Спосіб одержання колоїдної силікатної дисперсії та її застосування
Формула / Реферат
1. Спосіб одержання колоїдної силікатної дисперсії, яка містить діоксид кремнію та оксид алюмінію, що включає:
- розчинення гранульованого мінерального матеріалу, який містить у водному розчині діоксид кремнію та оксид алюмінію у молярному співвідношенні від 2 до 12, з одержанням розчину, що містить як центри кристалізації повторно осаджені частки матеріалу;
стабілізацію таким чином одержаного розчину з утворенням дисперсії.
2. Спосіб за п.1, в якому вміст сухого залишку в дисперсії доводять шляхом видалення води.
3. Спосіб за п.1, в якому вміст сухого залишку в дисперсії доводять шляхом додавання води.
4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, в якому гранульований мінеральний матеріал має склоподібну аморфну структуру.
5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, в якому молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду алюмінію знаходиться у діапазоні від 2,5 до 8, переважно від 3,5 до 6.
6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, в якому гранульований мінеральний матеріал містить оксид лужного металу або оксиди лужних металів і молярне співвідношення діоксиду кремнію та суми оксидів лужних металів знаходиться у діапазоні від 10 до 350, переважно від 15 до 150.
7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, в якому гранульований мінеральний матеріал містить оксид кальцію і/або оксид магнію, і/або оксид заліза, де молярне співвідношення діоксиду кремнію та суми оксиду кальцію, оксиду магнію і оксиду заліза (у вигляді FeO) знаходиться у діапазоні від 0,5 до 2, переважно від 0,6 до 1,5.
8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, в якому гранульований мінеральний матеріал містить від 35 до 45 мас. % SiO2 і від 8 до 25 мас. % Аl2О3.
9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, в якому гранульований мінеральний матеріал містить компоненти при такому співвідношенні, мас. %:
SiO2
35-45
Аl2О3
10-25
R2O
0,2-3,
де R означає Na або К.
10. Спосіб за п. 9, в якому гранульований мінеральний матеріал містить компоненти при такому співвідношенні, мас. %:
CaO
12-35
MgO
6-20
FeO
2-10.
11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, в якому гранульований мінеральний матеріал містить компоненти при такому співвідношенні, мас. %:
SiО2
35-45
Аl2О3
8-13
R2O
0,2-1,
де R означає Na або К.
12. Спосіб за п. 11, в якому гранульований мінеральний матеріал містить компоненти при такому співвідношенні, мас. %:
CaO
30-40
MgO
5-11
FeO
0,1-1.
13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, в якому гранульований мінеральний матеріал є матеріалом з мінеральної вати, відходами при одержанні мінерального волокна, такими як прядильні відходи, невикористані мінеральні волокна або вироби, а також вторинна сировина з мінерального волокна.
14. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, в якому розчин стабілізують шляхом зміни рН або зміни характеру електроліту розчину.
15. Спосіб за будь-яким з пп. 1-14, в якому розчин стабілізують за допомогою поверхнево-активних речовин і/або полімерів.
16. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, в якому водний розчин являє собою розчин неорганічної або органічної кислоти, переважно водний розчин, що містить кислоти, вибрані з НСl, HNO3, H2SO4, Н3РО4 або органічної кислоти, такої як мурашина, оцтова та пропіонова кислота.
17. Спосіб за п.16, в якому кислота є мурашиною, оцтовою або пропіоновою кислотою.
18. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, в якому водний розчин є лужним розчином.
19. Спосіб за п. 18, в якому лужний розчин є розчином лугу або амонію, або гідроксиду лужноземельного металу, карбонату або гідрокарбонату, переважно вибраного з групи, що включає розчин гідроксиду натрію, калію, літію або амонію, або кальцію, або магнію.
20. Спосіб за будь-яким з пп. 1-19, в якому у дисперсії доводять вміст сухого залишку від 5 до 60 мас. %.
21. Спосіб за будь-яким з пп. 1-20, в якому розчинення проводять при температурі від 80 до 100°С, переважно при перемішуванні.
22. Спосіб за будь-яким з пп. 1-21, що включає додаткову стадію утворення гелю з дисперсії.
