CZ307562B6 - Zpěnitelná směs pro výrobu pěnového skla a způsob její přípravy - Google Patents
Zpěnitelná směs pro výrobu pěnového skla a způsob její přípravy Download PDFInfo
- Publication number
- CZ307562B6 CZ307562B6 CZ2017-179A CZ2017179A CZ307562B6 CZ 307562 B6 CZ307562 B6 CZ 307562B6 CZ 2017179 A CZ2017179 A CZ 2017179A CZ 307562 B6 CZ307562 B6 CZ 307562B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- glass
- particle size
- water
- foamable composition
- group
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 164
- 239000011521 glass Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 5
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 claims abstract description 100
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 77
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims abstract description 60
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 38
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 37
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 claims abstract description 28
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 27
- -1 alkaline earth metal carbonate Chemical class 0.000 claims abstract description 26
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims abstract description 25
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 claims abstract description 16
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 16
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims abstract description 12
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 11
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 7
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims abstract 3
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 3
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 46
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 27
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 claims description 26
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 15
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 13
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 5
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims description 3
- NPPQSCRMBWNHMW-UHFFFAOYSA-N Meprobamate Chemical compound NC(=O)OCC(C)(CCC)COC(N)=O NPPQSCRMBWNHMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 abstract description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H dialuminum;trisulfate;hydrate Chemical compound O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O BUACSMWVFUNQET-UHFFFAOYSA-H 0.000 abstract description 5
- 238000004040 coloring Methods 0.000 abstract description 4
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 abstract description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 2
- 229940127090 anticoagulant agent Drugs 0.000 abstract 2
- 229910021502 aluminium hydroxide Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000001164 aluminium sulphate Substances 0.000 abstract 1
- 235000011128 aluminium sulphate Nutrition 0.000 abstract 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Inorganic materials [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract 1
- 229960004643 cupric oxide Drugs 0.000 abstract 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 25
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 25
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 22
- 229960005150 glycerol Drugs 0.000 description 18
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 16
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 14
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 12
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 7
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 6
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 5
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 4
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000036541 health Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 3
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N dihydroxy(oxo)silane Chemical compound O[Si](O)=O IJKVHSBPTUYDLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 2
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 2
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 2
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000005355 lead glass Substances 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011022 opal Substances 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000271566 Aves Species 0.000 description 1
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 102100032843 Beta-2-syntrophin Human genes 0.000 description 1
- 108050004003 Beta-2-syntrophin Proteins 0.000 description 1
- 229910004762 CaSiO Inorganic materials 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100031265 Chromodomain-helicase-DNA-binding protein 2 Human genes 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 101000777079 Homo sapiens Chromodomain-helicase-DNA-binding protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 101000880945 Homo sapiens Down syndrome cell adhesion molecule Proteins 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKXJWSZPLIKUPS-IUNAMMOKSA-N N-[(2Z,6Z)-2,6-bis(hydroxyimino)cyclohexylidene]hydroxylamine Chemical compound O\N=C1\CCC\C(=N\O)C1=NO GKXJWSZPLIKUPS-IUNAMMOKSA-N 0.000 description 1
- MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N O.O.O.[Al] Chemical compound O.O.O.[Al] MXRIRQGCELJRSN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 241000283984 Rodentia Species 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910000318 alkali metal phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002969 artificial stone Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- HHSPVTKDOHQBKF-UHFFFAOYSA-J calcium;magnesium;dicarbonate Chemical compound [Mg+2].[Ca+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O HHSPVTKDOHQBKF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007931 coated granule Substances 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 150000004673 fluoride salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 description 1
- ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Mg+2].[Si+4] ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000879 optical micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 150000003385 sodium Chemical class 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M sodium;oxocalcium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].[Ca]=O HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L strontium carbonate Chemical class [Sr+2].[O-]C([O-])=O LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000004584 weight gain Effects 0.000 description 1
- 235000019786 weight gain Nutrition 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Zpěnitelná směs pro výrobu pěnového skla s uzavřenými buňkami obsahuje na 100 kg skelné moučky z odpadního skla o velikosti částic 0,5 až 500 μm: 0,1 až 10 kg vody; 0,1 až 10 kg zpěnovadla, kterým je alespoň jeden uhličitan kovu alkalických zemin, vybraný ze skupiny zahrnující uhličitan vápenatý, hořečnatý, barnatý a strontnatý, o velikosti částic 1 nm až 40 μm. Zpěnitelná směs, dále s výhodou obsahuje: 0,1 až 500 g tekutého a/nebo pevného protisrážlivého prostředku; případně 1 až 20 kg vodního skla na bázi křemičitanu sodného nebo draselného nebo lithného. Zpěnitelná směs dále může obsahovat 0,01 až 4 kg alespoň jednoho aditiva ze skupiny zahrnující: oxid křemičitý o velikosti částic 10 nm až 50 μm; oxid titaničitý o velikosti částic 10 nm až 50 μm; kyselinu boritou a/nebo boraxu; a alespoň jednu hlinitou komponentu ze skupiny zahrnující oxid hlinitý, hydroxid hlinitý, síran hlinitý a kaolin o velikosti částic 10 nm až 100 μm. Též výhodně zpěnitelná směs dále obsahuje 1 g až 5 kg nejméně jednoho barviva ze skupiny, zahrnující oxid kobaltnatý, oxid měďnatý, oxid železitý, oxid chromitý a oxid vanadičný o velikosti částic pod 100 μm. Případně zpěňovadlem dále může být 0,1 až 5 kg uhlíkatého zpěňovadla vybraného ze skupiny, zahrnující glycerin a/nebo uhlíkové saze. Zpěnitelná směs se získá tak, že se při běžné teplotě do vody přidá zpěňovadlo na bázi uhličitanů kovů alkalických zemin, případně se přidá: tekutý a/nebo pevný protisrážlivý prostředek; ve vodě rozpustná aditiva jako je kyselina boritá; vodní sklo; glycerin; vodní sklo smíchané předem s glycerinem; uhlíkové saze; prášková aditiva, jako je oxid křemičitý, nebo oxid titaničitý, nebo práškové hlinité komponenty. Poté se získaný vodný roztok nebo vodná suspenze přidá do skelné moučky z odpadního skla. Po každém přidání jakékoliv komponenty se provádí promíchání směsi po dobu 1 až 30 minut, přednostně po dobu 1 až 5 minut. Na homogenní vodný roztok/vodnou suspenzi se výhodně působí ultrazvukem o výkonu 5 až 100 kW, s výhodou 50 až 80 kW, po dobu alespoň 2 minuty.
Description
Vynález se týká zpěnitelné směsi pro výrobu pěnového skla s uzavřenými buňkami na bázi odpadního skla ve formě rozemleté skelné moučky. Zpěnitelná směs dále obsahuje zpěňovadlo ve formě uhličitanů kovů alkalických zemin.
Vynález se týká také způsobu přípravy zpěnitelné směsi pro výrobu pěnového skla.
Dosavadní stav techniky
Použití uhličitanu vápenatého - vápence, jako zpěňovadla pro výrobu pěnového skla je známé. František Schill v publikaci Pěnové sklo, SNTL Praha 1962 (str. 51, 52), uvádí jako jeden ze zpěňovačů uhličitan vápenatý, který v kombinaci s oxidem křemičitým ze skla vytváří tzv. neutralizační zpěňovač. Některé součásti skla, jako je oxid křemičitý nebo boritý nebo fosforečný, představují v neutralizační reakci kyselou složku, a zpěňovač, jimiž jsou obvykle uhličitany alkalických zemin, představují složku zásaditou. Uvolnění plynu, potřebné pro výrobu pěnového skla, nastává v okamžiku, kdy sklo je již dost tekuté, aby mohlo vytvořit pěnu, což lze vyjádřit jednoduchým reakčním schématem, např. pro vápenec:
CaCO3 + S1O2 = CaSiO3 + CO2.
F. Schill dále vysvětluje, že skutečný reakční mechanizmus je komplikovanější. Začátek rozkladu nastává již v tuhém stavu mezi částicemi vápence a skla. Nemalý význam mají rovněž alkalické kovy, obsažené ve skle, které narušují souvislou mřížku tetraedrů Si02 a činí tak sklo reaktivnější. Mimo neutralizační reakce probíhá současně i termický rozklad vápence, který závisí nejen na teplotě, ale i na parciálním tlaku CO2 v buňkách pěnového skla. Dále je zmíněno, že s největšími obtížemi se dá vyrábět sklo o hustotě menší než 200 až 250 kg.m-3 a nasákavosti pod 30 hmotn.%. Uhličitan vápenatý jako zpěňovadlo je uveden poprvé v československém patentu CZ 63398 (přihlášeno 1936, V. Straka) o názvu Způsob výroby izolačních hmot, respektive izolačních tvárnic neb desek z keramických a podobných hmot. Tohoto typu zpěňovače se obvykle používá v množství 1 až 2 % na váhu skla. Dále F. Schill konstatuje, že zpěňování uhličitanem vápenatým, probíhá velmi rychle až bouřlivě. Jednotlivé buňky pěnového skla jsou nestejnoměrné, co do tvaru i velikosti a již pouhým okem lze rozeznat mnoho spojených kanálků. Snad všichni, kteří pracovali s uhličitany jako zpěňovadly, zkoušeli různé způsoby, jak dosáhnout nenasákavé pěny s uzavřenými buňkami. Většina se zakrátko vzdala a přešla ke zpěňovačům uhlíkatým, které jsou dodnes nejrozšířenější, zmiňuje F. Schill v této publikaci. Obecné principy a procesy probíhající při tvorbě pěnového skla, uvedené v této publikaci jsou v podstatě stále platné.
