борсиликатный волокнистый армодренажный материал и способ его получения

Формула изобретения

1. Волокнистый армодренажный материал, выполненный в виде пропитанного органическим связующим сетчатого полотна из стекловолокон, основные и уточные ровинги которого скреплены прошивными нитями с образованием ячеек четкой конфигурации, отличающийся тем, что сетчатое полотно выполнено из борсиликатных стекловолокон, при этом каждый основный стеклоровинг полотна скреплен с уточным стеклоровингом тремя прошивными стеклонитями переплетением типа "трико", а поверхностная плотность сетчатого полотна составляет 180 - 320 г/м².

2. Материал по п.1, отличающийся тем, что средний размер ячейки сетчатого полотна составляет (5 - 40) х (5 - 40) мм.

3. Способ получения волокнистого армодренажного материала, включающий расплавление зернистого материала, формование волокна, плетение сетчатого полотна из сформированных волокон путем скрепления основных и уточных ровингов прошивными нитями, и обработку органическим связующим, отличающийся тем, что расплавлению подвергают борсиликатный материал, а плетение полотна осуществляют путем скрепления каждого из основных и уточных стеклоровингов тремя прошивными стеклонитями типа "трико" до получения поверхностной плотности материала 180 - 320 г/м².

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что обработку связующим ведут при температуре 130 - 180^oC.

5. Способ по п. 3 или 4, отличающийся тем, что в качестве связующего используют латекс или синтетический клей или их смесь.

6. Способ по п. 3 или 4, отличающийся тем, что в качестве связующего используют смесь состава, мас.%:

Латекс - 15 - 20

Карбамидно-формальдегидная смола - 5 - 15

Вода - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению борсиликатного волокна и изделий из него, в частности в виде сетки, которые могут быть использованы в различных отраслях промышленности, в том числе в химической, в качестве фильтров или носителей адсорбентов и катализаторов, в дорожном строительстве - в качестве арматуры асфальтовых покрытий, в промышленности стройматериалов и т.п.

Известен силикатный волокнистый материал, изготовленный в виде полужесткой сетки, состоящей из двух групп нитеобразных стренг, одна из которых расположена поперечно, а другая - продольно, при этом стренги жестко соединены в местах взаимного пересечения. Материал пропитан связующим. (US, патент N 4699552, 1987).

Недостатком известного материала является его недостаточная гибкость из-за жесткого скрепления стекловолокон в узлах, и, соответственно, пониженная прочность.

Известен армодренажный композитный материал, содержащий матрицу из нетканого фильтрующего элемента и армирующие полосы из однонаправленного ровингового стекложгута, пропитанного термопластовым клеем.

Способ получения известного материала предусматривает скрепление стекложгута с матрицей по всей поверхности посредством воздействия температуры и давления. (Заявка RU N 95111353, 27.06.97, Бюл. N 18).

Однако данный способ сложен и предусматривает использование высоких давлений.

Известен материал, используемый в качестве армирующего стекловолокна и способ его получения, включающий расплавление стеклообразующей массы таким образом, чтобы часть тугоплавких компонентов осталась нерасплавленной, затем формируют частично расплавленную массу в волокна. Расплавленный материал в качестве тугоплавких компонентов содержит Al₂O₃, ZnO₂, а полученное стекловолокно содержит SiO₂, Al₂O₃, MgO, CaO, B₂O₃, Na₂O. Полученное волокно имеет выступы на поверхности (Заявка GB N 1456876, 1976).

В указанном патенте не раскрывается изготовление изделий из полученного материала.

Способ получения изделий из подобного стекловолокна раскрывается в заявке GB N 1253054, 1971, и он предусматривает обработку волокон связующим (органическим или неорганическим) в присутствии вещества, выделяющего кислород. При этом выделяется тепловая энергия, достаточная для сплавления волокон в точках соединения.

Однако полученное таким образом изделие в виде сетки является недостаточно гибким.

Известен волокнистый армодренажный материал в виде сетчатого полотна, пропитанного органическим связующим (смолой) и способ его получения путем расплавления силикатной массы, формование из нее волокон, плетение сетки и обработку органическим связующим. (Заявка EP 0318707, 1989).

При использовании данного материала в качестве арматуры для асфальтовых покрытий отмечается его недостаточная прочность из-за высокой жесткости сетчатого изделия.

Задачей изобретения является создание армодренажного материала в виде сетчатого полотна, обладающего повышенной гибкостью, прочностью, коррозийной устойчивостью, а также разработка способа его получения.

Поставленная задача решается описываемым борсиликатным волокнистым армодренажным материалом, выполненным в виде сетчатого полотна, в котором каждый основной стекло-ровинг скреплен с уточным тремя прошивными стеклонитями переплетением "трико" с образованием четкой конфигурации ячейки, полотно обработано органическим связующим и имеет поверхностную плотность 180 - 320 г/м².