23. Спосіб за п. 22, в якому гелеутворення проводять зміною рН і/або додаванням солі і/або видаленням води з дисперсії.
24. Застосування продукту, одержаного способом за будь-яким з пп. 1-23, як зв'язувального агента.
25. Застосування за п. 24 як зв'язувального агента при одержанні виробів з мінеральної вати або брикетів сировини для одержання мінеральної вати.
26. Застосування за п. 24 як матеріалу для покриття або як компонента такого матеріалу для виробів з мінеральної вати.
27. Застосування за п. 24 як адгезиву у ламінатах з мінеральної вати або у будівельних панелях, що включають шар мінеральної вати, ламінований на металевий лист для зв'язування такого шару з металевим листом.
Текст
1. Спосіб одержання колоїдної силікатної дисперсії, яка містить діоксид кремнію та оксид алюмінію, що включає: - розчинення гранульованого мінерального матеріалу, який містить у водному розчині діоксид кремнію та оксид алюмінію у молярному співвідношенні від 2 до 12, з одержанням розчину, що містить як центри кристалізації повторно осаджені частки матеріалу; стабілізацію таким чином одержаного розчину з утворенням дисперсії. 2. Спосіб за п.1, в якому вміст сухого залишку в дисперсії доводять шляхом видалення води. 3. Спосіб за п.1, в якому вміст сухого залишку в дисперсії доводять шляхом додавання води. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, в якому гранульований мінеральний матеріал має склоподібну аморфну структуру. 5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, в якому молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду алюмінію знаходиться у діапазоні від 2,5 до 8, переважно від 3,5 до 6. 6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, в якому гранульований мінеральний матеріал містить оксид лужного металу або оксиди лужних металів і молярне співвідношення діоксиду кремнію та суми оксидів лужних металів знаходиться у діапазоні від 10 до 350, переважно від 15 до 150. 2 (19) 1 3 74585 4 14. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, в якому розчин 20. Спосіб за будь-яким з пп. 1-19, в якому у дисстабілізують шляхом зміни рН або зміни характеру персії доводять вміст сухого залишку від 5 до 60 електроліту розчину. мас. %. 15. Спосіб за будь-яким з пп. 1-14, в якому розчин 21. Спосіб за будь-яким з пп. 1-20, в якому розчистабілізують за допомогою поверхнево-активних нення проводять при температурі від 80 до 100°С, речовин і/або полімерів. переважно при перемішуванні. 16. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, в якому водний 22. Спосіб за будь-яким з пп. 1-21, що включає розчин являє собою розчин неорганічної або оргадодаткову стадію утворення гелю з дисперсії. нічної кислоти, переважно водний розчин, що міс23. Спосіб за п. 22, в якому гелеутворення провотить кислоти, вибрані з НСl, HNO3, H2SO4, Н3РО4 дять зміною рН і/або додаванням солі і/або видаабо органічної кислоти, такої як мурашина, оцтова ленням води з дисперсії. та пропіонова кислота. 24. Застосування продукту, одержаного способом 17. Спосіб за п.16, в якому кислота є мурашиною, за будь-яким з пп. 1-23, як зв'язувального агента. оцтовою або пропіоновою кислотою. 25. Застосування за п. 24 як зв'язувального агента 18. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, в якому водний при одержанні виробів з мінеральної вати або брирозчин є лужним розчином. кетів сировини для одержання мінеральної вати. 19. Спосіб за п. 18, в якому лужний розчин є роз26. Застосування за п. 24 як матеріалу для покритчином лугу або амонію, або гідроксиду лужнозетя або як компонента такого матеріалу для виробів мельного металу, карбонату або гідрокарбонату, з мінеральної вати. переважно вибраного з групи, що включає розчин 27. Застосування за п. 24 як адгезиву у ламінатах гідроксиду натрію, калію, літію або амонію, або з мінеральної вати або у будівельних панелях, що кальцію, або магнію. включають шар мінеральної вати, ламінований на металевий лист для зв'язування такого шару з металевим листом. Даний винахід відноситься до колоїдних