Přesto, v poslední době, i dle patentové literatury, lze konstatovat návrat k vápenci jakožto ke zpěňovadlu, avšak v kombinaci s mnoha jinými komponentami.
Použití uhličitanů kovů alkalických zemin, do nichž vápenec patří, jakožto zpěňovadel, v kombinaci s rozemletým sklem, nebo odpadním sklem, popisují, např. následující vynálezy.
US 4734322 (US 29. 3. 1998, Societě Nationale Elf Aquitaine, FR) popisuje způsoby přípravy skla a také výrobu různých předmětů z tohoto materiálu. Pro tento proces se používá směs, sestávající ze 100 hmotnostních dílů mletého skla a 0,2 až 2 hmotnostních dílů uhličitanu vápenatého a hořečnatého v poměru CaCO3/MgCO3 v rozmezí hmotnostního poměru 20:80 až 80:20. Je také možné vstupní směsi připravit ze směsi skla s karbonáty v hmotnostním poměru 200:10 až 200:15 a následně mixovat výchozí směs 4 až 30 hmotnostních dílů skla, mající částice
- 1 CZ 307562 B6 do 200 mikronů s nejméně 70 % skla procházejících skrze síto o velikosti ok 100 mikronů. Tato směs se umístí do otevřených žáruvzdorných nádob s boěnicemi, které mají minimální výšku 15 cm, a které jsou naplněny uvedenou směsí do minimální výšky 6 až 12 cm. Nádoby se umístí do pece s vhodně regulovaným vytápěním. Směs se zahřívá na cca 800 °C, při maximální rychlosti ohřevu 150 až 170 °C za hodinu. Na maximální teplotě 800 °C je směs udržována nejméně půl hodiny. Chlazení probíhá maximální rychlostí 80 °C za hodinu, kromě oblasti 500 až 600 °C, kde se používá maximální rychlost 20 °C za hodinu, až se obdrží blok tloušťky kolem 10 cm, s hustotou 160 až 700 kg3.m-3, a s otevřenými póry v množství 30 až 90 objemových % z celkového objemu pórů. Získaný výrobek představuje blok pěnového skla. Ve vynálezu jsou zmíněny výhody, jako je snadná variabilita tohoto pěnového skla, spočívající ve snadné adhezi při spojování s různorodými materiály, jako je omítka, plasty, umělý kámen, keramika, kov, pevné a expandované nebo laminátové polymery, což umožňuje velkou variabilitu při použití pro různé typy. Jako výhoda je uvedena nízká hustota a dostatečná tuhost. Nevýhodou je poměrně vysoký podíl otevřených pórů, jak je zmíněno výše, což způsobí vysokou nasákavost a nízkou pevnost pěnového skla.
SK 284474 (1.4. 2005 SK, Hoffmann László a další, HU) uvádí způsob výroby silikátové pěny s uzavřenými póry, zejména z odpadních materiálů, a výrobek tímto způsobem vyrobený. Ke 100 hmotnostním dílům skleněného prášku, který má měrný povrch 2000 až 8000 cm3.g-1, se přidá 1 až 10 hmotnostních dílů materiálu, vytvářející plyn, s velikostí částic 10 až 100 μ; 0,5 až 15 hmotnostních dílů montmorillonitu; 0,5 až 2 hmotnostní díly hydrogenfosforečnanu alkalického kovu nebo dihydrogenfosforečnanu alkalického kovu, nebo směsi fosforečnanu alkalického kovu a křemičitanu sodného ve formě vodného roztoku; 0,01 až 5 hmotnostních dílů oxidu kovu vzácných zemin nebo směsi těchto oxidů. Načež se takto získaná směs zhomogenizuje, předsuší, potáhne se 1 až 5 hmotnostními díly oxidu titaničitého a/nebo oxid-hydroxidu titaničitého a/nebo oxid-hydroxidu hlinitého. Potom se podrobí tepelnému zpracování při teplotě 720 až 1000 °C a tvaruje se. Předmětem vynálezu je i výrobek tímto způsobem vyrobený, kterým jsou granule se sypnou hmotností 0,3 až 0,45 g.cm-3, deska nebo jiný výrobek, který sestává z 90 až 50 hmotnostních dílů granulí ze silikátové pěny, která má uzavřené póry a 10 až 50 hmotnostních dílů organického anebo anorganického pojivového materiálu. Vynález uvádí jako výhody získání pěnového skla s uzavřenými póry s vynikajícími antivibračními vlastnostmi a s výrobou využívající odpadové sklo. V příkladech provedení je uvedena široká škála recyklovaných skel, jako je sklo olovnaté, křišťálové, borosilikátové, sklo z fluorescenčních lamp a sklo z komunálního dopadu. Jsou nárokovány granule pěnového skla, povlékané TiO2 Např., v příkladu 5 jsou uvedeny granule o velikosti částic 3 až 6 mm, povlečené směsí oxid-hydroxidu-hlinitého a oxidu titaničitého v poměru 1:1, která vytvoří na povrchu granulí hrubý povlak tloušťky 10 pm. Tento povlak na bázi TiO2, póry pěnového skla obsahující plyn, v podstatě zataví a zpevní, čímž se pochopitelně sníží uváděná nízká nasákavost a absorpční kapacita těchto povlékaných granulí vůči vodě. Jedná se tedy o určitou speciální aplikaci pěnového skla. V příkladech provedení nejsou uvedeny vibrační vlastnosti získaných pěnových skel, ale u dvou příkladů, u aplikací jsou uvedeny tepelně izolační vlastnosti a zvukototěsné vlastnosti bez bližšího upřesnění.
CN 102992593 A (27. 3. 2013, Kim Yeon Hwan a další, KR) popisuje způsob přípravy pěnových skleněných částic s nanostrukturou. Tento způsob zahrnuje následující kroky: (1) smísení a reakce roztoku křemičitanu sodného, uhličitanu hořečnatého, oxidu hořečnatého, sody a kyseliny borité v poměru 100: 1,5-4: 1-3: 0,1-1: 3-10 a přirozené vysušení získaných produktů na prášek při normální teplotě 5 až 40 °C; a (2) zahřívání a napěnění prášku získaného v kroku (1) s teplotou napěňování 200 až 500 °C. Jako výhoda vynálezu je uvedeno, že připravené částice pěnového skla pěny vykazují nanostrukturu, jsou připraveny za nižších teplot napěňování, které jsou snadněji ovladatelné, a jsou připraveny za relativně nízkou cenu. V popisuje uvedeno, že získaný výrobek může být využit jako plnivo do různých stavebních materiálů jako jsou izolační materiály s nízkou hustotou, bez uvedení jakýchkoliv konkrétních vlastností získaného výrobku. Jakožto zpěňovadla se využívá uhličitanu hořečnatého nebo sodného s dalšími modifikátory, jak je soda a kyselina boritá, což jsou poměrně běžné a dostupné suroviny. Jak je dosaženo skleněných částic s nanostrukturou, není v tomto řešení popsáno, není uvedeno chlazení, a nejsou
-2CZ 307562 B6 uvedeny žádné konkrétní charakteristiky vstupních surovin, ani konečného výrobku. Nevýhodou je složitý dvojstupňový proces. Pouze vodním sklem se dávkuje veškerý potřebný sklotvomý oxid křemičitý, což představuje dost drahou surovinu pro průmyslovou výrobu pěnového skla.
Pěnové sklo potom bude obsahovat vysoký poměr Na:Si, což nutně povede k nízké chemické odolnosti vůči vodě a tím i vysoké nasákavosti pěnového skla.
Je popsáno využití vodního skla v kombinaci s odpadním sklem jakožto základní suroviny pro výrobu pěnového skla, v kombinaci se zpěňovadly na bázi uhličitanů kovů vzácných zemin, jak uvádí např. další vynálezy.
