По назначению теплозащитные материалы разделяют на собственно теплоизоляционные и теплозащитные материалы. Для первых минимальным должен быть коэффициент теплопроводности, для вторых – величина произведения коэффициента теплопроводности на плотность материала. Собственно, теплоизоляционные материалы предназначены для уменьшения потерь тепла объектом, теплозащитные - главным образом для защиты персонала и оборудования от тепла, поступающего извне.
Теплозащитные материалы подразделяют по природе исходного сырья, пористости, температуре применения, внешнему виду, назначению и другим признакам. По природе сырья теплоизоляционные материалы могут быть неорганическими и органическими. Существуют также теплозащитные материалы смешанного типа, состоящие из смеси минеральных вяжущих материалов и органических наполнителей.
По пористости теплозащитные материалы разделяют на легковесные (пористость 45-75%) и ультралегковесные (более 75%). Свойства некоторых наиболее распространенных теплозащитных материалов даны в работах [1…8].
Основные особенности теплозащитных материалов обусловливаются именно их высокой пористостью (объемная доля пористости в %), которая может быть достигнута добавлением в материал пористого наполнителя (природного или искусственного), вспучиванием при нагревании, введением и последовательным удалением различных добавок (обычно выгорающих), введением воздуха в суспензию или расплав, выделением газообразных продуктов вследствие протекания химических реакций при порообразовании, использованием волокон. В зависимости от назначения теплоизоляционных материалов и требуемых эксплуатационных свойств применяют определенный метод порообразования.
Большинство высокоэффективных теплозащитных материалов являются композиционными и негорючими, и независимо от их происхождения, все они являются результатом объемного сочетания разнородных компонентов, один из которых образует наружный слой и обладает некоторыми специфичными свойствами, а другой (наполнитель) обладает высокой прочностью и/или определенными функциональными свойствами; при этом, композиционные материалы имеют свойства, которыми не обладают их отдельные компоненты. Поэтому разрабатывать мы будем именно композиционный теплозащитный материал.
В качестве наполнителя используем один из самых распространенных теплозащитных материалов - войлок. Войлок – плотный нетканый текстильный материал из валяной шерсти. Изготавливается обычно в виде полотнищ, которые имеют различную толщину, в зависимости от назначения. Сорта войлока, изготавливаемые из тонкого пуха кроликов или коз, известны под названием фетр. Шерстяные волокна имеют верхний чешуйчатый слой - кутикулу. Благодаря ему волокна могут сцепляться друг с другом под воздействием горячей воды и пара, это свойство важно в нашей разработке. Основным предназначением войлока будет теплозащита тела.
В качестве наружного слоя используем паропроницаемую и водоотталкивающую мембрану на основе известной бинарной смеси полимеров ПАН-ПВДФ. Основным предназначением этой мембраны будет защита от дождя, ветра и отведение испарений (пота) от тела. Для повышения износостойкости наружного слоя используем огнестойкий фторсодержащий латекс на основе СКФ-26.
Соединение наполнителя и внешнего слоя будет состоять из следующих стадий: склеивание внешнего полиамидного износостойкого слоя и мембраны, представляющей собой бинарную смесь полимеров ПАН-ПВДФ, сушку, дальнейшие склеивание с утеплителем (войлок) и приклеивание внутреннего износостойкого слоя, рис. 1.
Рис. 1. Блок-схема изготовления материала
В результате получаем конструкцию, которая показана на рис. 2.
|
|
|
1. Внешний износостойкий слой, 2. Клей, 3. Мембрана, 4. Войлок, 5. Внутренний износостойкий слой |
Рис. 2. Схематическое изображение материалов пакета
|
|
|
|
Образец фирмы “Фарадей“ |
Разработанный образец |
Рис. 3. Сравнение образцов
Выводы
Предложен новый многослойный теплозащитный материал, состоящий из паропроницаемой и водоотталкивающей мембраны, и разработана технология его получения.
Литература:
- http://chem21.info/info/606096/
- http://www.chemport.ru/data/chemipedia/article_3666.html
- http://slovari.yandex.ru/art.xml?art=bse/00083/88500.htm&encpage=bse
- Патент №2303528. Способ получения многослойного огнестойкого текстильного материала, 06.12.2005 A62B17/00, B32B3/10.
- Патент №2294414 Огнестойкий текстильный материал. 06.06.2005 C09D183/04, C09K21/14, D06M15/643, D06M15/693.
- Патент №2294411 Огнестойкий текстильный материал. 04.05.2005 C09D127/06, C09K21/14, D06M13/298, D06M15/244.
- Патент №2294412 Огнестойкий материал. 28.03.2005 B32B27/02, B32B3/10, B32B5/08, C09K21/14.
- Патент №2294413 Огнестойкий текстильный материал. 28.03.2005 B32B27/02, B32B3/10, B32B5/08, C09K21/14.