силікатних дисперсій, що переважно мають низький вміст лужних сполук і додатково містять оксид алюмінію, і також до гелів, що одержують з таких дисперсій коагуляцією або гелеутворенням. Винахід також відноситься до способу одержання таких дисперсій з використанням діоксиду кремнію та оксиду алюмінію, які містять гранульовану силікатну мінеральну сировину. Додатково винахід направлений на використання дисперсій, одержаних таким чином, особливо як матеріалу з в'яжучою здатністю, тобто як зв'язувального агента або як зв'язувального компонента у композиції, що зв'язує, включаючи використання як речовини для покриття або адгезиву, або як зв'язувального компонента у композиціях для покриття або адгезивних композиціях. Особливо, матеріали за винаходом знаходять застосування у будівельних матеріалах, особливо як зв'язуюче при виробництві мінеральної вати або цементних або бетонних продуктів. Рідке скло звичайно одержують плавленням кварцового піску з карбонатом натрію або калію при дуже високій температурі з подальшим розчиненням тонко диспергованого затверділого продукту у воді. Таким чином, рідке скло може розглядатися як речовина, прийнятна з екологічної точки зору для включення у будівельні матеріали, як зв'язуюче у виробах з мінеральної вати або цементних виробах. Рідке скло також використовують як зв'язуюче у брикетах сировини для одержання мінеральної вати або як зв'язуючі для одержання ливарних форм або осердь або для використання як речовин для покриття і адгезивів. Так, наприклад, DЕ 2804069 відноситься до способу одержання ізоляційного виробу зв'язуванням мінеральних волокон рідким склом. Однак одним з недоліків, які відносяться до використання рідкого скла, є те, що при його виробництві використовують чисту сировину і те, що воно вимагає високих енерговитрат. Інший недолік полягає у тому, що таке рідке скло є виробом з високим вмістом лужних сполук, що може викликати проблеми стабільності, наприклад при використанні як зв'язуючого у цементних виробах. Рідке скло звичайно має коефіцієнт Rs (молярне співвідношення SiO2/Na2O) від близько 1 до 4, коефіцієнт комерційно доступного рідкого скла звичайно складає приблизно 3,3. Також добре відоме використання суміші рідкого скла з іншими речовинами для різних цілей, такими як глина або цемент, як зв'язуюче для виробів з мінеральної вати, дивись, наприклад, SE 420488. Такий виріб, хоча і забезпечує хорошу водо- і теплостійкість, має низьку міцність на стиснення, є крихким і викликає пилоутворення. З іншого боку, ЕР В 466754 описує використання зв'язуючого, виготовленого з шлаку, активованого рідким склом, для одержання тепло- і вологостійкого виробу з мінеральної вати, який також здібний витримувати тимчасові високі навантаження. ЕР 59088 описує силікатні розчини з високим вмістом лужних сполук для використання як зв'язуючих особливо для ливарних форм і осердь, дані розчини одержують розчиненням тонко диспергованого порошку діоксиду кремнію у лужному розчині, одержаний розчин має значення Rs від 1,6 до 3,5. Силікатні розчини, одержані таким чином, мають низький вміст оксиду алюмінію, звичайно менше 2%. У першому аспекті, даний винахід відноситься до колоїдної силікатної дисперсії, тобто золю, що містить силікат, корисному для використання як зв'язувального агента, причому диспергований 5 74585 6 зв'язувальний компонент переважно базується на прийнятний з точки зору гігієни праці. Додатково, мінеральному матеріалі і має вміст кремнію та зв'язуюче відповідно до винаходу може бути легко алюмінію, розрахований як їх відповідні оксиди, у одержане з недорогої і легко доступної сировини придатному співвідношенні, яке виражене як моабо побічних продуктів, дозволяючи індивідуальне лярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду виготовлення або розробку композиції дисперсії алюмінію, тобто SiO2/AI2O3, для забезпечення стадля задоволення бажаної задачі. Важливою перебільного продукту для різних застосувань. Відповівагою є те, що дисперсія за винаходом не преддно до винаходу, мольне