CS210568B1 - Chemicky odolný výrobek a způsob jeho výroby - Google Patents

Abstract

Vynález umožňuje ekonomickou výrobu stavebních konstrukčních dílců a částí, které mají být vystaveny vedle mechanického i chemickému namáhání, na bázi makromolekulárních hmot. Podle vynálezu lze vyrobit dílce z polykondenzačního, kysele vytvrzovaného pojivá a granulovaných plniv v hmotnostním poměru menším než T : 10, použije-li se jako nosič tvrdidla mikrovláknitý materiál. Podstatně větší specifický povrch mikrovláken (proti internímu granulovanému nosiči) umožňuje, aby polykondenzace začínala z velkého počtu center současně; tím dochází i k hustšímu zesítění makromolekulární matrice a navíc mikrovlákna účinně vyztužují makromolekulární řetězce a tím zlepšují i výsledné mechanické vlastnosti. Pro pojivo lze výhodně použít furfurylalkoholu, furfurylalkoholového předkondensátu nebo předkondenzátu modifikovaného epoxidovou pryskyřicí a pro výrobu lze s výhodou užít vysokofrekvenční vibrace.

Description

Vynález se týká chemicky odolného výrobku, vyrobeného ze směsi plniv, polykondenzačních pojiv a přísad, a způsobu jeho výroby.

Konstrukční dílce a výrobky, které mají být vystaveny chemickému namáhání, jsou dosud vyráběny jak z tradičních keramických materiálů, tak i z různých druhů plastů. Ze syntetických pryskyřic jsou pro zvláště těžké podmínky používány zejména furanové pryskyřice buá samotné nebo různě modifikované, pro speciální účely se používají také fenolické epoxidové, polyesterové a jiné pryskyřice. Vzhledem k některým nevýhodným vlastnostem výrobků z čistých pryskyřic se zpravidla více uplatňují pryskyřičné materiály plněné, popřípadě různá organická i anorganická plniva, pojená pryskyřicemi, například plastbetony a plastmalty.

Aby bylo možno výhodně použít plastbetonů a plastmalt s furanovým nebo jiným polykondenzátovým, kysele vytvrzovaným pojivém pro konstrukční účely, to znamená aby materiál výrobku byl dostatečně pevný a přitom nepropustný, bylo nutno udržovat poměr pojivá k plnivu nad 1:10, přičemž tento vysoký obsah pojivá bylo nutno zachovávat i při optimální granulometrické skladbě plniva a při dokonalém zpracování výehozí směsi. Hlavni příčinou nezbytnosti velkého podílu pojivá byly dosavadní: metody přidávání tvrdidel. Při přidávání tvrdidel v kapalném stavu bylo do směsi v$dy vneseno určité množství vody nebo ředidla, které obecně snižovalo počet aktivních center, ve kterých začínala polykondenzace. Přítomnost vody ve směsi byla také příčinou zvýšené póro\^:tosti vytvrdlé hmoty, která snižovala celkovou hustotu materiálů výrobku a navíc bylo velmi nevýhodné, že póry byly spojité. Při vnášení tvrdidla na interním práškovém nosiči, například na křemenném písku, nebo při přidávání tvrdidla ve formě solí příslušných kyselin se sice nepříznivý vliv ředidla nebo vody neprojevil, avšak spečifický počet aktivních jader se ještě více snížil, Snížení počtu aktivních jader bylo nutno kompenzovat přidáváním poměrně značných dávek urychlovače tvrdnutí do směsi, přičemž tyto dávky dosahovaly až 2 hmot. díly urychlovače na 10 hmot. dílů pojivá. Přes tato opatření probíhalo vytvrzování dlouho a bez dodávání energie, zejména tepelné, bylo nedokonalé. Přídavek urychlovače tvrdnuti vedl vždy ke zhoršení výsledných vlastností dohotoveného výrobku. Používané interní nosiče navíc zhoršovaly zpracovatelnost čerstvé směsi, aniž přitom zaručovaly dostatečné thixotropní vlastnosti. Navíc se takto vyrobené materiály vyznačovaly malou pevností v tahu ve srovnání s pevností v tlaku, což omezovalo jejich konstrukční použitelnost. Do směsi bylo nutno přidávat vždy ještě specielní mikroplniva k omezení pórovitosti a zajištění nepropustnosti, která na druhé straně neúčelně vázala velké množství plniv .