RU 2009139009 A (27. 4. 2011, ZAO STIKLOPORAS) se týká granulované směsi pro výrobu pěnového skla a způsobu přípravy granulované směsi. Granulovaná směs vsázky pro výrobu pěnového skla obsahuje následující složky v hmotnostních %: vodní sklo 5 až 15; voda 5 až 15; pěnotvomé činidlo obsahující glycerin 1 až 2; kaolin nebo kaolinit; 1 až 3; jemně mleté sklo zbytek. Jakožto pěnotvomé činidlo se používají uhličitany vzácných zemin, jako je CaCO3 nebo MgCO3 nebo BaCO3 nebo SrCO3, v množství až do 1 % hmotnostních ve směsi s glycerinem. Při přípravě směsi, jsou poměry složek experimentálně stanoveny pro maximální a minimální povolenou hustotu mletého skla s ohledem na hustotu tekutého skla, jakož i průměrné hustoty směsi po smíchání a přidáním minimálního množství vody, potřebné k získání vlhkého granulátu. Je řízena velikost granulí a kvalita směsi. Je možno zároveň zvýšit množství vody, přiváděné v daných mezích a řídit hustotu směsi během přípravy. Jako výhodu uvádí vynález efektivní recyklaci odpadního skla, řešící problematiku životního prostředí při zachování kvality získaného produktu. Způsob výroby granulované směsi pro výrobu pěnového skla uvádí, že jsou použity přečištěné komponenty vsázky, které jsou předem prosety k extrakci částic, což představuje komplikovanou, náročnou a poměrně drahou přípravu těchto pevných částic.
US 4347326 A (31. 8. 1982, ASAHI DOW Ltd, JP) popisuje napěnitelnou skleněnou kompozici vhodnou pro výrobu pěnového skla, obsahující na 100 hmotnostních dílů bezvodého modifikovaného křemičitanu sodného 0,5 až 4 hmotnostní díly uhličitanu vápenatého jako zpěňovače. Směs bezvodého modifikovaného sodnokřemičitého skla obsahuje Na2.OxSiO2 v množství 75 až 95 % hmotn., kde x je 3 až 3,8; modifikátor CaO v množství 5 až 15 % hmotn.; a další modifikátor MO v množství 0 až 10 % hmotn., kde MO je vybráno ze skupiny, obsahující oxid hořečnatý, hlinitý, železitý, měďnatý, zinečnatý, boritý, zirkoničitý, strontnatý, olovnatý, draselný a lithný. Řešení je určeno pro termální izolaci budov a průmyslových staveb. Uváděnou výhodou řešení je získání pěnového skla, které obsahuje až 50 % objemu plynu CO2 v buňkách pěnového skla, velikost buněk v pěnovém skle 4 mm nebo méně, a podíl uzavřených buněk 40 % nebo více. Nevýhodou je velikost buněk v pěnovém skle až 4 mm, což představuje poměrně nepříznivě vysokou hodnotu, které odpovídá i nárokovaná hodnota tepelné vodivosti 0,08 kcal.m '.h“1. °C, odpovídající 0,09 W.m-1.K-1. Další nevýhodou je, že bezvodý modifikovaný křemičitan sodný se získává z vodního skla, což představuje opět poměrně komplikovanou a drahou výrobu, protože je nutné vodní sklo vysušit a zbavit jej vody. Dále, pěnové sklo obsahuje kolem 20 % hmotn. oxidu sodného, což významně snižuje chemickou odolnost vůči vodě, o čemž svědčí hodnoty odolnosti vůči vodě, které se pohybují v rozmezí 0,4 až 5 přírůstku hmotnosti výchozího skla, nikoliv pěnového, což se projevuje ve vysoké nasákavosti pěnového skla, která se podle tabulek příkladných provedení pohybuje v rozpětí 7 až 65 %, přednostně 40 %, nebo méně.
Podstata vynálezu
Uvedené nevýhody se odstraní nebo omezí u zpěnitelné směsi pro výrobu pěnového skla s uzavřenými buňkami, podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zpěnitelná směs obsahuje na 100 kg skelné moučky z odpadního skla o velikosti částic 0,5 pm až 500 pm, s výhodou 0,5 pm až 200 pm: 0,1 až 10 kg vody, s výhodou 0,4 až 5 kg vody; 0,1 až 10 kg zpěňovadla, s výhodou 0,4 až 6 kg zpěňovadla, kterým je alespoň jeden uhličitan kovu
-3CZ 307562 B6 alkalických zemin, vybraný ze skupiny, zahrnující uhličitan vápenatý, hořečnatý, bamatý a strontnatý, o velikosti částic 1 nm až 40 μ, s výhodou 1 až 1000 nm; a 0,1 až 500 g tekutého a/nebo pevného protisrážlivého prostředku; s výhodou 1 až 100 g tekutého a/nebo pevného protisrážlivého prostředku. Velikostí částic obecně se v tomto vynálezu míní střední velikost částic, většinou ve formě kulovitých práškových částic.
Hlavní výhodou vynálezu je získání pěnového skla s uzavřenými póry, s vysokou pevností v tlaku a odolnosti proti drcení, s příznivou nízkou nasákavostí a s dlouhodobou tvarovou stabilitou. Pěnové sklo podle tohoto vynálezu je odolné proti plísním, korozi, běžným biologickým a chemickým vlivům a proti obvyklým výkyvům teploty. Pěnové sklo podle vynálezu je nehořlavé a je zařazeno do třídy stavebního materiálu AI, EN 13501-1. Pěnové sklo podle tohoto vynálezu je zdravotně nezávadné, nepřijímá ani nevylučuje žádné škodlivé látky a pachy. Je odolné vůči proti běžným mechanickým vlivům, povětrnostním podmínkám, též vůči hmyzu, ptákům či hlodavcům. Složení zpěnitelné směsi přináší možnost získání neutrální světlé barvy pěnového skla, které se dá snadno obarvit běžnými barvivý na požadovaný barevný odstín, což přináší zajímavá architektonická řešení. Sklo má stálé tepelně izolační vlastnosti. Další velkou předností pěnového skla podle vynálezu je aplikace pro protihlukové bariéry, protože např. zvuková pohltivost pěnového skla podle ČSN EN ISO 11654, např. odpovídá pro panel pěnového skla o tloušťce 300 mm; 0,65 MH; zvuková pohltivost 7dB podle ČSN EN 1793 - 1.
Rozmělněná skelná moučka získaná z odpadního skla využívá recyklovanou surovinu, čímž se uspoří významné množství energie a využije se odpadního skla. Odstranění odpadního skla výrazně zvýší kvalitu životního prostředí. Nárokovaná velikost částic rozemletého skla představuje optimální velikost částic do zpěňovací směsi, umožňující efektivní slinování a při tepelném zpracování a tvorbu jemné a vysoce pevné mikrostruktury pěnového skla, s vysokým počtem propojených stěn jednotlivých buněk pěnového skla.
Zpěňovadlo na bázi uhličitanů kovů alkalických zemin o nárokované velikosti částic umožňuje zpěňovací proces, prakticky nezávislý na tlaku a oxidačně - redukční atmosféře ve zpěňovací peci při tepelném zpracování. Tato zpěňovadla jsou běžně dostupné suroviny. Vápenec představuje nejlevnější dostupnou surovinu požadované velikosti částic. Uhličitan hořečnatý má uplatnění v případě snížení zpěňovací teploty skelné moučky s nižší viskozitou. Po případě lze užít dolomit jakožto přírodní surovinu, obsahující uhličitan vápenatý a hořečnatý. Uhličitan bamatý a strontnatý představují méně časté uhličitany, vhodné ke zvýšení zpěňovací teploty pro skelné moučky s vyšší viskozitou. Uhličitany ve speciálních případech lze kombinovat, a tak reagovat na různé chemické složení skelné moučky s různou viskozitou.
Protisrážlivý prostředek, kapalný a/nebo pevný, podle našich znalostí, nebyl dosud použit při výrobě pěnového skla, respektive zpěnitelné směsi. Při zavádění zpěňovadel dle vynálezu bylo zjištěno, že čím je menší velikost jejich částic, tím je vyšší pevnost v tlaku, odolnost vůči drcení a nižší nasákavost konečného pěnového skla. Částice zpěňovadel o velikosti v řádu pm a nanometrů mají vysoký měrný povrch, což může vést k jejich srážení do shluků, k jejichž rozdružení významně pozitivně působí protisrážlivý prostředek, přidaný do zpěňovací směsi i ve velmi malých dávkách.
Je výhodné, když zpěnitelná směs dále obsahuje 1 až 20 kg vodního skla, výhodou 2 až 12 kg, o obsahu nejméně 30 až 35 % křemičitanu sodného. Přídavek vodního skla usnadňuje vznik taveniny skla při zpěňování zpěňovací směsi, především v případě skelné moučky s vyšší viskozitou, a vytváří taveninu o vhodné napěňovací viskozitě.
Dále je výhodné, když zpěnitelná směs dále obsahuje 0,01 až 4 kg alespoň jednoho aditiva ze skupiny, zahrnující oxid křemičitý o rozměru částic 10 nm až 50 pm, s výhodou; oxid titaničitý o rozměru částic 10 nm až 50 pm; kyselinu boritou a/nebo borax; a alespoň jednu hlinitou komponentu vybranou ze skupiny, zahrnující oxid hlinitý, hydroxid hlinitý, síran hlinitý a kaolin o velikosti částic 10 nm až 100 pm.