співвідношення діоксиду ставляє екологічної загрози для навколишнього кремнію та оксиду алюмінію у дисперсії складає середовища, оскільки містить тільки компоненти, від 2 до 12, тобто від 2:1 до 12:1. Переважно таке які вже присутні у природі. співвідношення складає від 2,5 до 8 і найбільш Відповідно до переважного варіанту винаходу, переважно від 3,5 до 6. дисперсія за винаходом, на відміну від традиційноДаний винахід також відноситься до способу го рідкого скла, має низький вміст лужних сполук, одержання таких дисперсій, відповідно до якого тобто має низький вміст оксидів лужних металів, гранульований силікатний матеріал, що містить особливо оксидів натрію та калію. Відповідно до діоксид кремнію та оксид алюмінію у молярному ще одного найбільш переважного варіанту, диспеспіввідношенні від 2 до 12, розчиняють у водному рсія за винаходом містить оксиди лужноземельних розчині з утворенням розчину, який містить як металів, такі як оксиди кальцію і/або магнію і/або центри кристалізації повторно осаджені частинки оксид заліза. Такий варіант дозволяє забезпечити матеріалу, стабілізують розчин з утворенням дисполіпшену водостійкість завдяки тому, що водна персії і необов'язково доводять вміст сухого залирозчинність лужноземельних металів нижче, ніж шку дисперсії. розчинність лужних металів. Також об'єм винаходу включає дестабілізацію Низька лужність робить дисперсію корисною у або коагуляцію дисперсії з утворенням гелю Таке великому числі застосувань, в яких бажана низька утворення гелю може проводитися різними спосолужність, наприклад, як зв'язуюче у бетоні. бами, відомими у даній області техніки, такими як Відповідно до одного варіанту винаходу, колозміна pH дисперсії або додавання електроліту, їдна дисперсія містить діоксид кремнію та оксид такого як сіль, або видалення води з дисперсії. лужного металу у молярному співвідношенні, таДаний винахід також відноситься до викорискому, що співвідношення молей діоксиду кремнію тання силікатної дисперсії за винаходом. Таке видо суми молей оксиду лужного металу, тобто, по користання включає використання як зв'язуючого, суті, суми молей оксиду натрію і/або молей оксиду наприклад, у виробах з мінеральної вати або одекалію, знаходиться у діапазоні від 10 до 350, перержання брикетів сировини для одержання мінераважно від 15 до 150. Бажане молярне співвіднольної вати або брикетів металевої руди, або як шення може бути одержане правильним вибором зв'язуючі для одержання ливарних форм або вихідної мінеральної сировини, що використовуосердь. Також можливо використовувати дисперсії ється для одержання дисперсії. як добавки до цементу або на додаток до цементу, Відповідно до ще одного варіанту винаходу, наприклад, у бетонних виробах, в яких вони, задисперсія містить оксид кальцію і/або магнію або вдяки збільшеній частці оксиду алюмінію, прискозаліза, де молярне співвідношення діоксиду кремрюють процес зв'язування і викупають як агенти, нію та суми оксиду кальцію, магнію і заліза знахощо укріплюють. Додаткові використання включадиться у діапазоні від 0,5 до 2, переважно від 0,6 ють використання як матеріалів покриття у застодо 1,5. Оксид заліза розраховують у формі FeO. суваннях, в яких звичайно використовують звиВідповідно до переважного варіанту, первинчайне рідке скло або золи діоксиду кремнію, або ний розмір частинок у дисперсії складає від 1 до частинки діоксиду кремнію, такі як «аеросил» або 1000нм, переважно від 10 до 100нм. зольний пил. Вони особливо застосовні для одерВміст сухого залишку дисперсії може змінюважання вогнетривких покриттів, які завдяки високотися, в залежності від застосування, що передбаму вмісту оксиду алюмінію у дисперсії мають підчається, але для більшості цілей вміст сухого завищену стабільність у порівнянні зі звичайним лишку перевищує 1%, прийнятна така зміна, як від рідким склом з високим вмістом лужних сполук, 5 до 60% по вазі. Вміст сухого залишку дисперсії оксид алюмінію забезпечує поліпшену склоподібможе бути доведений видаленням води, наприність і