Nedostatky dosud známých chemicky odolných výrobků jsou do značné míry odstraněny výrobkem podle vynálezu, vyrobeným z polykondenzsčního kysele vytvrzovaného pojivá, granulovaných plniv a přísad, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje množství pólyi

Μ ί ;

i':

ί'

2lO 568 a

|ondenzačního, kysele vytvrzovaného pojivá, které je v poměru k množství granulovaného plniva menším než 1 : 10, a obsahuje přísadu mikrovláknitého materiálu, který je nosičem kyselého tvrdidla. Podle jiného význaku vynálezu je pojivém furylalkoholová pryskyřice, popřípadě smíchaná s furylalkoholem.

i Podle výhodného konkrétního provedení vynálezu je polykondenzační pojivo modifikováI no přídavkem 10 až 65 % epoxidová pryskyřice. Chemicky odolný výrobek podle vynálezu může obsahovat 0,7 až 3,0 hmot. díly furylaldehydu nebo butylaldehydu.

Podle dalšího výhodného provedení výrobku podle vynálezu nese mikrovláknitý materiál na svém povrchu 1,0 až 8,0%hmot. kyselého tvrdidla, přičemž mikrovláknitý» materiálem je zejména mikrovláknitý asbest.

Vynálezem je řešen také výhodný způsob výroby chemicky odolného výrobku, při kterém se směs polykondenzačního pojivá, granulovaného plniva a mikrovláknitého materiálu, nesoucího na svém povrchu kyselé tvrdidlo, uloží do formy a zpracuje se vibrací, zejména vysokofrenkvenční vibrací s frekvencí 12 000 až 14 000 c/min. a společným působením tlaku 0,2 až 3,0 MPa a teploty 35 až 60°C. Stejným způsobem se zpracuje i směs, nanesená k chemické ochraně na povrch výrobku nebo dílce z jiného materiálu, např. betonu.

U chemicky odolného výrobku podle vynálezu se dosahuje podstatného snížení potřebného množství pojivá a dávky urychlovače tvrdnutí, přičemž čerstvá směs pro výrobu těchto výrobků má zlepšenou zpracovatelnost a směs má lepší thixotropické vlastnosti. U zpracované směsi probíhá rychleji tvrdnutí a zkracuje se celková doba vytvrzování směsi při současném zlepšení homogenity vytvrzeného materiálu. U výrobků se dosahuje zvýšení relativnl jednotkové pevnosti materiálu v tahu, což je způsobeno použitím přísady mikrovláknitého materiálu, zejména asbestu, který kromě funkce mikroplniva přejímá velmi výhodnou ’ >

funkci nosiče kyselého tvrdidla.

Souhrn těchto výhod a vynikajících vlastností materiálu chemicky odolného výrobku podle vynálezu je založen na přídavku mikrovláknité přísady, protože specifický povrch vhodných mikrovláken je podstatně větěí než u jiných inertních nosičů tvrdidel a umožňuje při témže nebo menším množství tvrdidla, aby polykondenzace začínala u velkého počtu center současně. Tím dochází kromě jiného i k hustšímu zesítění makromolekulám! matrice a dokonalejšímu sorbčnimu rozptýlení polykoncenzační vody.

Dynamické stykové napětí mikrovláken s kapalným monomérním pojivém je s ohledem na povrchové vlastnosti vláken menší než u dosud používaných mikroplniv, statické stykové napětí je s ohledem na velký povrch mikrovláken větěí; to zlepšuje na jedné straně· zpracovatelnost, na druhé straně thixotropii čerstvé směsi.

Příčný rozměr mikrovláken je jen o řád větší než velikost makromolekul. To umožňuje dokonalejší vyztužení matric, makromolekulámích řetězců, a zvýěení hodnot mechanických charakteristik vytvrzeného materiálu, zejména tahové pevnosti.

Z fyzikálního hlediska se chová pryskyřice s mikrovlékny ve funkci nosiče tvrdidla jako homogenní pojivo granulárního systému plniva. To je, spolu s dalšími důvody, příčinou

210 368 celkově menšího potřebného množství pojivá a menšího potřebného množství dodávané energie k dosažení vysoce odolných, nepropustných a pevných výrobků.

Dalšího zlepšení vlastností výrobků se dodáhne přidáníía přísady Vhodného silanového nebo titanového činidla, které je důsledkem vzniku kohezních vazeb mezi pryskyřičným pojivém a plnivem, popřípadě mikrovléknitým materiálem.

Výroba chemicky odolného výrobku podle vynálezu je objasněna pomocí následujících příkladů.

