фаолит что это такое
Фаолит
Фаолит — кислотоупорная термореактивная пластмасса, изготовляемая на основе водноэмульсионной резольной фенолоформальдегидной смолы (бакелитовой смолы). Обязательным компонентом фаолита, выступающим в качестве наполнителя, является асбест (фаолит марки «А»). Обычно используют смесь хризотилового и антофиллитового асбеста в смеси с графитом (фаолит марки «Т», для повышения теплопроводности) или с песком (фаолит марки «П», для увеличения теплостойкости).
Свойства
По сравнению с другими химически стойкими материалами фаолит обладает рядом преимуществ. Под действием солнечного света и электрического освещения в течение года отвержденный фаолит немного темнеет, но механические показатели остаются без изменений. Поврежденные Фаолитовые изделия легко ремонтируются на месте, что почти исключено для керамических изделий. Эксплуатация фаолитовых трубопроводов в зимних условиях подтверждает высокую морозостойкость фаолита.
Химическая стойкость
Фаолит и фаолитовые изделия обладают весьма высокой химической стойкостью к кислым средам и органическим растворителям. Основная качественная характеристика фаолита — высокая стойкость к действию кислот (кроме кислот-окислителей). Он стоек в кислотах:
Также устойчив в растворах различных солей (до 100°С), в том числе натрия и кальция, в атмосфере газов: хлора и сернистого ангидрида до 90-100 °С. Фаолит нестоек в азотной кислоте, плавиковой кислоте и щёлочах.
Физико-механические свойства
Фаолит отличается высокой стойкостью к вибрациям, ударам и резким перепадам температур. Материал вдвое легче (плотность 1,5÷1,7 г/см3) и в 4-6 раз прочнее кислотоупорной керамики. Основные характеристики:
Недостатки
Основной недостаток фаолита заключается в том, что его малая ударная вязкость и отсутствие эластичности в ряде случаев приводит к необходимости увеличивать прочность фаолитовых изделий за счет применения тканевых прослоек (изделия из текстофаолита) или помещать фаолитовые аппараты в стальные кожухи. Плохая теплопроводность фаолита марки «А» не позволяет использовать его для теплообменной аппаратуры. Фаолит марки «Т», имеющий более высокий коэффициент теплопроводности, может использоваться в ряде подобных случаев. Недостатком фаолитирования является необходимость термической обработки в специальной камере-сушилке, что затрудняет применение фаолита для защиты арматуры в аппаратах, имеющих большие габариты.
С ростом температуры агрессивной среды увеличивается износ фаолита в результате более глубокого проникновения химических реагентов в фаолит и частично — его набухания. За стадией набухания может наступить стадия разрушения фаолита — это зависит от агрессивной среды и температуры. Резкие колебания температуры при эксплуатации фаолита нежелательны, так как они могут привести к образованию трещин.
Технология производства
Производство фаолита состоит из двух основных этапов:
Образование смолы
Образование смолы происходит в вакуумном-варочном реакторе. В определенной дозировке Фенол, формалин и аммиачная вода подается в реактор, где происходит поликонденсация реакционной смеси. Процесс длится в течение 20-30 минут при 90°С, до расслоения массы на смолу и водный слой. После этого молекулярная масса охлаждается в вакууме (не менее 500 мм рт. ст.). Из реактора удаляется вода. Высушенная смола поступает в смеситель для приготовления фаолитовой массы. Весь цикл производства смолы длится до 10 часов и позволяет получить на выходе фенолоформальдегидную смолу в объёме 115—120 % от количества загруженного фенола. Содержание свободного фенола в смоле — не более 10 %, формальдегида — не более 2 %, летучих — не более 10 %.
Смешение компонентов
Жидкую резольную смолу подогревают до 50÷60°С и помещают в смеситель. Производится загрузка наполнителей и добавок, в зависимости от марки выпускаемого фаолита:
Каждая марка фаолитов может отличаться по рецептуре в зависимости от назначения. В настоящее время производится фаолит марки В — на основе талька.
Для повышения кислотостойкости фаолита асбест обрабатывают соляной кислотой, промывают и просушивают, чтобы удалить кислоторастворимые продукты. Смешение компонентов проводится течение 1 часа. Для поддержания температуры в «рубашку» смесителя подается горячая вода.
Готовый продукт
Смола придает композиции пластичность до отверждения и твердость после отверждения. На свойстве пластичности сырого фаолита основаны способы переработки его в полуфабрикаты (листы, трубы), готовые прессованные изделия и способы изготовления из него замазок.
Готовая сырая масса может применяться в качестве фаолитовой замазки, а также для изготовления листовых и фасонных изделий.
Полученные изделия подвергают отверждению в специальных камерах при плавном повышении температуры от 60÷70°С до 120÷1300°С, производимой подачей пара в течение 25÷30 часов. Когда температура снизится до 60÷700°С листы или изделия из камеры выгружаются. Поверхность изделий из фаолита покрывают бакелитовым лаком (спиртовым раствором фенолоформальдегидной смолы) в ванне. Лаковое покрытие дополнительно отверждают в камере примерно по такому же режиму, как и изделия из фаолита.