-4CZ 307562 B6
S výhodou zpěnitelná směs obsahuje: 0,1 až 1 kg alespoň jednoho aditiva ze skupiny zahrnující oxid křemičitý, titaničitý, kyselinu boritou a/nebo borax a alespoň jednu hlinitou komponentu, ze skupiny, zahrnující oxid hlinitý, hydroxid hlinitý, síran hlinitý a kaolin. Přičemž jednotlivé aditivum obsahuje výhodně: 50 až 300 g oxidu křemičitého o velikosti částic 400 až 1000 nm; 50 až 300 g oxidu titaničitého o velikosti částic 400 až 1000 nm; 50 až 300 g alespoň jednu hlinitou komponentu vybranou ze skupiny, zahrnující oxid hlinitý, hydroxid hlinitý, síran hlinitý a kaolin o velkosti částic 0,1 až 50 pm; a 50 až 300 g kyseliny borité a/nebo boraxu.
Výhoda přidaného aditiva přináší možnost modifikace výsledného pěnového skla. Oxid křemičitý jako sklotvomý prvek vytváří vysoce visko zní sklo s vysokou pevností. Oxid titaničitý vytvořením pevných můstkových vazeb s oxidem křemičitým rovněž přispívá k významnému zvýšení pevnosti výsledného pěnového skla. Dále, oxid titaničitý i samostatně, v podstatě titanová běloba, výrazně přispívá i v malých množstvích k získání šedých, světle šedých až bělavých odstínů konečného pěnového skla. Kyselina boritá a/nebo borax se velmi snadno rozpouští ve vodě, čímž se usnadňuje vstup těchto látek do zpěňovací směsi. Obě borité sloučeniny jsou běžně dostupné v dobré kvalitě. Kyselina boritá se i během zpěňovacího procesu rozkládá na vodu a na oxid boritý, který snadno vytváří s oxidem křemičitým pevné můstkové vazby a současně snižuje počet méně pevných nemůstkových sazeb tím, že váže sodné kationty a přechází na pevnou tetraedrickou koordinaci. Efekt boraxu je podobný, avšak méně výrazný, přesto je jeho využití rovněž příznivé v případě vysoce viskózní skelné moučky.
Hlinité komponenty jsou většinou běžně dostupné suroviny, ale cenově zatím méně výhodné s požadovanou malou velikostí částic, mimo kaolin. Proto jejich využití znamená většinou jejich omezenou rozpustnost ve zpěnitelné směsi, což v současné době znamená i jejich omezenější využití pro daný účel.
Rovněž je výhodné, když zpěnitelná směs obsahuje 0,1 až 5 kg uhlíkatého zpěňovadla, s výhodou 0,5 až 3 kg zpěňovadla, vybraného ze skupiny, zahrnující glycerin a/nebo saze. Uhlíkaté zpěňovadlo je dosud jedno z nejrozšířenějších běžně dostupných a cenově příznivých zpěňovadel. Výhoda glycerinu spočívá v jeho snadné rozpustnosti ve vodě. Cenově dostupnější a užívanější jsou saze. Pěnové sklo vyrobené použitím uhlíkatých zpěňovadel však nedosahuje nárokovaných hodnot pevnost v tlaku a odolnosti proti drcení. Mírné zlepšení těchto nárokovaných vlastností pěnového skla je možno dosáhnout přidáním uvedených uhličitanů alkalických zemin a aditiv.
Pro barvení konečného pěnového skla je výhodné, když zpěnitelná směs obsahuje 1 g až 5 kg, s výhodou 50 g až 1 kg, nejméně jednoho barviva ze skupiny, zahrnující oxid kobaltnatý, měďnatý, železitý, chromitý a vanadičný o velikosti částic pod 100 pm. Při použití oxidu titaničitého je možno docílit u pěnového skla v podstatě běžnými, cenově dostupnými, a velmi účinnými sklářskými barvivý i v malých nárokovaných množstvích, poměrně zajímavé a doposud netradiční barevné pěnové sklo, za ekonomicky výhodných podmínek. Přičemž vlastnosti pěnového skla se použitím těchto barviv významně nemění.
Zpěnitelná směs se připraví způsobem přípravy podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že zpěnitelná směs se získá v následných základních technologických krocích. Nejprve se při běžné teplotě do vody přidá zpěňovadlo na bázi uhličitanů kovů alkalických zemin, případně se přidá tekutý a/nebo pevný protisrážlivý prostředek, případně ve vodě rozpustná aditiva jako je kyselina boritá, případně vodní sklo, případně glycerin, případně vodní sklo smíchané předem s glycerinem, případně vodní sklo s glycerinem, k němuž byly přidány uhlíkové saze. Poté se získaný vodný roztok nebo vodná suspenze přidá do skelné moučky z odpadního skla, případně do skelné moučky předem smíchané s práškovými aditivy jako je oxid křemičitý, nebo oxid titaničitý, nebo práškové hlinité komponenty. Přitom, po každém přidání jakékoliv komponenty s vodou se získaný vodný roztok nebo vodná suspenze vždy promíchává po dobu 0,5 až 30 minut, přednostně o dobu 1 až 5 minut. Rovněž, po přidání jakékoliv komponenty do skelné moučky z
-5CZ 307562 B6 odpadního skla se provádí promísení po dobu 0,5 až 30 minut, přednostně po dobu 1 až 5 minut.
Nakonec, při smísení takto získané promísené skelné moučky s promíchaným vodným roztokem nebo vodnou suspenzí se provádí promíchání po dobu 1 až 30 minut, přednostně po dobu 1 až 5 minut.
Zpěnitelná směs se získává v nárokovaných základních technologických krocích v časové návaznosti při nutném promíchávání v nárokovaných časech, řádově v minutách, aby došlo k získání homogenního roztoku (např., voda a protisrážlivý prostředek), nebo k získání homogenní vodné suspenze, která vzniká častěji po přidání ve vodě nerozpustných komponent. Rovněž skelná moučka s přidávanými komponentami se musí náležitě promísit v nárokovaných časech, řádově v minutách, aby došlo k rovnoměrnému promísení směsi. Konečně, i po přidání vodného roztoku/suspenze do skelné moučky je třeba tuto směs řádně pomíchat v nárokovaných časech, též řádově v minutách. Dlouhodobě odzkoušená nárokovaná doba promíchávání závisí na typu technologického zařízení, množství zpěnitelné směsi a typu jednotlivých komponent. Homogenní směs rozliší znalý pracovník již vizuálně. Případné nehomogenity se výrazně projeví již po promíchání viditelnými shluky částic. Není třeba zvýšené teploty k promíchání. Podle našich zkušeností trvá celková doba promíchávání zpěnitelné směsi o hmotnosti kolem 115 kg, obvykle 50 minut.
Je výhodné, když na homogenní suspenzi se působí ultrazvukem o výkonu 5 až 100 kW, s výhodou 50 až 80 kW, po dobu alespoň 2 minut. Ultrazvuk má příznivý vliv na rozdružení shluků mikročástic a nanočástic zpěňovadla, aditiv nebo barviv.
Objasnění výkresů
Vynález je podrobně popsán dále na příkladných provedeních a je blíže osvětlen na připojeném obrázku, znázorňujícím snímek z optického mikroskopu v pohledu na vybroušenou plochu pěnového skla.
Příklady uskutečnění vynálezu
Zpěnitelná směs může být vyhotovena z odpadního skla a ze střepů skla obalového, užitkového, křišťálového, olovnatého, borosilikátového, drátového, televizního, fluorescenčního, opálového, barevného atp. Podmínkou je, že sklo nesmí obsahovat jakýkoliv materiál nebo látky, které mohou být nebezpečné lidskému zdraví nebo životnímu prostředí.
V příkladech provedení je podrobně kvantifikováno složení zpěnitelné směsi a její příprava. Ze zpěnitelné směsi se běžným technologickým způsobem získá pěnové sklo, jehož charakteristické vlastnosti jsou v příkladech též podrobně popsány a komentovány.
-6CZ 307562 B6
Příklad 1
Tabulka 1. Složení skelné moučky.
| : Složkv | P1-1 | Příkladné složení | 1 PJcíj | ||
| P1-2 | i P1-3 | P1-4 | |||
| hmotn. % | |||||
| i SÍO? | 69,91 | 69,91 | 69,91 | 69.91 | 1 69,91 1 |
| Na2O | 14,82 | 14,82 14,82 | 14,82 | 14,82 I | |
| i CaO | 10,60 | 10,60 | 10,60 | wo | J ...10,60 |
| Í MgO | 2.21 | 2,21 | 2,21 | 2.2Ϊ | T J |
| ai2o3 | 0.99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 | 0,99 1 |
| lZZk?0ZZ | 0.31 | 0,31 | 0,31 | [ 0,31 | 0.31 ! |
| 0,38 | 0.38 | 0,38 | § 0,38 | ] 0,38 | |
| I............&4ob............. [ Suma | 0.78 Ί ΟΟ,ΟΟ ' | 0,78 1100,00 | 0,78 100,00 | 0,78 M 00,00 | 0,78 i 100,00! ..........’.........> |
1.1. Skelná moučka z odpadového skla.
Skelná moučka může být vyhotovena z odpadního skla a ze střepů skla obalového, užitkového, křišťálového, olovnatého, borosilikátového, drátového, televizního, fluorescenčního, opálového, barevného atp. Podmínkou je, že sklo nesmí obsahovat jakýkoliv materiál nebo látky, které mohou být nebezpečné lidskému zdraví nebo životnímu prostředí.