Příklad

Při hotovení výrobku podle vynálezu se nejprve připraví 120 hmot. dílů křemenného plniva ve složení 60 hmot. dílů písku o velikost zrn 12 až 15 mm, 25 hmot. dílů písku o velikosti zrn 2 až 4 mm a 15 hmot. dílů písku o velikosti zrn 0,2 až 0,5 mm. Plnivo se smísí s předmíchaným pojivém, složeným z 10 hmot. dílů furanové pryskyřice na bázi furfurylalkoholu, 15 hmot. dílů směsi mikrovláknitého asbestu s dusičnanem močoviny v poměru 12:3, uvažováno v hmotnostních dílech, a z 0,7 hmot. dílů furfuryláldehydu.

Po dokonalém promísení se směsí naplní forma požadovaného konstrukčního dílce, například segmentu, tvarového dílce, trouby apod., majícího minimální tloušťku stěny 40 mm, načež se směs zpracuje vibrací, nejlépe vysokofrekvenční vibrací s asi 14 000 c/min, slisuje se tlakem 0,2 až 1,0 MPa a ponechá se vytvrdnout 1 až 3 hodiny při teplotě 35 až 40°C.

Ze směsi se však nemusí vyrábět jen samostatná výrobky, ale směs se může taká nanášet na jiná výrobky a zpracovávat přiměřeným způsobem, aby se vytvořil chemicky odolný ochranný plášť jiných výrobků.

Příklad 2

Nejprve se připraví 140 hmot. dílů granulérniho plniva velikosti zrn 4 až 7 mm, hmot. dílů neexpandovaného perlitu o velikosti zrn 0,5 až 1 mm a 12 hmot. dílů pryžového prachu o velikosti zrn 0 až O,125mm. Plnivo se potom smísí s předem smíchaných pojivém, složeným z 10 hmot. dílů furfurylalkoholu, z 9 hmot. dílů směsi polypropylenových mikrovláken 8 dusičnanem močoviny v poměru 6:3, uvažováno v hmotnostních dílech, a z 2 hmot. dílů butyraldehydu.

Po dokonalém promísení a zaplnění forem se směs slisuje tlakem 2 až 5 MPa při teplotě 60°C, přičemž tlačná matrice je opatřena sítí s malými otvory pro umožnění unikání plynů při lisování a polykondenzaci. Lisovací matrice může být i profilována pro vytvoření reliefu na rubové straně výrobku pro zlepšení soudržnostise sousedním výrobkem nebo sousední vrstvou jiného materiálu.

Claims (7)

1. Chemicky odolný výrobek, vytvořený ze směsi polykondanzačníeh, kysele vytvrzovaných pojiv, granulárních plniv a přísad, vyznačující se tím , Se hmotnostní poměr polykondenzačních, kysele vytvrzovaných pojiv a granulárních plniv je meněí než 1:10 a přísada je tvořena mikrovláknitým materiálem, který je nosičem kyselého tvrdidla polykondenzačního pojivá.

2. Chemicky odolný výrobek podle bodu 1, vyznačující ee tím, Se pojivém je furanová pryskyřice na bázi furfurylalkoholu nebo směsi furfurylalkoholové pryskyřice a furfurylalkoholu.

3. Chemicky odolný výrobek podle bodu 1, vyznačující se tím, Se polykondenzační pojivo je modifikováno přídavkem 10 až 65® epoxidová pryskyřice.

4. Chemicky odolný výrobek podle bodu 1, vyznačující se tim, Se výchozí směs obsahuje přísadu 0,7 aS 3,0 hmot. díly furfurylaldehydu nebo butyraldehydu.

5. Chemicky odolný výrobek podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, Se mikrovláknitým materiálem je mikrovláknitý asbest.

6. Chemicky odolný výrobek podle bodu 1 nebo 5, vyznačující se tím, Se mikrovláknitý materiál nese na.svém povrchu 1 až 8 % hmot. kyselého tvrdidla.

7· Způsob výroby chemicky odolného výrobku podle bodů 1 aS 6, vyznačující se tím, že směsí polykondenzačního pojivá granulárního plniva a mikrovláknitáho materiálu, který se předtím smísil s kyselým tvrdidlem polykondenzačního pojivá, se naplní forma nebo se nanese na chráněnou stranu upravovaného předmětu a zpracuje se vibrací, zejména vysokofrekvenční s frekvencí 12 000 až 14 000 c/min, a společným působením tlaku 0,2 až 0,3 MPa a teploty 35 až 60°C.