Применение
Фаолит применяют в качестве теплозащитного и кислотоупорного материала. Фаолитовые изделия можно собирать из отдельных деталей, изготовляемых из отвержденных фаолитовых листов и труб. Листы и изделия, изготовляемые из сырого фаолита, отверждают для перевода смолы в неплавкое и нерастворимое состояние, после чего они становятся пригодными в качестве кислотостойкого материала в химических аппаратах, трубопроводах.
Текстофаолит
Текстофаолит представляет собой материал, состоящий из нескольких слоев фаолита с проложенными между ними слоями ткани. Различают ткани на основе стеклянных нитей (стеклоткань, стеклосетка), на основе хлопчатобумажных тканей (бязь, миткаль, бельтинг), на основе угольной, графнтированной или какой-либо другой ткани. За счет применения тканей изделия из текстофаолита становятся прочнее в 1,5—2 раза по сравнению с изделиями из фаолита. Текстофаолит применяют для изготовления крупногабаритных вентиляционных труб высотой до 200 м, работающих в жестких условиях воздействия различных агрессивных сред.
Фаолит кислотостойкий
По коррозионной стойкости фаолит превосходит свинец.
Многолетняя производственная практика подтверждает ценность фаолита как кислотостойкого антикоррозионного материала.
В сернокислотной промышленности в промывных отделениях контактных заводов испытаны и оправдали себя при эксплуатации фаолитовые газоходы различных диаметров. Газопроводы из фаолита вполне надежны и стойки в среде влажного сернистого газа и продолжительное время работают без каких-либо признаков разрушения.
Основные свойства фаолита
Фаолит это кислотостойкая пластическая масса, получаемая на основе феноло-формальдегидной резольной смолы и кислотостойкого наполнителя — асбеста, графита или кварцевого песка. В зависимости от природы наполнителя и количественного соотношения между смолой и наполнителем могут составляться фаолитовые композиции, изделии из которых различаются как по своим физико-механическим свойствам, так и по кислотостойкости.
Термореактивная феноло-формальдегидная смола способна под влиянием нагревания переходить в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. В соответствии с этим и фаолитовая масса, в которой частички наполнителя связаны между собой вязкой растворимой смолой, при термообработке отверждается, становится неплавкой и нерастворимой.
Фаолит нашел широкое применение во многих отраслях промышленности как конструкционный материал. В ряде случаев он заменяет цветные металлы, особенно свинец.
Легкость фаолита (плотность 1,5—1,7 г/см 3 ), химическая стойкость к кислым агрессивным средам и способность к формованию позволяют изготовлять из него химически стойкую аппаратуру весом в несколько раз меньше металлической.
Фаолит можно применять при более высокой температуре, чем многие другие кислотостойкие пластические массы. В производственных условиях фаолит эксплуатируется при температуре 170 °С и выше. Однако нельзя подвергать фаолит нагреву открытым пламенем.
Фаолиты
Фаолиты – это кислотоупорные пластмассы на основе водоэмульсионных резольных фенолоформальдегидных олигомеров и кислотостойкого наполнителя. В зависимости от применяемого наполнителя различают три марки фаолита:
Выпускают фаолиты как в виде полуфабрикатов — сырых листов, прессовочной массы и замазок, так и в виде готовых изделий из отвержденного фаолита.
Процесс производства фаолитов состоит из стадий синтеза жидкого резольного олигомера, смешения его с наполнителем, вальцевания массы, переработки ее в изделия и термообработки (отверждения) изделий из фаолита.
Синтез резольного олигомера проводят в реакторе, в котором резольный фенолоформальдегидный олигомер нагревается до 50—70 °С, после чего он сливается в мерник. Смешение компонентов композиции осуществляется в лопастном смесителе при 60—65 °С.
Ниже приводят нормы загрузки компонентов для получения фаолита различных марок:
Марка и назначение фаолита | Сырье | Содержание, масс ч. | |||||
Марка А; для листов, сосудов, аппаратов | Резольный олигомер | 100 | |||||
Асбест антофиллитовый | 95 | ||||||
Асбест хризотиловый | 5 | ||||||
Марка В; для пресс-изделий | Резольный олигомер | ||||||
Асбест хризотиловый | |||||||
Марка Т; для труб | Резольный олигомер | 100 | |||||
Асбест хризотиловый После смешения дальнейшие стадии процесса определяются целевым назначением получаемых продуктов. Для изготовления фаолитовой замазки масса после вальцов подается на упаковку. Для получения сырых листов масса из смесителя подается на вальцы, где вальцуется с фрикцией при температуре горячего валка 70—90 °С и холодного валка 25—30 °С, и пропускается через каландр. Для получения труб и профильных изделий пресс-масса после вальцевания подается в пресс или экструдер. Температура обогреваемого цилиндра экструдера 60—70 °С. Затем трубы и другие изделия направляются в камеру на отверждение. Отверждение проводится при 60—120°С в течение суток. После отверждения изделия поступают на механическую обработку (токарный станок или пила), покрываются резольным лаком и сушатся. О длительности работы фаолитовых изделий в различных средах можно судить из приведенных ниже данных:
|