0,03 г/см) пропитывали калиевым жидким стеклом, 14 г (концентрация раствора 37%, кремниевое число 3), предварительно смешанным с тетраборатом натрия, 0,7 г (5 мас. % от массы жидкого стекла) при комнатной температуре в течение 2 ч до его полного растворения. После сушки при комнатной температуре в течение суток до постоянного веса образец (4 слоя) прессовали при 130°C в течение 5 мин. Плотность образца 1,8 г/см, массовое соотношение связующее / ткань 1,5:1, прочность на изгиб σ=225 МПа. Теплостойкость образца превышает 600°C, термостойкость 500°C. Оценка огнестойкости по методу кислородного индекса показала, что материал не поддерживает горения в чистом кислороде. При влажности 95% гигроскопичность составляет 2-4%. При выдержке в воде в течение 2 ч потеря массы 4%.
Пример 3.
2
3
изг
6 г базальтового войлока (толщиной 50 мм, поверхностная плотность 0,021 г/см), предварительно увлажненного, пропитывали связующим: 48 г калиевого жидкого стекла (концентрация раствора 37%, кремниевое число 3) и 2,4 г тетрабората натрия (5 мас. % от массы жидкого стекла). После сушки при комнатной температуре в течение суток образец прессовали при 120°C в течение 30 мин. Плотность образца 1,1 г/см, массовое соотношение связующее / войлок 3:1, прочность на изгиб σ=95 МПа. Теплостойкость и термостойкость образца превышают 600°C. Оценка огнестойкости по методу кислородного индекса показала, что материал не поддерживает горения в чистом кислороде. При влажности 95% образец обладает нулевой гигроскопичностью. При выдержке в воде в течение 2 ч потеря массы 2%.
Пример 4.
3
2
3
изг
5 слоев базальтовой ткани, каждый слой размером 6×6×0,016 см, поверхностная плотность 0,02 г/см пропитывали 12,5 г натриевого жидкого стекла (концентрация раствора 37%, кремниевое число 3), предварительно смешанного с тетрабората натрия (4,5 мас. % от массы жидкого стекла) при комнатной температуре в течение 2 ч до его полного растворения в жидком стекле. После сушки при комнатной температуре в течение суток образец (5 слоев) прессовали при 130°C в течение 15 мин. Плотность образца 1,6 г/см, массовое соотношение связующее / ткань 3:1, прочность на изгиб σ=110 МПа. Теплостойкость и термостойкость образца превышают 600°C. Оценка огнестойкости по методу кислородного индекса показала, что материал не поддерживает горения в чистом кислороде. При влажности 95% образец обладает нулевой гигроскопичностью. При выдержке в воде в течение 2 ч потеря массы 2%.
Таким образом, предлагаемый негорючий листовой облицовочный материал обладает огнестойкостью, повышенной термо- и теплостойкостью и высокой прочностью на изгиб. Преимуществом предлагаемого материала является также простота технологии его изготовления.