ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНОГО ВОЛОКНА
HEAT-INSULATING MATERIAL BASED ON WOOD FIBER

Настоящее изобретение относится к производству плитных теплоизоляционных материалов, применяемых для теплоизоляции жилых зданий и других объектов промышленного и гражданского строительства.
Из существующего уровня техники известен теплоизоляционный материал, включающий древесное волокно, полученное путем дефибраторного размола, борную кислоту в качестве антипирена и тетраборат натрия в качестве антисептика, отличающийся тем, что в его состав включено жидкое стекло в качестве структурообразователя, при следующем соотношении компонентов, мас.ч. (по абс. сух. вещ.): древесное волокно, полученное путем дефибраторного размола - 100; борная кислота - 10-18; тетраборат натрия (бура) - 8-12; жидкое стекло - 1-5; фосфоразотсодержащий компонент в виде амидофосфата или аммония фосфорнокислого двузамещенного с содержанием - 3-7 [RU 2501761, МПК С04В 28/26 (2006.01) Е04С 2/10 (2006.01), опубл. 20.12.2013 Бюл. №35].
Недостатком известного изобретения высокий коэффициент теплопроводности при малой плотности материала, указывающий на низкие теплозащитные свойства указанного материала, что показывает его неэффективность при использовании.
Наиболее близким к заявленному техническому решению, является теплоизоляционный материал типа ваты, содержащий волокнистый компонент, антипирен и антисептик, отличающийся тем, что в качестве волокнистого компонента использовано естественное древесное волокно, полученное в процессе механического размола натуральной древесины, при следующем соотношении компонентов, мас.%: антипирен - 10,5-11,5, антисептик - 5,5-6,5, древесное волокно - остальное [RU 2149148, МПК С04В 18/24 (2000.01) Е04В 1/78 (2000.01), опубл. 20.05.2000 Бюл. №14].
Данное техническое решение, принятое в качестве прототипа, имеет следующие недостатки. При использовании в качестве наполнителя древесного волокна, без применения связующего, под воздействием времени будет происходить усадка материала, за счет способности древесного волокна деформироваться со временем, что приведет к увеличению плотности и появлению зазоров между теплоизоляционным материалом и конструкцией, а, следовательно, к ухудшению теплозащитных свойств, являющихся главными показателями эффективности теплоизоляционных материалов.
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, состоит в создании экологически чистого теплоизоляционного материала на основе древесного волокна с использованием модифицированного связующего, обладающего высокими технико-экономическими показателями, с повышенной огне- и биостойкостью.
Технический результат заключается в создании экологически чистого теплоизоляционного материала на основе древесного волокна в виде плит, с использованием модифицированного связующего, обладающего высокими технико-экономическими показателями, с повышенной огне- и биостойкостью.
Указанный технический результат достигается тем, что для получения теплоизоляционного материала основе древесного волокна, изготовленного из смеси, включающей древесное волокно, антисептик и антипирен, новым является то, что смесь дополнительно содержит связующее – клеевой раствор на основе высокомолекулярного декстрана с добавлением желатина технического и ПАВ – алкилбензола, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
клеевой раствор на основе высокомолекулярного декстрана
30
желатин технический
5
ПАВ – алкилбензол
2
антисептик
7,5
антипирен
10
древесное волокно
остальное
или при следующем соотношении компонентов, мас.%:
клеевой раствор на основе высокомолекулярного декстрана
35
желатин технический
5
ПАВ – алкилбензол
3
антисептик
5
антипирен
7,5
древесное волокно
остальное
или при следующем соотношении компонентов, мас.%:
клеевой раствор на основе высокомолекулярного декстрана
40
желатин технический
5
ПАВ – алкилбензол
2
антисептик
2,5
антипирен
5
древесное волокно
остальное
Использование в качестве связующего материала клеевой раствор на основе высокомолекулярного декстрана, с добавлением желатина технического и ПАВ (алкилбензол), позволяет уменьшить коэффициент теплопроводности материала, за счет создания пористой структуры материала и повысить транспортную прочность материала при малом расходе связующего. Материал на основе предлагаемого состава отличается высокими тепло- и звукоизолирующими свойствами, хорошей формостабильностью, позволяет создавать плитный материал и использовать его на горизонтальных, вертикальных и наклонных поверхностях.