знижену кристалічність силікатного зв'язуюклад випаровуванням або додаванням води причого. Дисперсії за винаходом можуть також викодатним чином. ристовуватися як вогнетривкий адгезив при Як пояснюється більш детально нижче, диспевиробництві, наприклад, лісоматеріалу, бетону, рсія за винаходом може бути легко переведена у цеглин, скла, металу, клеєної фанери та гіпсового гель, наприклад, при використанні фізико-хімічних картону. Особливе застосування виявлене при способів, таких як зняття електростатичного відшсклеюванні шаруватих матеріалів, наприклад, при товхування між частинками дисперсії шляхом зміформуванні шарів мінеральної вати або як адгезини pH або додаванням електроліту або поверхневу для приклеювання мінеральної вати, наприво-активної речовини. Гелеутворення може також клад, до металу, такого як металевий лист, для проводитися висушуванням дисперсії. одержання будівельних панелей. Метою даного винаходу також є спосіб одерВідповідно до винаходу забезпечується пожання вказаної дисперсії, який включає стадії: ліпшений і економічно виправданий силікатний - розчинення гранульованого мінерального зв'язувальний матеріал, який має чудові зв'язуваматеріалу, що містить у водному розчині діоксид льні, посилюючі та вогнетривкі властивості, і також кремнію та оксид алюмінію у молярному співвід 7 74585 8 ношенні від 2 до 12, з одержанням розчину, який у вигляді побічного продукту або відходів при вимістить як центри кристалізації повторно осаджені робництві мінеральної вати, як відмічалося вище. частинки матеріалу; Таким чином, може бути вибраний матеріал, який - стабілізації таким чином одержаного розчину має оптимальну або бажану композицію для одез утворенням дисперсії, що має бажаний розмір ржання дисперсій відповідно до винаходу. Такі частинок, і необов'язково відходи утворюються у великих кількостях, зви- доведення вмісту сухого залишку дисперсії. чайно у кількості аж до 20-30% по вазі від вихідної Переважно гранульований мінеральний матесировини, у формі прядильних відходів, твердих ріал, який використовується як вихідний матеріал, включень і невикористаних волокон відбракованих являє собою матеріал, що має склоподібну аморволоконних виробів (допродажні вироби). Одним з фну структуру. Така склоподібна структура має придатних джерел матеріалів є також різні демонкращі властивості розчинення у порівнянні з кристовані пристрої, в яких використовувався матеріал талічною структурою і утворюється, наприклад, мінеральної вати, наприклад, термоізоляція (проколи мінеральну сировину плавлять і формують у дукти, що повторно використовуються). Такі відховолокна при високій температурі. Придатна сироди вже тонко подрібнені, звичайно у формі воловина, таким чином, являє собою матеріал з мінекон і можуть таким чином безпосередньо ральної вати або виріб з мінерального волокна, використовуватися, або альтернативно можуть наприклад, відходи або побічний продукт при одебути подрібнені у ще більш тонку форму з одерржанні мінерального волокна, такий як прядильні жанням продукту з великою площею поверхні, тавідходи, невикористані мінеральні волокна або кою як 0,4м2/г або більше, наприклад аж до 25м2/г вироби, як і вторинна сировина з мінерального і, таким чином, мають хороші властивості розчиволокна. нення у водному розчині. Волокна, одержані при Мінеральний матеріал, придатний для викоривиробництві мінеральної вати, звичайно мають стання як вихідний матеріал, містить SiO2 у кількодіаметр від 0,5 до 20мкм, звичайно від 2 до 15мкм, сті від 35 до 45% по вазі та AI2O3 у кількості від 8 як, наприклад, від 3 до 5мкм відповідно до вимідо 25% по вазі. рювань ОМ або SEM при використанні придатного Відповідно до переважного варіанту винаходу способу [наприклад, Koenig et al., Analytica Chimica гранульований мінеральний матеріал з низьким Acta, 1993, 280, 289-298; Christensen et al., AM IND вмістом лужних сполук містить, розрахований у % HYG ASSOC (54) May 1993] і довжину від 0,5 до по вазі, 50мм, звичайно від 2 до 20мм, наприклад, від 3 до SiO2 35-45 