ПОЛИМЕРНЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

СОТОПЛАСТЫ

£ отопласты по сравнению с пено - и поропластами имеют геометрически более правильную структуру ячеек, но отличаются более выраженной анизотропией свойств. Они могут быть получены на основе бумаги, бязи, стеклоткани, фольги и других рулонных или листо­вых материалов и отличаются от пенопластов сравни­тельно более высокой прочностью и теплостойкостью.

■Сотопласты могут иметь ячейки (рис. 65) шестигран­ной (а), ромбической (б), квадратной (в), синусоидаль­ной (г), а также шестигранной усиленной (5) и сме­щенной (е) форм. Наиболее широко применяются со­ты с ячейками шестигранной формы, повторяющие структуру обычных пчелиных сот: они обладают наи­большей по сравнению с ячейками другой формы проч­ностью и сравнительно просты в изготовлении. Величи­ну сотовой ячейки принято определять по размеру сто­роны шестигранника в мм.

Соты из бумаги, хлопчатобумажных или стеклянных тканей изготовляют с применением синтетических кле­ящих материалов и часто пропитывают полимерами для придания им большей жесткости и прочности.

В зависимости от материала, из которого изготовлен сотопласт, величины ячейки и полимерного связующего, используемого для пропитки, принята система марки­ровки сотопластов: сотопласт марки ИП-63-7-МФФ из­готовлен из бумаги ИП-63 с величиной ячейки 7 мм и пропитанной карбамидным полимером МФФ; марки Б-5-Р-21—на основе бязевой хлопчатобумажной ткани с величиной ячеек 5 мм, пропитанной лаком Р-21 на ос­нове феноло-формальдегидного полимера.

Сырье. Бумажные сотопласты изготовляют на основе изоляционно-пропиточной бумаги ИЛ-63 (ГОСТ 3441—55), крафт-бумаги КР и битумной бумаги (ГОСТ 515—50). Для изготовления сот на основе тканей используют суровую бязь артикул 1118 (ОСТ

НКТП 30285-40 и 30286-40) и артикул 1133 (ОСТ НКТП 30306-41), стеклоткань марок Т (ГОСТ 8481—61) Э (ГОСТ 8481—61); ЭСТБ (ГОСТ 8481-61) и др. Мате­риалом для изготовления сотовых заполнителей из алю­миния и его сплавов служит фольга марок А1Т, АД1Н. АМгН, САП. Обычно для изготовления сот применяют фольгу толщиной 0,03; 0,04; 0,05; 0,08; 0,1 и 0,15 мм.

Для проклеивания и пропитки сотоблоков применяют карбамидные (МФФ, МФ-17), феноло-формальдегндные (Р-21, БФ-2 и'др.), а также эпоксидные (ЭД-5, ЭД-6 и др.) и полиэфирные (ПН-1, ПН-2 и др.) полимеры пли композиции на их основе, поливипилацетатные эмульсии с различными добавками и др.

Технология изготовления. Сотопласты можно изго­товлять различными методами: склеиванием из профили­рованных листовых материалов; растяжкой пакетов; методом объемного ткачества [7, 10, 45, 52, 77].

Склеивание сотоблоков из профилированных листовых материалов. Этот метод прост и не требует специального оборудования. Ткань или бумагу пропитывают раство­
ром полимера в обычных пропиточных машинах и высу­шивают. Затем прессованием в нагретой прессформе по­лучают гофрированные листы необходимого сечения и размеров. На склеиваемые поверхности наносят слои клея и собирают гофры в блок необходимой толщины, который затем склеивают при прогреве.

Сотоблокн можно склеивать и из непропитанных ма­териалов. В этом случае сотоблокн получают на специ­альной установке, снабженной гребенками для профили­рования материала, устройством для нанесения клея и профилированной обогреваемой плитой. После склеива­ния блоки пропитывают раствором полимера, погружая в ванну, а затем высушивают. Готовые блоки разреза­ют па заготовки необходимых размеров прн помощи лен­точной пнлы.