V tomto vynálezu pro všechny příklady provedení byla použita skelná moučka z odpadního obalového sodnovápenatokřemičitého skla.
V každém příkladu 1 až 6 tohoto vynálezu je vždy uvedeno složení skelné moučky. Např., pro příklad 1 bylo použita skelná moučka následného chemického složení v rozsahu % hmotn.:
SiO2: 69,91 až 70,41 Na2O 13,59 až 14,82 CaO 9,73 až 10,60 MgO 2,19 až 2,29 A12O3 2,07 až 2,15 K2O 0,31 až 0,75 Fe2O3 0,31 až 0,3 8 MaOb a/nebo XY: 0,59 až 0,79.
Zbytek do 100 % hmotn. představují další doprovodné složky oxidů MaOb a/nebo solí XY, kde představují M kov, a a b stechiometrický koeficient oxidu, XY představují soli. Doprovodné oxidy MaOb a/nebo solí XT jsou přítomny ve skle v setinách či tisícinách % hmotn. Doprovodné oxidy MaOb jsou, např. TiO2, MnO, CuO, ZnO, SrO, ZrO2, SnO2, Nb2O3, Sb2O3, BaO, B2O3, P2O5 a PbO . Soli XY jsou např. chloridy, fluoridy, simíky/sírany a fosforečnany.
1.1.2. Zrnitost skelné moučky
Zrnitost skelné moučky získaná rozemletím na velikosti částic s obsahem částic o velikosti 0,5 až 500 pm, s výhodou 0,5 až 200 pm.
-7 CZ 307562 B6
Velikostí, většinou kulatých práškových částic, je v celém vynálezu míněna jejich střední velikost.
Tabulka 2. Složení zpěnitelné směsi.
| Složky h ^Skelná moučka [kg] : | Složení zpěnitelné směsi ] P1-1 1 P1~2 P1-3 i P-M ! ΡΪ-5 | |||
| 100,0 | | 100,0 | 100.0 100,0 100,0 | ||
| ! Voda [kg] | | 3.0 | Γ'30 | 3’° j 3,0 z | 3,0 |
| lZMZ^ZZZZZZZZZj^ | Z4...... | 1.......2.4......1 | .....? 4 j.....2 4.....1 | .......2,1.....1 |
| i CaCO3 [kg] | - | 2J | ..........:..........j..........:......Z | 2.4 |
| [ MgCO3 [kg] ; | ... | 1·1 | ||
| .........................................j | - | - ; | 100 100 | WO J |
| SiOj [g] ____j | - | “ | ' í | 50 | |
| j H3BO3 [g] [ | : - í | .......20.......1 | ||
| 1 Protisrážlivý prostředek [g] J | . - | ΖΖθΖ/] | 6.........| |
1.2. Použité suroviny pro zpěnitelnou směs
1.2.1 Zpěňovadlo na bázi uhličitanů kovů alkalických zemin
Ve všech příkladných provedeních byl užit stejný druh zpěňovadla uhličitanu vápenatého chemického vzorce CaCO3, výrobce Gummem, AT s názvem Omyacarb® Extra - GU, s obsahem 98 % uhličitanu vápenatého; 0,2 % Fe2O3 a s uvedením nerozpustného zbytku v HC1. Střední velikost částic je 4 pm, 50 % z nich mají velikost částic do 0,9 pm, přičemž 90 % částic je menší než 2 pm, tj. 2000 nm.
Oxid hořečnatý v příkladných provedeních byl použit jako běžný technický uhličitan hořečnatý, jemně mletý, výrobce, např. německé firmy Alsalco.
1.2.2. Zpěňovadlo na bázi uhlíkatých komponent
Jako uhlíkaté komponenty byly použity běžně dostupné suroviny jako je glycerin či uhlíkové saze.
Glycerol neboli glycerín, chemicky propan-1,2,3-triol, je hygroskopická bezbarvá viskózní kapalina. Díky přítomnosti hydroxylových skupin je molekula glycerolu polární, a proto se neomezeně mísí s vodou. Byl použit čistý, 100% glycerin od českého výrobce PANOIL.
Uhlíkové saze v podstatě odpovídají amorfnímu uhlíku. Technické uhlíkové saze byly použity od českého distributora MERTRADE spol. s r. o., který je dlouholetým zástupcem výrobce technických sazí, ukrajinské firmy OJSC Kremenchug Carbon Black Plant, určených též pro výrobu pneumatik a technické pryže.
-8CZ 307562 B6
1.2.3. Oxid titaničitý
Oxid titaničitý TiO2 byl použit v tomto i dalších příkladných provedeních, a to názvu TB ANATS, výrobce PRECHEZA Přerov, CZ. Oxid titaničitý obsahuje 98,01 % částic pod 2 pm, z toho 78,26 % částic pod 1 pm.
1.2.4. Oxid křemičitý
Oxid křemičitý SiO2 byl použit o názvu DORSILIT, distributora CHEJN, CZ ve formě jemně rozemletého písku s obsahem přes 98 % SiO2 o velikosti částic od 2 do 160 pm, případně MIKRO- DORSILIT s obsahem částic od 2 do 25 pm.
1.2.5. Kyselina boritá a borax
Byla použita běžná kyselina boritá H3BO3 krystalická, a běžně dostupný borax, technické kvality, které jsou oba velmi snadno rozpustné ve vodě. Výrobce, např. Mach -Chemikálie, CZ.
Jako borax lze použít běžně dostupnou sklářskou surovinu technické kvality, např., ochranné známky ETIBOR®.
1.2.6. Tekutý a/nebo pevný protisrážlivý prostředek
Jako tekutý a/nebo pevný protisrážlivý prostředek výborně poslouží např., buď pevný dispergátor, a/nebo kapalný tenzid.
Jako pevný dispergátor byl použit běžný mastek, v podstatě křemiěitan hořečnatý, velmi jemně mletý. Např. byl použit mastek o názvu Finntalc 30, výrobce Mondon Minerals B.V., NL se střední velikostí částic 35 pm v množství 98 %, z toho 50 % částici 10 pm a se specifickým povrchem dle BET 3 m2.g-1. Nebo byl použit mastek o názvu TALC CHD2, výrobce IMI Fabi, IT. Střední velikost částic pod 16 pm obsahuje 98 %, přitom nejméně 50 % částic má velikost 4,5 p, a se specifickým povrchem dle BET 7,5 m2.g-1.
Jako tekutý tenzid byl použit běžný a dostupný emulgátor, snižující povrchové napětí vody/roztoků, suspenzí a zvyšuje jejich smáčivost, např. typu JAR® výrobce The Procter & Gamble Company, US.
Tabulka 3. Vlastnosti pěnového skla.
| Vlastností | .......pi-1.....Γ .......................I.. | P1-2 | P1-3 | P1-4 | P1-5 |
| Pevnost [MPa]_______ | 0,81 1 | _2,11_ | 1,77 | Γ 1,91...... | 2,21 |
| Odolnost vůči drceni [MPa] | 0.59 ~ t | o7Q9 | 0,89 | ΓΆθϊ..... | í......Ϊ.05..... |
| Nasákavost [hmotn. %] | „.Tx...... | 6,9 | 6-6 | 6,1 | | Lm.j |
| Tepelná vodivost [Wm' K ] | 0.081 | | 0,079_ | 0,080 | 0.080 | 0,078 |
| Sypná hmotnost [kgm'3] | 28θΠ | 295 | 301 | 322 J | 344 |
| Barva | Černá | černá | | černá | Černá | | černá |
1.3. Charakteristika složení zpěňovací směsi
V tomto příkladu byly jako zpěňovadlo použity uhlíkové saze ve všech příkladných provedeních Pl-1 až Pl-5. Jejich kombinace s uhličitanem vápenatým byla použita pro příkladná provedení Pl-2 a Pl-5, a pro příkladné provedení Pl-2 navíc se zpěňovadlem uhličitanem hořečnatým.
-9CZ 307562 B6
Vzhledem k použití zpěňovadel na bázi uhličitanů alkalických kovů byl použit v příkladných provedeních Pl-2 a PÍ-5 protisrážlivý prostředek, který napomáhá rovnoměrnému rozptýlení velmi malých částic vápence ve vodě.
Složení zpěnitelné směsi je obohaceno aditivy, a to: v příkladných provedeních Pl 3, Pl-4 a Pl5 oxidem titaničitým; v příkladných provedeních Pl-4 a Pl - 5 oxidem křemičitým; a v příkladném provedení Pl-5 kyselinou boritou.