10мм. AI2O3 10-25 Водний розчин являє собою кислий розчин, R2 O 0,2-3 такий як, наприклад, водний розчин, підкислений де R означає Na або К. Додатково такий матедодаванням неорганічної або органічної кислоти, ріал може містити, розрахований у % по вазі, такої як НСI, HNO3, H2SO4, H3PO4, мурашиної, оцСаО 12-35 тової, пропіонової кислоти або будь-якої іншої MgO 6-20 придатної мінеральної або органічної кислоти. pH FeO(Bce залізо) 2-10 розчину встановлюють відповідним чином. Низьке Додатковий придатний тип мінерального мазначення pH приводить до швидкого розчинення теріалу являє собою матеріал, що має наступний мінерального матеріалу з утворенням гелю, час склад, розрахований у % по вазі, гелеутворення залежить від pH, більш низький pH SiO2 35-45 приводить до більш швидкого гелеутворення, ніж AI2O3 8-13 більш високий pH. Хороше розчинення для широR2 O 0,2-1 кого діапазону мінеральних матеріалів одержане де R означає Na або К. Додатково такий матепри pH від 0 до 6. Сила кислоти може бути, в заріал може містити, розрахований у % по вазі, лежності від кислоти, що використовується, від 0,1 СаО 30-40 до 10М, наприклад від 0,5 до 5М. MgO 5-11 Водний розчин може бути також лужним розFeO(Bce залізо) 0,1-1 чином, таким як розчин гідроксиду лужного або Дана композиція є типовою композицією, налужноземельного металу, карбонату або гідрокарприклад, для виробу з шлакової вати. Таким чибонату, особливо розчином гідроксиду натрію, ном, переважним вихідним матеріалом для одеркалію або літію або розчином гідроксиду амонію. жання дисперсії може бути продукт або побічний Такий розчин переважно є від 0,1 до 2М по віднопродукт, одержаний при виробництві шлакової шенню до лужного агента або має pH від 10 до 14, вати. для полегшення розчинення такої мінеральної Включення оксидів лужноземельних металів сировини, яка погано розчинна у нейтральних розмає додаткову перевагу, забезпечуючи матеріали, чинах. придатні як водостійкі покриття і зв'язуючі. Такі При лужному pH дисперсія стає стабільною і включення мають особливо важливе значення, може спостерігатися збільшення розміру частинок. наприклад, при використанні у брикетах, таких як При збереженні дисперсії при лужному pH протябрикети сировини для одержання мінеральної вагом відповідного часу або шляхом збільшення pH ти або брикетів руди, як і для забезпечення водосвід приблизно нейтрального до pH 10 досягається тійких і стабільних покриттів та адгезивів. збільшення розміру частинок, збільшення менш Переважно вихідний матеріал, що використовиражене, якщо розчин додатково містить солі. вується для одержання дисперсії, має форму маПри наявності достатньої кількості солей, таких як теріалу з мінеральної вати, особливо одержаного неорганічні солі, наприклад, хлорид натрію, части 9 74585 10 нки прагнуть до агрегування з утворенням гелів, Прикладами відповідних полімерів є поліетиленокякі осаджуються. Таке ж гелеутворення також буде сид і поліетиленгліколь. Прикладами відповідних відбуватися при забезпеченні кислотного pH розповерхнево-активних речовин є нонілфеноли, чину, за допомогою чого pH від приблизно 2 до Tween і Span. Звичайно такі поверхнево-активні нижче 7 придатний для гелеутворення. речовини і полімери використовують у кількості від Таким чином, регулюванням pH можна підтри0,5 до 2,5%ваг., розрахованих за загальним вмісмувати дисперсний стан або дисперсію можна том твердих речовин у розчині. Як показано вище, перетворювати у гель. Гель може бути диспергорозмір частинок у дисперсії може регулюватися ваний і стабілізований при використанні перемішузміною pH. вання з високим зсувом і підвищенні pH і потім Відповідно до винаходу таким чином можна знову може бути переведений у гель шляхом поодержати дисперсії, які містять переважно оксид вторної зміни (пониження) pH або доданням елеккремнію у комбінації з іншими оксидами металів, троліту. що походять з вихідного мінерального матеріалу, Гранульовані мінеральні матеріали, які містять такого як оксид кальцію, оксид магнію, оксид алюоксид