Изготовление сотоблоков из рулонных материалов методом растягивания пакетов. Этот метод позволяет механизировать все операции процесса, что обеспечивает

Стабильность качества и снижение стоимости сото - пластов по сравнению с вы­шеописанным (рис. 66). Бу­мага или ткань, подаваемая в станок, перематывается из рулона 1 на металличес­кую пластину 3. По пути движения бумага проходит через батарею клеенанося - Е1их роликов 2, 4, 5, 6, 7. Расстояние между смежны­ми роликами определяет размер сот. После каждого

Батарея роликов смещает­ся вдоль ширины бумаги на

Расстояние полушага сот. Таким путем достигают чередования на бумаге клеевых полос. Слои бумаги склеиваются между собой по клеевым полосам (обыч­но под давлением с нагревом). По окончании пере­мотки рулона блок снимают с пластины, разрезают на полосы нужной толщины, растягивают их и пропиты­вают раствором полимера. После сушки и отверждения полимера бумажные сотоблокн становятся прочными и жесткими, обы'миыи нес п Г>0 ПО к.'/мл.

Клеевые полосы. можно наносить на ранее пропитан­ный полимером материал. С учетом работы сотопласта в конструкции клеевые полосы могут наносить на стекло­ткань, например вдоль рулона, учитывая, что ткань по основе имеет более высокую прочность. По такому прин­ципу работает установка, предусматривающая намотку пакетов материала с нанесенными клеевыми полосами одновременно с двух рулонов. Два рулона ткани или бу­маги закрепляют в зажимах, откуда ткань, пройдя для разглаживания и подсушки через горячие валки, посту­пает в устройство для нанесения клея. Клей наносится полосами вдоль материала с одной стороны. Причем по­лосы клея, нанесенные на первый рулон, смещены отно­сительно полос на втором рулоне на полшага. Материал с нанесенными клеевыми полосами подсушивается при прохождении через сушильные устройства и наматы­вается на барабан одновременно с двух рулонов. Сушка служит для удаления из клеевой полосы растворителя, поэтому режим сушки должен исключать возможность полимеризации клея.

Клей полимеризуется при термообработке на бараба­не или при нормальной температуре в зависимости от вида применяемого полимера.

Полученные блоки разрезаются на барабане на паке­ты и растягиваются на специальной установке. Затем их закрепляют на рамках и пропитывают раствором поли­мера, погружая в ванну. Для повышения физико-меха­нических свойств сотопластов пакеты пропитывают не­сколько раз. На этом же оборудовании сотопласты мо­гут изготовляться на основе рулонных материалов, про­питанных полимерами.

Изготовление сотопласта методом объемного ткаче­ства. Изготовление сотоблоков на ткацком станке яв­ляется наиболее перспективным методом. На ткацком станке можно получать соты с любой формой ячеек, при­чем одновременно может быть получена одна из наруж­ных обшивок будущей конструкции. Метод позволяет из­готовлять изделия в широком диапазоне кривизны с по­стоянной или переменной толщиной. Сотоблоки изго­товляют на модернизированном челночном ткацком стан­ке, который может работать по закодированной про­грамме.

Получаемые соты отличаются более высокой проч­ностью в местах соединения отдельных сот между собой, благодаря механической связи между ячейками при дви - жепии нити. Метод дает возможность вводить в конст­рукцию нити различных материалов: стеклянные, асбе­стовые, металлические и др

Снятые с ткацкого станка сотоблоки растягивают до образования ячеек требуемой формы, пропитывают и подвергают термообработке.

Изготовление древеснобумажного сотопласта. Ячейки древеснОбумажного сотопласта (шестигранной формы)

Выполнены из бумаги, а ребра жесткости — из лущеного шпона. Сырьем для изготовления служит оберточная бумага (ГОСТ 8273—57 типа А) и узкие полосы луще­ного шпона толщиной 1,15—1,5 мм из отходов производ­ства или твердой древесноволокнистой плиты толщиной 3—4 мм. Шпон с бумагой склеивают карбамидным кле­ем. Такой сотопласт можно изготовлять как ручным, так и механизированным способом. На рис. 67 показана схе­ма полуавтомата для изготовления древеснобумажного сотопласта машинным способом.

