Огнестойкие волокнистые материалы: строение, виды и назначение

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Дать характеристику огнестойким волокнам и волокнистым материалам

Огнестойкие материалы постоянно являются предметом изысканий научно-исследовательских организаций, а также находятся под пристальным вниманием компаний, которые производят строительные материалы. Огнестойкие панели на данный момент производятся с применением специального оборудования и новейших разработок в области материаловедения. Так, негорючие материалы компании Сембрит (Минерит ЛВ) изготавливаются из цемента и известкового наполнителя и усилены специально подобранным волоконным материалом.

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано в промышленных и гражданских объектах с повышенной пожарной опасностью для разделения помещения на противопожарные отсеки, защиты их от проникновения пожара и последующей локализации очагов возгорания, а также для повышения пределов огнестойкости противопожарных преград, таких как перегородки, стены, двери, участки остекления, завесы проемов, тоннелей и прочее. Гибкий огнестойкий и теплостойкий материал и защитный экран на его основе содержат несущие огнестойкие и теплостойкий сетчатые слои соответственно и из нитей на основе базальтовых волокон, покрытие из вспучивающегося вещества, теплоотражающий слой. Нити основы переплетены с нитями утка в несущих огнестойких слоях и ориентированы в направлении раскрытия материала. Защитный экран снабжен металлическим стержнем, закрепленным на его конце. Материал защитного экрана, может быть свернут по спирали в рулон или плиссирован с образованием складок.

Отличительными особенностями гибкого огнестойкого и теплостойкого материала являются следующие признаки:

- выполнение несущих огнестойких сетчатых слоев с переплетением нитей основы и утка из базальтовых волокон и расположением нитей основы по направлению раскрытия материала, а нитей утка - в поперечном им направлении,

- введение в нити несущих огнестойких сетчатых слоев непрерывных нитей диаметром 7-15 мкм,

- выполнение теплостойкого сетчатого слоя из сухого материала поверхностной плотностью 200-3000 г/м2 из непрерывных базальтовых волокон диаметром 7-15 мкм или коротких длиной 25-115 мм тонких и/или супертонких базальтовых волокон диаметром соответственно 5-15 и 3-5 мкм,

- прошивка теплостойкого слоя стеклянными, базальтовыми или кремнеземными нитями,

- скрепление теплоотражающего слоя с несущим огнестойким слоем,

- объемное соотношение несущих огнестойких слоев, покрытия и теплоотражающего слоя с теплостойким слоем от 1:3 до 1:10,

- выполнение теплоотражающего слоя в виде металлизированной частицами алюминия термопластичной пленки или алюминиевой фольги, сдублированной посредством термостойкой клеевой композиции, например на основе полиуретана или термопласта с несущим огнестойким слоем,

- свернутость слоев материала по спирали в рулон с размещением покрытия или теплоотражающего слоя на его поверхности,

- выполнение несущих огнестойких слоев с участками покрытия из вспучивающегося вещества и с полосовыми интервалами без него между ними, шириной 3-7 мм,

- плиссирование всех слоев материала с образованием складок, линиями изгиба направленными вдоль полосовых участков несущих огнестойких слоев без покрытия,

Указанные отличительные признаки гибкого огнестойкого и теплостойкого материала являются отличительными признаками выполненного из него защитного экрана. Кроме того, другими отличительными признаками защитного экрана являются следующие его особенности:

- снабжение несущих огнестойких слоев его материала продольно расположенными с нитями основы в направлении раскрытия экрана, размещенными по краям экрана или с интервалами по его ширине, тяговыми лентами или шнурами, скрепленными с ними нитями,

- закрепление на свободном конце материала металлического стержня в качестве ускорителя раскрытия материала экрана из рулона или плиссированных складок.

Указанные отличительные признаки гибкого огнестойкого и теплостойкого материала и защитного экрана на его основе являются существенными, поскольку каждый из них в отдельности и совместно направлен на выполнение поставленной задачи и достижение нового технического результата. Выполнение несущих огнестойких и теплостойких слоев из базальтовых волокон позволяет повысить температурную стойкость материала. Переплетение нитей основы и утка в сетчатых несущих огнестойких слоях с расположением нитей основы в направлении раскрытия материала и соответственно экрана позволяет надежно закрепить и удержать при защите от пожара покрытие из вспучивающегося вещества, нити основы обладают большей прочностью и способны выдерживать весовую нагрузку всего экрана, таким образом, переплетенные и расположенные нити основы и утка надежней удерживают от отслаивания и осыпания вспучивающееся вещество при воздействии огневой и тепловой нагрузки. Наличие в материале и соответственно защитном экране в качестве теплостойкого слоя сетчатого сухого материала поверхностной плотностью 200- 3000 г/м2 из непрерывных базальтовых волокон диаметром 7-15 мкм или из тонких и/или супертонких базальтовых волокон длиной 25-115 мм и диаметром соответственно 5-15 и 3-5 мкм, прошитого стеклянными, базальтовыми или кремнеземными нитями, повышает теплостойкость материала и защитного экрана, создает эффективный низкотемпературный барьерный слой на пути проникновения тепловых потоков. Теплоотражающий слой отражает ту часть тепла, которая преодолела несущие огнестойкие слои с покрытием из вспучивающегося вещества и теплостойкий слой из сухого материала.