Jako zpěňovadlo bylo použito běžně užívané uhlíkové saze. Použitá kombinace uhličitanů kovů alkalických zemin jakožto zpěňovadel vede ke zpevnění struktury pěnového skla, což vede ke zvýšení pevnosti pěnového skla a odolnosti vůči drcení. Dvojmocné kationty vápníku a hořčíku ve struktuře sodno-křemičitého skla zvyšují pevnost vazeb skelné sítě a zlepšují chemickou odolnost skla. Užití uhličitanů kovů alkalických kovů nevedlo k nežádoucímu nárůstu tepelné vodivosti.
1.4. Charakteristika pěnového skla
Vlastnosti získaného pěnového skla rovněž příznivě modifikují užitá aditiva. Oxid titaničitý, oxid křemičitý a kyselina boritá přispívají ke zvýšení pevnosti skla v tlaku, odolnosti vůči drcení a vedou ke snížení nasákavosti. Nedošlo také k nežádoucímu zvýšené tepelné vodivosti. Došlo však k mírnému nárůstu sypné hmotnosti. Použití uhlíkového zpěňovadla ve formě sazí vedlo k černé barvě pěnového skla.
Příklad 2
Tabulka 4. Složení skelné moučky.
| Složky [ SiO2 | : Příkladné složeni | ||||
| P2-1 ΓγΟ'ϊ..... | i P2-2 L_... ______ '70741..... | I P2-3 hmotn. % | P2-4 | | P2-5 i ^7Ó?41..... | |
| Na2O j 13-59 | 13,59 | 13,59 | 13,59 | 13,59 | |
| CaO | ? 9,99 | 9,99 | 9,99 i | 9,99 | 9.99 |
| MgO | J.....2/19 | ......2.Ϊ9 | ' 2,19 Γ | .....2/9 | 2.19 ' |
| AI2O3 | 1 215 | | 2,15 | 2,15 j | 2,15 | 2,15 |
| K?O | | 0.75 | ί 0,75 | 0.75 | 0,75 | 0,75 |
| Fé2O3 | 'Γ'αοβΊ | Γ 0,33 ' | 0 33 7' | 0.33....... | |
| MaOb ___Suma | I 0,59 i 100,00 1 | 0,59 : 100.00 | 0.59 100,001 | 0,59 I 100,00 | 0,59 I 100,00 i |
- 10CZ 307562 B6
Tabulka 5. Složení zpěnitelné směsi.
| Složky | Složení zpěnitelné směsi | ||||
| 'jPzTT 100.0 | 100.0 | ~ P2-3 100,0 | ] Ρ2-4ΪΡ2-5 | ||
| Skelná moučka [kg] | 1 100.0 | 100.0 | |||
| Vodní sklo [kg] | 10,0 | 10,0 | 10,0 | i 10,0 | i 10.0 |
| Voda [kg] | 1,4 | 1.4 | | 1,4 | i 1.4 | |
| C[g] | 2.4 | 2,4 | 2,4 i 2,4 | 2,1 | ||
| CáCO3[kg] | - | 2,1 | • * | i 2A | |
| T/lgCO3 [kg] ..... | .· | - | i - ' ί | * | |
| TOtó]......................................................... | - | Ϊ00 | Γ wo....... | .......Ϊ00...... | |
| TO (91 | ii | ·> | 1.......50........ | ........50 1 | |
| i·-''“·“·- T—. -. -T-. -> t 1 w*>1i i—i - i-»—. 11-1=1-^111=1-11-=11 111¼¼ i =n i-rli ii 1-¼ n - | iiww iiwwwiwi 11 n w w wi -11 | -riiiiii -=.=-.W.-.‘.=i-‘ w “ ·· 1 | 4...............;.....- | ||
| HTO [g].................................................. | 'V | ......- ] | i ~ | ........20.......j | |
| Protisrážlivý prostředek [g] | - | .........5.........] |
Tabulka 6. Vlastnosti pěnového skla.
| i Vlastnosti | P2-1 [ P2-2 | l.P2'3 | P2-4 | P2-5 |
| i Pevnost [MPaj | V 1,87..... | ......Ϊ99..... | 4?20 | |
| i Odolnost vůči drcení [MPa] | 0.69 j 1,09 | |. 0>99 | | ......1,01....... ..... | ... 1·25 |
| Nasákavost [hmotn. %] | 7,1 | 6.3 | ί_Αΐ. J | Jjj'j | |
| i Tepelná vodivost [W m ^K'1 ] | 0,086 j 0,081 291 i 301 | | 0,083 | 0,084 | 0,080 |
| 1 Sypná hmotnost [kg m 3] | | 322 | 332 | 351 | |
| j Barva | —” -t ........ černá [ černá | j černá | černá | černá |
2.1. Použité suroviny pro složení zpěnitelné směsi
2.1.1. Vodní sklo
Jako nová složka byl v tomto příkladu 2 a dalších příkladech 3, 5 a 6 použito vodní sklo, a to běžně dostupné vodní sklo technické kvality o obsahu 30 až 35 % křemiěitanu sodného o chemickém vzorci Na2O.xSiO2.yH2O, kde x a y jsou proměnné konstanty závislé na proměnném obsahu oxidu křemičitého a vody. Výrobcem tohoto vodního skla je např., LABAR s.r.o., Ústí nad Labem, CZ
2.2. Charakteristika složení zpěňovací směsi
Ve všech příkladných provedeních P2-1 až P2-5 bylo použito vodní sklo a jako zpěňovadlo byly použity uhlíkové saze (C). Jejich kombinace s uhličitanem vápenatým byla použita pro příkladná provedení P2-2 a P2-5, a pro příkladné provedení P2-2 navíc se zpěňovadlem uhličitanem hořečnatým. Vzhledem k použití těchto zpěňovadel na bázi uhličitanů alkalických kovů byl proto v příkladných provedeních P2-2 a P2-5 použit protisrážlivý prostředek, který napomáhá rovnoměrnému rozptýlení velmi malých částic vápence a uhličitanu hořečnatého ve vodě.
-11CZ 307562 B6
Složení zpěnitelné směsi je obohaceno aditivy, a to: v příkladných provedeních P2-3, P2-4 a P25 oxidem titaničitým; v příkladných provedeních P2—4 a P2-5 oxidem křemičitým; a v příkladném provedení P2-5 kyselinou boritou.
2.3. Charakteristika pěnového skla
Přidáním vodního skla ve všech příkladných provedeních dochází ke zvýšení obsahu oxidu sodného v pěnovém skle. Tím dojde ke snížení viskozity na kontaktu částic skelné moučky, což usnadňuje vznik taveniny skla ve zpěnitelné směsi, což usnadňuje napěnění skelné moučky z odpadního skla, jejíž složení se v použitém odpadním skle většinou mírně kolísá, čímž kolísá i viskozita vznikající taveniny. Přítomnost oxidu sodného snižuje pevnost a chemickou odolnost pěnového skla. Tento mírně nepříznivý efekt vodního skla je kompenzován přidáním uhličitanů kovů alkalických zemin a/nebo aditiv, jako je oxid titaničitý, křemičitý a kyselina boritá. Snížení viskozity skla vede k lepšímu uzavření nežádoucích kanálků propojujících póry ve skle. Tím dochází ke snížení nasákavosti pěnového skla.
Užití uhlíkových sazí vede k černému zbarvení pěnového skla.
Příklad 3
Tabulka 7. Složení skelné moučky.
Příkladné složení
| | P3-1 7 | __P3~2..... | i.....P3-3.....Γ | P3-4 Π | ||
| hmotn %_ | |||||
| I SíO2 | : 70.19 | 70,19 | 70,19 I | 70/19- | 70,19 j |
| i Naso | : 14,25 | 14,25 | 14,25 : | 1475 | 14.25 |
| |.......CaO............: | 9.73 | 9.73 | 9.73 _ | 9.73.....] | |
| [___MgO _ | 2.29 | 2,29 | 2,29 i | 2,29 | |
| ; AI2O3 | ~2jo7~ | 2,07 | 2.07 i | 2,07 | 2.07 |
| 1 K?o | 0,37 | 0,37 | 0,37 | | 0,37 | 0,37 ! |
| i FezO:? | 0,31 | i 0.31 | 0.31 | 0,31 | 0731......1 |
| ......07<Π | 0,79 | 0,79 | 0,79 | 0,79 1 | |
| 1 Suma | 100.00 | 100,00 | | 100.00 j | 100,00 | 1100.00 | |
- 12CZ 307562 B6
Tabulka 8. Složení zpěnitelné směsi.
| Složky |... P3-1 Skelná moučka [kg] । 100.0 ; Vodní sklo [kg] i ~ i Glycerin [kg]_____ p 2,0 ; Voda [kg] _ _ [ 0,4_ _ CaCO3 [kg] ~ MgCOa [kg] _..............- | | Složení zpěnitelné směsi J P3-2 | P3-3 | P3-4 | P3-5 j 100,0 । 100,0 100,0 I 100,0 | ]......ipo [ W 1.......2.0.......Γ ~2Ό.......Γ~Ζ0.......Γ~2Ό.......I 0,4 i 0,4 T 0,4 0.4_ | 2.1 | - - 2.4 i Í‘,4í .......... -.....“T .....| - i 100 i 100 ] 100 I |
| TiO, [g] I - I . JL .. . ................. . . | |
| • .·......·.· ·.· · ·. · .·. ·.· ·..·..····..·. .· · ·.·.·.·· ..... . .· ·Τ·. · . · ·. . . .1 SiQ2 [g] | - ί | - j - | 50 50 i j....................4........,.................................................... i - i -. i - 20 1 t.......................[..............1 ...............—T .........i I 4 | | - [ 4 ; |
| .. Hfelg] .. ...................._.............|....... ;.........| Protisrážlivý prostředek [g] i - |
3.1. Charakteristika složení zpěňovací směsi
V příkladných provedeních P3-3 až P3-5 bylo použito vodní sklo a jako zpěňovadlo byly použity uhlíkové saze (C). Jejich kombinace s uhličitanem vápenatým byla použita pro příkladná provedení P2-2 a P2-5, a pro příkladné provedení P2-2 navíc se zpěňovadlem uhličitanem hořečnatým. Vzhledem k použití těchto zpěňovadel na bázi uhličitanů alkalických kovů byl proto v příkladných provedeních P2-2 a P2-5 použit protisrážlivý prostředek, který napomáhá rovnoměrnému rozptýlení velmi malých částic vápence a uhličitanu hořečnatého ve vodě.
