Thermosetting Binder for Fibrous Insulating Materials

Abstract

Постановка задачи. Модернизация систем изоляции инженерных сооружений, в том числе и трубопроводов и промышленных объектов, направлена как на решение общих задач энергоэффективности, так и частных задач теплосбережения и экологической безопасности. В связи с этим разработка и применение связующего, отверждаемого при значительно меньших температурах и не содержащего фенолы, является актуальной задачей. Результаты. Эксперимент, проведенный для оценки влияния на адгезию к различным поверхностям комплексного связующего, отверждаемого в температурном интервале от 80 до 140 С, позволил определить оптимальные расходы латентного компонента и модификатора, которые составили соответственно 3,6-4,0 % и (2,6 ± 0,1) % по массе связующего при оптимальной температуре тепловой обработки 100 С. Расчетом установлено, что при переходе от тепловой обработки при 250 С к тепловой обработке при 100 С прямые затраты тепла снижаются на 60 %, а энергетические затраты на изготовление минераловатных цилиндров на 20-30 %. Выводы. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность применения эпоксидного клея на латентных отвердителях в качестве связующего для высокопористых систем с распределением и отверждением этого связующего на тонких минеральных волокнах. Определены характеристические параметры процесса отверждения, длительность которого уменьшается с повышением температуры и содержания латентного отвердителя. Statement of the problem. The modernization of insulation systems of engineering structures, including pipelines and industrial facilities, is aimed both at solving general problems of energy efficiency, as well as the particular tasks of heat saving and environmental safety. Therefore the development and use of a binder that cures at much lower temperatures and does not contain phenols is an urgent task. Results. An experiment conducted to assess the effect on adhesion to various surfaces of a complex binder cured in the temperature range from 80 to 140 °C allowed us to determine the optimal flow rate of the latent component and modifier, which were 3.6-4.0 % and (2.6 ± 0.1) % respectively by the weight of a binder at an optimal heat treatment temperature of 100 °C. The calculation suggests that when switching from heat treatment at 250 °C to heat treatment at 100 °C, direct heat costs are reduced by 60 %, and energy costs for the manufacture of mineral wool cylinders by 20-30 %. Conclusion. The possibility of using epoxy glue on latent hardeners as a binder for highly porous systems with the distribution and curing of this binder on thin mineral fibers has been justified theoretically and confirmed experimentally. The characteristic parameters of the curing process have been identified whose duration decreases as temperature and the content of latent hardener increase.