Выполнение теплоотражающего слоя в виде металлизированной частицами алюминия термопластичной пленки или алюминиевой фольги, сдублированной посредством термостойкой клеевой композиции, например на основе полиуретана или термопласта с несущим огнестойким слоем, повышает надежность его закрепления и обеспечивает его гибкость, а также длительность функционирования в составе материала и защитного экрана без разрушения, отражающий слой, размещенный на нагреваемой поверхности на несущем огнестойком сетчатом слое, уменьшает величину теплового потока, поступающего в защитный экран.

При размещении теплоотражающего слоя с обратной поверхности экрана и соответственно материала значительно уменьшается величина теплового потока, излучаемого экраном в направлении размещенных за ним объектов защиты. Объемное соотношение слоев материала в указанных пределах по отношению к теплостойкому слою решает задачу необходимого времени эффективной защиты помещения, оборудования от воздействия пожара, для его ликвидации.

Гибкий огнестойкий и теплостойкий материал может быть свернут по спирали в рулон с расположением вспучивающегося покрытия или теплоотражающего слоя на его поверхности, либо плиссирован с образованием складок, что позволяет разместить защитный экран, изготовленный на его основе, вверху проемов дверей, окон, сцен, в верхней части перегородок, витражей компактным, вписанным в архитектуру соответствующего помещения.

Наличие металлического стержня, сплошного или полого, закрепленного на конце такого защитного экрана, позволяет использовать его в качестве ускорителя развертывания материала в направлении перекрытия проемов под действием собственного веса и гравитационных сил, что упрощает и ускоряет развертывание защитного экрана без использования специальных механизмов и удерживание экрана в рабочем положении без фиксации в ином исполнении средств стопорения.

Указанные отличительные существенные признаки являются новыми, так как их использование в известном уровне техники, аналогах и прототипе не обнаружено, что позволяет характеризовать предложенный гибкий огнестойкий и теплостойкий материал и защитный экран на его основе в совокупности новых существенных и общих известных существенных признаков соответствием критерию "новизна".

2. Волокнистые материалы для интерьера. Строение, структура и свойства

Наполнителями для слоистых пластиков называют материалы, изготовленные из различного вида волокон органического или неорганического происхождения. Они бывают тканого (ткани, ленты) и нетканого (бумага, капрон) типа. К наполнителям органического происхождения относятся: бумага (изготовленная из целлюлозы, получаемая из лиственных или хвойных пород деревьев), хлопчатобумажные ткани, ткани из синтетических волокон (типа капрона, лавсана).

Неорганическими наполнителями являются асбестовая бумага, стеклянная и асбестовая ткань.

Рассмотрим основные виды наполнителей, которые применяются в электроизоляционном производстве для изготовления слоистых листовых материалов типа гетинакса, текстолита и намоточных изделий.

Пропиточная бумага. Бумага является лучшим наполнителем для изготовления гетинакса. Нашей промышленностью выпускаются специальные сорта бумаги для изготовления гетинакса по ГОСТ 3441--55, бумага изоляционная пропиточная ИП-50, ИП-63, ИП-75.

Свойство впитывать в себя лаки и смолы является одной из важнейших особенностей пропиточной бумаги. Естественно, что бумага, на основе которой будет изготовляться электроизоляционный материал, должна быть практически нейтральной (не содержать щелочной либо кислотной среды, присутствие которых снижает изоляционные свойства изоляции и может приводить к преждевременному ее старению).

В связи с тем что пропиточная бумага обладает повышенной впитываемостью, рулоны ее должны быть упакованы во влагонепроницаемый материал и храниться в сухом складском помещении.

В целях повышения способности гетинакса к штампованию (особенно для деталей сложной конфигурации) в производстве некоторых видов гетинакса используется пропиточная сульфитно-тряпичная бумага ИПСТ-60 и ИПСТ-72 (по ВТУ2--58), изготовленная из смеси хлопковых волокон (55%) и сульфитной целлюлозы (45 %).

Бумага поставляется в рулонах заданной ширины (до 2,5 м), упакованная во влагонепроницаемый материал.

Изоляционная намоточная бумага. Отличается от пропиточной бумаги большей плотностью и меньшей впитываемостью. Эти свойства необходимы, чтобы лак, покрывающий одну ее сторону, не проникал глубоко в структуру бумаги и не проступал с обратной стороны ее, мешая тем самым процессу намотки цилиндров и трубок.

Намоточная бумага так же, как и пропиточная, хранится и транспортируется в условиях, защищающих бумагу от воздействия влаги и механических ударов.