Složení zpěnitelné směsi je obohaceno aditivy, a to: v příkladných provedeních P2-3, P2-4 a P25 oxidem titaničitým; v příkladných provedeních P2—4 a P2-5 oxidem křemičitým; a v příkladném provedení P2-5 kyselinou boritou.
Tabulka 9. Vlastnosti pěnového skla.
| Vlastnosti Pevnost [MPá] 1 | | P3-1 1,12 | P3-2 1.31 | : 1,41 | I.....P3-4 i 1.67 | -ρ3^-η 1,84 |
| Odolnost vůči drcení [MPa] 1 | I 071 | 0,81 | i 1,31 | 1,45 | 1,57 |
| Nasákavost jhmotn.%] _____ | 7,1 | 6,5 | T 6Ý....... | ΓΙΕ | .....5,4 |
| Tepelná vodivost [Wm'K·1 ] | 0.080 | 0.078 | 0,082 | 0.083 | 0,077 |
| ' . . ·. '.. ,3. Sypna hmotnost [kg m ] | 266 | i 271 | i 289 | 297 | |
| Barva | černá | černá | i černá | černá | černá |
3.2. Charakteristika pěnového skla
Nahrazením uhlíkových sazí glycerinem, který je snadno rozpustný ve vodě, případně ve vodním skle, vede k rovnoměrnější struktuře uzavřených pórů v pěnovém skle. To se projevilo ve zvýšení pevnosti v tlaku pěnového skla a jeho odolnosti vůči drcení. Nedošlo ke zhoršení nasákavosti ani ke zvýšení tepelné vodivosti.
-13CZ 307562 B6
Přidání uhličitanů alkalických kovů a aditiv se příznivě projeví rovněž ve zvýšení pevnosti v tlaku a odolnosti pěnového skla vůči drcení.
Užití kombinace zpěňovadel uhličitanů alkalických kovů s uhlíkatými zpěňovadly dává nej lepší výsledky vlastnosti pěnového skla, ve srovnání s příkladem 1 a 2.
Barva je v důsledku uhlíkatého zpěňovadla černá.
Příklad 4
Tabulka 10. Složení skelné moučky.
| Příkladné složeni | | | |||
| P4-1 Ί | P4-2 | I P4-3.....P4-4 i | P4-5....... | |
| Složky | .........I | |||
| hmotn. % | ||||
| I 69,91 69,91 | ||||
| SiOj | 70,19 | | 69.91 | 69,91 | |
| --ί......................ί | — | |||
| | Na2O | i 14,25 i | 14.82 | T 14,82 14,82 | | 14.82 |
| i CaO _ | | 9,73 | 10,60 | [ 10,60 10,60 J. | 1060 | |
| i MgÓ | i 2,29 | ” 2.2Γ | Γ 2,21 2,21 [ | 2.21 j |
| I ai2o3 | 2,07 i | 0,99 | I 0,99 I 0,99 | | 0,99 |
| — | 0,31 | |||
| K?O | 0,37 : | 0,31 | I . 0,31 Γ 0,31 | | |
| 0.38 1 | ||||
| FeA | i 0,31 | 0.38 | I 0,38 I 0,38 I | |
| 0,78 | ||||
| M3Ofe | | 0,79 | 0.78 | | 0,78 | 0,78 | |
| 1 Suma | I 100,00 | | 100,00 | [ 100^00 M 00.00 j | 100,00 |
Tabulka 11. Složení zpěnitelné směsi.
| Složení zpěnitelné směsi | |||||
| : OlwZ-rSy r | P4-1 | J.....P4-2 | j.....P4-3_ | .....PMJ | 1.....P4:& |
| i Skelná moučka [kg] i | 100.0 | 100,0 | 1 100.0 | 100,0 | | | 100.0 |
| : Voda [kg] i | .....0,4...... | |......6.4..... | 1......04...... | ]”'O4.......) | S------ -- ------ i 0,4 |
| CaCO3 [kg] | | 2,0 | 2,1 | 32 | I 3.2 j 1 : | i 3,2 |
| MgCO, [kg] ........[ | 1......1.1...... | - | j.............Ί | ||
| Γτ^Ζ^Ζ Z7 | - | š - | I 100. | I 100 | I 100 |
| i SiO2 [g] j | ! :τ·. | : - | '!........50......... | r................... 50 | |
| I H3BÓ3 [g] i | - | : * | > r | 1 “ | 20 |
| Protisrážlivý prostředek [g] i | 5 | L 5 | I 5 | 1 5 | 5 |
4.1. Charakteristika složení zpěňovací směsi
Ve všech příkladných provedeních P4-1 až P4-5 nebylo použito vodní sklo, ani uhlíkatá zpěňovadla. Jako zpěňovadla byly použity pouze uhličitany kovů alkalických zemin. Uhličitan vápenatý byl použit pro všechna příkladná provedení P4-1 až P4-5, a pro příkladné provedení
- 14CZ 307562 B6
P4-2 navíc se zpěňovadlem uhličitanem hořečnatým. Vzhledem k použití zpěňovadel na bázi uhličitanů alkalických kovů, byl proto ve všech příkladných provedeních P4-1 až P4-5 použit protisrážlivý prostředek, účinně napomáhající rovnoměrnému rozptýlení velmi malých částic vápence a uhličitanu hořečnatého ve vodě.
Složení zpěnitelné směsi je obohaceno aditivy, a to: v příkladných provedeních P4-3, P4-4 a P45 oxidem titaničitým; v příkladných provedeních P4—4 a P4-5 oxidem křemičitým; a v příkladném provedení P4-5 kyselinou boritou.
Tabulka 12. Vlastnosti pěnového skla.
| í Vlastnosti | P4-1 ' | P4-2 | P4-3 | P4-4 | P4-5 j |
| Pevnost [MPa] | 2.71 | 2,89 | 2,99 | ' 3?2 8...... | ......3,67 |
| OdolnosVvůČÍ drceni [MPa] | 1,61 | 1,71 | 2,θΓ | Z27...... | ' 2,31 |
| Nasákavost [hmotn.%] | 6,01 | 6.00 | 5,91...... | 5,81 | ......5,50...... |
| 0.071 | 0,070 | 0.068 | 0.069 | 0.063 | |
| | Sypná hmotnost [kg m a] | 321 | 334 | . 351 . | 367 | 389 __ |
| i Barva | šedá | šedá | šedá | I šedá | šedá |
4.2. Charakteristika pěnového skla
Užití pouze uhličitanů kovů alkalických zemin jakožto zpěňovadel představuje zpěňovadla bez uhlíku. Uhlík nevytváří s křemičitým sklem pevné vazby, čímž snižuje žádanou pevnost pěnového skla v tlaku, snižuje odolnost pěnového skla vůči drcení a chemickou odolnost pěnového skla. Nepřítomnost uhlíku ve zpěňovací směsi, a naopak přítomnost kationtů vápníku a/nebo hořčíku ve zpěňovací směsi podle příkladu 4, se výrazně projevila na výrazném zvýšení pevnosti pěnové skla v tlaku, odolnosti vůči drcení a poklesu nasákavosti. Tento efekt je též zvýšen přítomností aditiv, oxidu křemičitého, titaničitého a kyseliny borité. Pozitivní účinky zpěňovadel a aditiv byly též výrazně zlepšeny použitím protisrážlivého prostředku, zabraňujícímu shlukování nano a mikročástic těchto komponent.
Nepřítomnost uhlíku v tomto příkladném provedení vede k získání výsledného světlého zabarvení pěnového skla.
- 15 CZ 307562 B6
Příklad 5
Tabulka 13. Složení skelné moučky.
Příkladné složení c. .. .....Ρδ-Ϊ'Ί P5:2 [ P5-3 ΡδΤΊ P5-5 ΓΡδ-β) Ρδ-7 oiOZKy ι j --------------......- -..................—J---------------------------·*·.................