Предпочтительно, чтобы средний размер ячейки сетчатого полотна составлял (5 - 40) (5 - 40) мм.

Задача решается способом получения заявленного материала, включающим расплавление зернистого борсиликатного материала, формование волокна, плетение сетчатого полотна из сформированных волокон путем скрепления каждого из основных и уточных стекло-ровингов тремя прошивными стеклонитями типа "трико" до получения поверхностной плотности материала 180 - 320 г/м², и обработку органическим связующим, предпочтительно при 130 - 180^oC, при этом в качестве связующего рекомендован латекс, синтетический клей или их смесь, или, например состав: 15 - 20 мас.% латекс, 5 - 15 мас.% карбамидо-формальдегидная смола и вода остальное.

Пример осуществления изобретения. Борсиликатный зернистый материал, содержащий, мас. %: SiO₂ 53,7 0,7; CaO 19 0,5; MgO 4,0 0,4; B₂O₃ 8,5 0,5, P₂O₅ 14,7 0,5; Na₂O не более 1,0; Fe₂O₃ не более 0,6, подвергают расплавлению.

Расплав подают на стадию формования стекловолокон путем продавливания расплавленной массы через фильеры.

Из сформованного волокна осуществляют плетение сетчатого полотна следующим образом.

Для выработки полотна применяют стекло-ровинг в основе РБТ-2400, в утке РБТ-2640, в качестве прошивной нити используется стеклонить ЕС9-54 2780.

Изготовление ровинга происходит на тростильно-мотальных машинах 2 ТМС. Ровинг РБТ-2400 состоит из комплексных стеклонитей ЕС13-240 в 10 сложений, РБТ-2640 в 11 сложений.

Прошивная ст. нить ЕС9-54 2780 вырабатывается из комплексных ст. нитей ЕС9-54, которая проходит две стадии переработки.

На первой стадии происходит размотка комплексной стеклонити и первая крутка. В результате получается ст. нить ЕС9-54,5 80 (80 кручений). Затем во второй стадии происходит трощение 2-х нитей и вторичная крутка. Получается готовая прошивная нить ЕС9-54 289.

Изготовление полотна происходит на вязально-прошивных машинах типа "Малимо".

Выработка полотна происходит за счет наложения нитей основы на уточные нити и скрепления их между собой прошивной нитью.

Прошивные нити сплетают в основный ровинг и в местах контакта скрепляют его с уточным ровингом.

Каждый основный ровинг оплетается тремя прошивными нитями переплетением типа "трико".

Для изготовления сетчатого полотна используют 42 основных ровинга. Для получения ячейки 25 25 мм применяется специальная каретка, у которой скорость раскладки уточного ровинга синхронизирована со скоростью уточного транспортера.

Соотношение основных и уточных ровингов, а также прошивной нити составляет; г/м²: основа 101; уток 106; прошив 43,5.

Поверхностная плотность полотна составила около 300 г/м².

Далее сетчатое полотно обрабатывают на пропиточных машинах связующим, содержащим 20% латекса, 10% карбамидо-формальдегидной смолы и 70% воды.

Процесс ведут до полной полимеризации связующего при 140 - 150^oC.

На стадии обработки сетчатого полотна использовались и другие известные связующие, у которых процесс полимеризации осуществляется при 130 - 180^oC.

Связующий состав обеспечивает оптимальную жесткость полученного материала.

Описанным выше способом получен образец заявленного материала с поверхностной плотностью от 180 до 330 г/м², имеющий средний размер ячейки сетчатого полотна (5 - 40) (5 - 40) мм.

Именно выше указанные характеристики полученного материала при использовании его в качестве армодренажного обеспечивают оптимальную прочность и жесткость и высокие эксплуатационные характеристики.

Состав исходного сырья (борсиликатное сырье) обеспечивает высокую устойчивость в агрессивных средах.

Заявленный способ плетения обеспечивает необходимые физико-механические характеристики сетки.

Основные отличия полотна от известных типов, известных из уровня техники, состоят в следующем:

- каждый основный ровинг оплетается тремя прошивными нитями переплетением "трико",

- данное переплетение позволяет производить надежную фиксацию уточных ровингов относительно основных;

- оригинальное решение механизма прокладки уточных ровингов позволяет получать полотно с четкой конфигурацией ячейки.

Физико-механические показатели изделия, полученного в объеме заявленной совокупности признаков, представлены в таблице.

Сетчатое полотно может быть использовано как армирующий материал при изготовлении асфальто-бетонных покрытий, как носитель катализаторов и адсорбентов, как фильтрующий материал, а также найти ряд других новых областей использования.