Асбестовая бумага. Асбестовые волокна, из которых изготовляется бумага, обладают повышенной теплостойкостью. Такая бумага и дает возможность получить более стойкий материал для работы в условиях высоких температур. Однако асбестовая бумага имеет значительно более низкую механическую прочность, особенно при смачивании ее водой или растворителями. Это затрудняет ее пропитку на обычных пропиточных машинах и требует создания специальных условий пропитки.

Ткани. Для изготовления электротехнического текстолита применяются ткани достаточной плотности и механической прочности.

Шифон -- ткань, используемая для изготовления особо ответственных марок текстолита, в частности высокочастотного. Изготовляется из высокосортного хлопка.

Ткань должна отвечать физико-механическим показателям в соответствии с ГОСТ 9310--59.

Бязь. Эта ткань используется для различных толщин и марок текстолита. Обладая большой прочностью, плотностью и толщиной около 0,4 -- 0,5 мм, бязь практически вытеснила из производства электротехнических текстолитов ткань миткаль, у которой вес 1 м2 значительно меньше, что вызывает снижение производительности пропиточных машин. Применяется бязь Т1 и Т2 по ГОСТ 9821--61. Бязь поставляется в кусках шириной полотна от 75 до 100 см.

Ткань хлопчатобумажная электротехническая ЭТ-1. Ткань освоена нашей промышленностью специально для текстолита и изготовляется из высококачественного хлопка. Выпускается по ГОСТ 9821--61. Ткань ЭТ-1 обладает соответствующими физико-механическими свойствами, поверхность ее более очищена от костры и других включений, чем у бязи.

Ткань ЭТ-1 имеет значительно больший вес 1 м2, чем бязь, что выгодно сказывается на повышении производительности процессов пропитки и сборки пакетов при прессовании текстолита. Ткань ЭТ-1 поставляется в кусках и кипах в упакованном виде. Храниться ткань должна в сухих и теплых помещениях.

Ткани асбестовые. Изготовляются путем переплетения основных и уточных асбестовых нитей на ткацком станке; выпускаются по ГОСТ 6102--52 девяти марок -- от АТ-1 до АТ-9 включительно. В электроизоляционном производстве применяются асбестовые ткани только двух марок -- АТ-1 и АТ-2-- для изготовления весьма ответственного вида материала -- асботекстолита.

Асбест замечательный теплоизоляционный материал, обладает большой теплостойкостью и может широко использоваться для создания прочных и достаточно теплостойких слоистых пластиков -- асботекстолитов.

Содержание гигроскопической влаги в ткани не должно превышать 3%. Асботкань в рулонах обертывают в плотную бумагу и обшивают тарной тканью. Вес рулона не должен превышать 80 кг. Асботкань должна храниться в сухих и теплых помещениях.

Ткани из стеклянного волокна. Обладают большой теплостойкостью, механической прочностью и высокими диэлектрическими свойствами. Изготовляются они из стекловолокна, алюмоборосиликатного состава с содержанием окислов щелочных металлов не более 0,5%. Выпускаются по ГОСТ 8481--61.

Применяя для пролитии этих тканей кремний-органичеокие лаки, можно получить текстолиты теплостойкостью более 180° С.

Стеклоткань СЭ (ССТЭ-6) имеет меньшую плотность, чем ткань Э. При этих условиях смола имеет возможность более свободного перемещения в слоях ткани при прессовании текстолита, что улучшает его электрические свойства.

Стеклоткань поставляется в рулонах длиной куска не менее 100 м. Для предохранения от увлажнения рулоны стеклоткани обертываются водонепроницаемой бумагой. Хранится стеклоткань в сухих закрытых помещениях при относительной влажности воздуха не более 70%.

Недостатком стеклоткани является применение в процессе изготовления стекловолокна эмульсионного замасливателя или замасливателя на парафиновой основе. Наличие замасливателя на ткани ухудшает электроизоляционные свойства стекло-текстолитов и затрудняет склеивание слоев пропитанного наполнителя при прессовании.

В настоящее время уточняются процессы термохимической обработки стеклотканей с целью полного удаления вредных замасливателей. Предполагается пропитка этих тканей электроизоляционными аппретирующими водостойкими составами, близкими по своим свойствам к тем связующим, которые применяются при изготовлении стеклотекстолита.

Кремнеземная стеклоткань КТ-11Э. Отличается от описанных выше стеклотканей составом стекла (содержание Si до 98%, а щелочных силикатов ничтожно мало). Это делает стеклоткань более стойкой к воздействию влаги.

Учитывая особые свойства кремнеземной стеклоткани, ее используют для получения специальных влагостойких стекло-текстолитов на кремнийорганических лаках.

Стеклобумага. Изготовляется из стеклянных волокон. Для скрепления этих волокон между собой применяются связующие на базе кремнийорганических смол.

огнестойкий волокнистый теплостойкий

Список использованной литературы

1. И. Н. Коверинский «Основы технологии химической переработки древесины». Москва 1984г.

2. Н. Ю.Яковлев «Слово о бумаге». Москава. 1988 г.

Размещено на Allbest.ru