Уменьшение коэффициента теплопроводности достигается за счет создания материала пористой структуры и малой плотности, за счет добавления в клеевой раствор на основе высокомолекулярного декстрана ПАВ (алкилбензол). В процессе сушки материла происходит вспенивание жидкости и как следствие увеличение числа клеевых контактов, между субстратом и адгезивом. Добавление желатина технического позволяет сделать клеевые контакты более прочными, даже при малом содержании связующего в материале, что в свою очередь позволяет получить материал с необходимыми прочностными показателями.
Теплоизоляционные свойства и прочностные показатели материала зависят от соотношения компонентов в смеси.
Пример 1. Теплоизоляционный материал изготавливается следующим образом.
Для обеспечения вышеуказанных свойств теплоизоляционного материала используется древесное волокно, полученное путем механического размола на рафинере (градус помола от 10 и до 18°ДС), с влажностью до 120%, высушивается при конвективной сушке, до влажности 15%. Далее древесное волокно обрабатывается антисептиками и антипиренами, путем распыления огне-биозащитных препаратов на влажное волокно с последующей сушкой до влажности не более 30%. После этого обработанное волокно смешивается в тихоходном смесителе с модифицированным связующем на основе клеевого раствора высокомолекулярного декстрана с ранее добавленными в него желатином техническим и ПАВ (алкилбензол), путем распыления. Полученная масса проходит стадию формирования плиты теплоизоляционного материала, которая в последующем проходит стадию термической обработки в сушильной камере конвективного типа, до полного высыхания (с влажностью 4-6%), после которого фиксируются характеристики и свойства материала.
Процесс термической обработки материала способствует вспениванию клеевого раствора на основе высокомолекулярного декстрана, за счет включения в состав желатина технического и ПАВ (алкилбензол), что приводит созданию прочных клеевых контактов, их увеличению, и получению материала малой плотности, с необходимыми прочностными показателями.
Соотношение компонентов теплоизоляционного материала, состав 1, мас.%: клеевой раствор на основе высокомолекулярного декстрана - 30; желатин технический - 5; ПАВ (алкилбензол) - 2; древесное волокно - 45,5; антисептик - 7,5; антипирен - 10.
Пример 2. Способ изготовления теплоизоляционного материала и режим термообработки принимается аналогично примеру 1.
Соотношение компонентов теплоизоляционного материала, состав 2, мас.%: клеевой раствор на основе высокомолекулярного декстрана - 35; желатин технический - 5; ПАВ (алкилбензол) - 3; древесное волокно - 44,5; антисептик -5; антипирен - 7,5.
Пример 3. Способ изготовления теплоизоляционного материала и режим термообработки принимается аналогично примеру 1.
Соотношение компонентов теплоизоляционного материала, состав 3, мас.%: клеевой раствор на основе высокомолекулярного декстрана - 40; желатин технический - 5; ПАВ (алкилбензол) - 2; древесное волокно - 45,5, антисептик - 2,5; антипирен - 5.
В таблице 1 представлены несколько примеров композиций составов, а также параметры прототипа.
Испытания показали, что изобретение позволяет получить теплоизоляционные материалы малой плотности с более низким коэффициентом теплопроводности и с высокой степенью огнезащиты по сравнению с прототипом.
Таким образом, использование изобретения позволит повысить эффективность теплоизоляционного материала за счет возможности получения материала с низким коэффициентом теплопроводности и по горючести классифицирующимся по СНиП 21-01-97, как входящего в группу умеренногорючих (Г2) материалов. Производство заявленного материала позволяет базироваться на обширной сырьевой базе древесины в виде мало используемых ныне древесных отходов лесозаготовительных, деревообрабатывающих производств.