алюмінію, особливо ті, що містять від прибмінію і можливо інших оксидів металу у менших лизно 10 до 25%ваг. оксиду алюмінію, звичайно кількостях. Також можливо регулювати умови реавідносно погано розчинні у нейтральних розчинах, кції так, щоб одержати дисперсії з бажаним розміале мають поліпшене розчинення у кислому і лужром частинок. Дисперсії, одержані таким чином, ному середовищі, таким чином забезпечуючи водможуть бути переведені у гель безпосередньо ні дисперсії, які містять розчинений діоксид кремпісля утворення або тільки відразу перед викориснію та розчинений оксид алюмінію, у бажаному танням, наприклад перед використанням дисперсії співвідношенні. Відповідно до винаходу, при розяк зв'язуючого у мінеральних волокнах при виробчиненні матеріалу у кислому розчині, органічні ництві мінеральної вати. Дисперсія також може кислоти переважні по відношенню до неорганічних бути переведена у гель при нагріванні або випакислот. Це зумовлене тим фактом, що неорганічні рюванні води при формуванні кінцевого продукту. кислоти можуть утворювати нерозчинні сольові Кількість дисперсії, що використовується, для осади, наприклад, з кальцієм і магнієм, що місбудь-якого певного застосування легко може бути тяться у вихідному матеріалі. Також деякі з неорвизначена фахівцем у даній області техніки. Як ганічних кислот є сильно корозійними і таким чиприклад можна зазначити, що при використанні як ном не є переважними з очевидних причин. зв'язуючого при виробництві мінеральної вати кіВідповідно до переважного варіанту, розчилькість зв'язуючого звичайно складає приблизно нення сировини переважно проводять при підвивід 1 до 15%ваг., розрахованого по сухій речовині, щеній температурі, такій як температура від 80 до від ваги продукту для звичайного ізоляційного ви100°С, переважно при одночасному перемішуванробу, але, природно, можливо використовувати ні, для полегшення процесу розчинення. Розчибільші або менші кількості в залежності від бажанення проходить протягом від 1 до 2 годин, аж до ного продукту і реакційної здатності зв'язуючого. 20 годин, в залежності від середовища, що розчиПри використанні як зв'язуючого у ливарних форнює, яке використовується, та вмісту твердих ремах звичайна кількість буде приблизно від 1 до човин у розчині. 15%, наприклад від 1 до 5% по вазі від загальної Переважно кількість вихідного мінерального ваги завантаження. матеріалу розчиняють у розчині для одержання Наступні приклади ілюструють винахід, при розчину, що містить оксид металу, який переважно цьому не обмежуючи його. Проценти є процентами містить більше 1%, переважно від 5 до 60%ваг. по вазі, якщо не вказано спеціально. сухого залишку, що являє собою придатну конценПриклад 1 трацію для подальшого використання як зв'язуюЗв'язуюче за винаходом може бути одержане чого. Після завершення розчинення у матеріалі наступним способом. утворюються центри кристалізації, і він повторно 7,5г мінеральних волокон, які містять 42,1% осаджується з утворенням дисперсії з заданим SiO2, 17,4% AI2O3, 17,3% СаО, 13,7% MgO, 5,8% розміром частинок. Подальшу стабілізацію диспеFeO, 1,6% Na2O, 0,6% К2О, залишок складають рсії здійснюють створенням у розчині електростадомішки, волокно з діаметром від 3 до 4мкм і довтичного відштовхування між частинками. На елекжиною волокна від 3 до 10мм, змішують з 100мл тростатичне відштовхування між частинками 5М розчину мурашиної кислоти. Для змішування можна впливати, наприклад, забезпеченням відтреба використовувати змішувач з високим зсувом повідних іонів у розчині або зміною pH розчину. для забезпечення ефективного змішування та Якщо необхідно, може додаватися або видалятися прискорення процесу розчинення. Розчинення додаткова вода, наприклад, шляхом випарювання, звичайно завершується за період від 1 до 2 годин. якщо необхідно, наприклад, для регулювання в'язКоли волокна повністю розчинені, додають невекості одержаного розчину. лику кількість полімеру, такого як поліетиленгліСтабілізація може також досягатися викорисколь з молярною масою від 1000 до 