Полоски шпона укладывают стопкой в кассете. За­хватами цепей транспортера они продвигаются через клеевые вальцы, где на них с двух сторон наносится кле­евой состав, а затем, увлекаемые бумажной лентой, - по­даются на барабан, где склеиваются с бумажной лентой. Клеевой слой высыхает при прохождении через сушиль­ное устройство. После просушки заготовка разрезается на отрезки необходимых размеров, которые затем растя - I ива юг.

Для улучшения тепло - п звукоизоляционных свойств и повышения прочностных показателей сотопластов всех рассмотренных типов их ячейки могут быть заполнены ненопластами путем заливки, засыпки крошки или непо­средственным вспениванием композиций в них.

Свойства и области применения. Прочностные, тепло - физические и другие свойства сотопластов зависят от

Формы и размера ячейки сот; прочности и толщины ма­териала, образующего соты; прочностных свойств поли­мерного материала, применяемого для пропитки сот. На­пример, сотопласт, пропитанный феноло-формальдегид - ным связующим, имеет большую прочность по сравне­нию с таким же сотопластом, пропитанным мочевино - формальдегидным связующим. В табл. 76 приведены прочностные показатели сотопластов разных марок.

Сотопласт — ярко выраженный анизотропный мате­риал, прочность его зависит от направления приложения нагрузки. Так, для сотопласта ИП-63-5-МФФ предел прочности при сжатии (в кгс/см1) в зависимости от на­правления действия нагрузки составляет:

Параллельно стороне ячейки. . . . . 12—14

Перпендикулярно стороне » ... 1,15

» ребру » .0,5

Примечания: 1. Все величины сопротивлений даны в кгс/см? для сотопластов с расстоянием между параллельными сто­ронами ячейки 12 мм.

2. В графе а даны пределы прочности при кратковременных ис­пытаниях, в графе б—при длительных нагрузках.

3- Коэффициент однородности сотопластов равен 07 4. Расчетные сопротивления и модули ynpvrocTH и сдвига для согоиласТип. илхплиниш'и чл игольное ирсин и условиях повышен­ной илнжногш (щшмсрип Ч()% оги.»•HttMi. iHHi и. чяжшктн). е.'Н'дуег уМНПЖ.'ИЬ II. I |<1) (ффнПШ'ПГ 0.5

27S

Основные нормативные характеристики для расчета конструкций с применением сотопластов приведены в табл. 77 [38].

Сотопласты обладают высокими теплоизолирующи­ми свойствами. В зависимости от направления теплового потока коэффициент теплопроводности меняется: напри­мер, для сотопласта на основе изоляционно-пропиточной бумаги ИП-63 с величиной ячейки 7 мм прн направлении теплового потока параллельно сторонам ячеек коэффи­циент теплопроводности >,=0,083 ккал/м-ч-град, а при перпендикулярном направлении Я=0,057 ккал/м-ч-град. Теплоизолирующие свойства сотовых заполнителей за­висят от толщины воздушной прослойки между стенками ячеек: чем меньше толщина воздушной прослойки, тем больше ее неподвижность. Появление даже небольшой конвекции резко повышает теплопроводность воздуха.* Теплоизолирующие и звукоизолирующие свойства сото­пластов могут быть улучшены, если ячейки заполнить вспененным пенопластом, крошкой мипоры или другими материалами.

В строительстве применяют в основном сотопласты на основе бумаги и хлопчатобумажных тканей. Они исполь­зуются для изготовления глухих и светопрозрачных сте­новых панелей, плит покрытий, перегородок, дверей и т. д. [7, 33, 38, 45, 62, 77].