10000, прибтанням відповідних поверхнево-активних речовин лизно 1% по вазі від загального вмісту твердих і/або полімерів, особливо неіонних. Неіонні поверречовин у розчині. Протягом додавання полімеру хнево-активні речовини і полімери можуть бути розчин постійно перемішують для стабілізації переважними у деяких випадках, оскільки вони не утворених частинок. Зміною кількості полімеру та дуже чутливі до навколишнього середовища, яке часу додавання, тобто моменту часу, коли всі вомістить високі концентрації електролітів та інших локна розчинені, можна змінювати розмір частинок хімічних речовин, особливо при високій іонній силі. золю для одержання оптимальних гелетвірних і 11 74585 12 зв'язувальних властивостей. Колоїдні частинки Фіг.1, яка додається. золю потім залишають при постійному перемішуЯкщо дисперсія не стабілізована, вона буде ванні для забезпечення того, щоб полімер адсорзастигати з плином часу, як видно з Фіг.2, що добувався на поверхні частинок. дається, яка ілюструє тести, що проводяться розПри використанні як зв'язуючого для одержанчиненням 1,15г волокон, які мають описаний вище ня виробів з мінеральної вати одержане таким склад, у 100мл мурашиної кислоти при різних кончином зв'язуюче може бути нанесено напиленням центраціях. Як можна бачити з Фіг.2, час гелеутвона мінеральні волокна звичайним способом. Зв'ярення змінювався від 5 до 12 днів. зуюче затвердіває, і надлишок води видаляють Для того, щоб дослідити зміну pH як функцію підвищенням температури до приблизно 150°С. від часу, 1,15г волокон, які мають описаний вище Вказане зв'язуюче також може використовувасклад, розчиняли у 100мл оцтової кислоти, що має тися як зв'язуюче у брикетах змішуванням зв'язурізну концентрацію, як показано на Фіг.3, рівноваючого з дрібноподрібненою мінеральною сировижного pH досягають протягом пари годин, показуною у змішувачі, наприклад Henschel типу. Може ючи, що волокна матеріалу розчинялися. Більш бути переважним додавати невелику кількість вонизькі концентрації кислоти приводили до більш ди для утворення суміші у формах. Затвердіння високих pH, показуючи, що менша кількість кислодосягається підвищенням температури, але висути залишалася у розчині. При більш високих коншування на повітрі також можливе. центраціях кислоти більша кількість кислоти залиПриклад 2 шалася після розчинення волокон, таким чином 2,1г волокон, які мають склад, відповідний топідтримуючи pH на більш низькому рівні. му, що і у прикладі 1, розчиняли в 100мл 1М муПодібне дослідження проводили розчиненням рашиної кислоти. Після розчинення волокон роз1,15г волокон (діаметр 3-4мкм і довжина від прибчин центрифугували для видалення домішок. лизно 3 до 10мм), що мають склад вказаний вище, Зразок потім досліджували, використовуючи виміу 100мл мурашиної кислоти, яка має різну конценрювання світлорозсіюванням. Утворення центрів трацію. При низькій концентрації необхідний для кристалізації вихідних частинок мало місце у розрозчинення час складав приблизно від 15 до 20 чині, і частинки мали постійний ріст, тобто збільгодин. При збільшенні концентрації час розчиненшення розміру з плином часу, що можна бачити на ня зменшувався до 1-2 годин. 13 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 74585 Підписне 14 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for production of colloidal aqueous silicate dispersion and its use
Назва патенту російськоюСпособ получения коллоидной силикатной дисперсии и ее применение
МПК / Мітки
МПК: C04B 12/00, C04B 28/24, B01J 13/00, C04B 28/00
Мітки: силікатної, спосіб, колоїдної, застосування, дисперсії, одержання
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/7-74585-sposib-oderzhannya-kolodno-silikatno-dispersi-ta-zastosuvannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб одержання колоїдної силікатної дисперсії та її застосування</a>
Попередній патент: Допоміжний пристрій для проведення гірничих виробок
Наступний патент: Роторна машина
Випадковий патент: Пастоподібний кисломолочний продукт із композиціями прянощів