! hmotn. %
| 1 SO3 | 70,41 | | 70,41 | i 70.41 | 70,41 | j 70,41 | I 70,41 | 70,41 i |
| 1 ®3?0 | | 13.59 | | 13,59 | | 13,59 I | 13,59 | ] 13,59 | | 13,59 | 13,59 1 |
| | ČaÓ | ] 9,99 i | ί 9,99 | 9,99 | i 9.99 | 9,99 | 9,99 | | |
| i MgO | 2,19 | í 2,19 ! | 2,19 | i 2.19 | 2,19 | .....2,19 j | |
| AI2O3 | 2,15 | | 2,15 | 2,15 | 2,15 | |_ 2,15 | 2,15 | 2,15 [ |
| K?O | 0.75 i | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 1 0,75 | 0,75 | 0.75 | |
| Fe^Os | ........ήί-™-----' i 0,33 i | 0,33 | 0,33 Γ | 0,33 | 0,33 | 0,33 | 0,33 1 |
| MA | - - I -- i 0,59 i | 0.59 | 0.59 | 0,59 | 1 0,59 | i 0,59 | 0,59 |
| Suma | ........[ 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100.00 | | 100.00 | [100’00 | 100,00 I -___________J. |
Tabulka 14. Složení zpěnitelné směsi.
| L._................................... | P54' | Složeni zpěnitelné směsi | |||
| ; P5-.3 | i P5-4 i | P5-5 í | |||
| •i.................... | ioo,o i ...............t- | ||||
| i Skelná moučka [kg] i 100,0 ; | 100,0 | 100.0 | ] 100,0 | 100,0 I 100,0 | |
| i Vodní sklo [kg] ] 10 0 i | 10.0 | 1O.:° | 10,0 | 10,0 ________________.L. | 10,0 10,0 |
| iVoda [kg] i 2,4 i | .......24 | Ϊ~Σ4..... | f'74 | | 2,4 i .................t | .....24......[' |
| CaCO.3 [kg] , 3,8 | ?......3.7 | J 35 | i 3.8 | 3.8 j | 3,8 3,8 |
| MgCO;J[kg]...................................j........J | i 1.3 | J — | [.....-......... | Λ ΐ | 1 -----------4................... |
| | TíoZg)............. .....................].........-........j | 100 | 100 I | 100 1 | 50 ί 80 | |
| .... | ——....— | ..........----1- | ------------ | ||
| siOdg]..............................................!.........-........] | : - | 50 I | 50 i | 20 I 30 | |
| ί'Ζ^Μ ΞΞΞΖΞΖΖΖΙΞΞΖΙ i AI(OH)s a/nebo ÁIjÓj i | i................. | ..................... | 4—-...........-4- | Ζ1ΖΖΓ | · · · ->-··· · - -.· · · · ·: ΐ 'ΊΟ |
| i a/neboAl^SOí) [g],.................[ ............... | !·. .· ·. ·. .·. . .· v . | IU. | sJV vJLz | ||
| i Kaolin [g] _ _ _ i - | ·- | : - | ......f 50 ..................-t...............— - | ||
| i Protisrážiivý prostředek [g] i 6 | T......6 | 6........Γ | ......6.......|........6_______ |
5.1. Použité suroviny pro složení zpěnitelné směsi
5.1.1. Hydroxid hlinitý, oxid hlinitý, síran hlinitý
Byl použit běžný práškový hydroxid hlinitý, dodavatele Krátoška chemin spol. s.r.o., Uhříněves. Hydroxid hlinitý lze kombinovat s práškovým oxidem hlinitým nebo práškovým síranem hlinitým. Oxid hlinitý byl použit dodavatele Krátoška chemin spol. s.r.o. Síran hlinitý byl použit od dodavatele ΡΕΝΤΑ s.r.o., Praha.
- 16CZ 307562 B6
5.1.2. Kaolin
Byl použit práškový kaolin výrobce Sedlecký kaolin as., Poříčany.
5.2. Charakteristika zpěňovací směsi
Ve všech příkladných provedeních P5-1 až P5-5 bylo použito vodní sklo. Nebyla použita žádná uhlíkatá zpěňovadla. Jako zpěňovadla byly použity pouze uhličitany kovů alkalických zemin. Uhličitan vápenatý byl použit pro všechna příkladná provedení P5-1 až P5-5, a pro příkladné provedení P5-2 navíc se zpěňovadlem uhličitanem hořečnatým. Vzhledem k použití těchto zpěňovadel na bázi uhličitanů alkalických kovů byl proto ve všech příkladných provedeních P4-1 až P4-5 použit protisrážlivý prostředek za účelem rovnoměrného rozptýlení velmi malých částic vápence a uhličitanu hořečnatého ve vodě.
Složení zpěnitelné směsi je obohaceno aditivy, a to: v příkladných provedeních P5-3, P5-4 a P55 oxidem titaniěitým; v příkladných provedeních P5-4 a P5- 5 oxidem křemičitým; a v příkladném provedení P5-5 kyselinou boritou.
V příkladných provedeních P5-6 a P5-7 byly jako aditiva použity hlinité suroviny, a to v příkladném provedení P5-6 byl použit hydroxid hlinitý, v příkladném provedení P5-7 kaolin. Kaolin jakožto uhličitan vápenato-hořeěnatý přispívá ke zpěňování.
Tabulka 15. Vlastnosti pěnového skla.
| [ Vlastnosti | P5-1 1 | ’ P5-2 | ' píLÍ Ί | |
| Pevnost (M Pa] | 4.01 | 4,65 | I 4.98 | 5.55 i 6,78 1 5.05 j 4,51 |
| | Odolnost vůči drceni [MPa] | 3.,01 | 3,21 | i 3,45 | : 4,6 i 5.09 J 4,01 I 3.05 |
| 1 Nasákavost [hmotn.%] _ | 5.11 | 4,91 | i 4,88 | 3,67 i 3,11 [ 4.91 ΐ 5.07 |
| | Tepelná vodivost ] | 0,061 | 0,056 | | 0,051 | 0.048 í 0,049 0,055 j 0,061 |
| Sypná hmotnost [kg m'3] | 388 | 379 | 401 | 415 i 417 395 j 400 |
| Barva | šedá | šedá | | šedá | šedá i šedá šedá šedá |
5.3. Charakteristika pěnového skla
Nej lepší vlastnosti pěnového skla byly dosaženy v tomto příkladu 5, při použití zpěňovadla na bázi uhličitanů kovů alkalických zemin v kombinaci s vodním sklem a aditivy, bez použití uhlíkatých zpěňovadel. Pozitivní účinky zpěňovadel a aditiv byly též výrazně zlepšeny použitím protisrážlivého prostředku, zabraňujícímu shlukování nano a mikročástic těchto komponent.
Ve vodním skle se všechna použitá aditiva dobře rozpouštějí. Přídavky aditiva zvyšují pevnost v tlaku pěnových skel, a tím i jejich odolnost proti drcení. Z aditiv vykazují nejlepší zlepšení pevnosti v tlaku a odolnosti proti drcení oxid titaniěitý a křemičitý, menší vliv mají v tomto ohledu kyselina boritá a rovněž hlinitá aditiva
Na připojeném obrázku je snímek z optického mikroskopu v pohledu na vybroušenou plochu pěnového skla, pořízený na mikroskopu NICON. Snímek představuje porézní povrch pěnového skla, zhotoveného podle příkladu 5 předloženého vynálezu, příkladného provedení P5-3, ve 20násobném zvětšení. Střední velikost uzavřených pórů je 230 pm.
- 17CZ 307562 B6
Příklad 6
6.1. Charakteristika zpěňovací směsi
Pro příkladná provedení P6-1 až P6-5 bylo použito shodné chemické složení skelné moučky z odpadního skla a shodné složení zpěnitelné směsi jako v předchozím příkladu 5 (pro příkladná složení P5-1 až P5-5) s tím rozdílem, že zpěnitelná směs obsahuje nejméně jeden barvicí oxid ze skupiny CoO, CuO, Fe2O3, Cr2O3 a V2O5 Každý tento oxid má velmi silné barvicí účinky na sklo po tepelném zpracování.
6.2. Použité suroviny zpěnitelné směsi
V tomto příkladném provedení byla použita jako barviva běžné dostupné oxidy, jako je CoO, CuO, Fe2O3 Cr2O3 a V2O5, výrobce, např. Krátoška-Chemin.
Tabulka 14. Složení zpěnitelné směsi.
| i Složk | y | i Složení zpěnítelr | lě směsi | P6-5 |
| 1 P6-1 i P6-2 P6-3 | P6-4 i | |||
| 1 CoO [g] | ..............70........|............J_......L | - i | ||
| i CuO [g] | I - I 500 i - | ; | * | |
| i FepUgl | - i - i 1000 | - : | - | |
| Cr2O2[g] 1 V,OS [g] | ......;...................I.....................I....................... | 100 i | | 200 |
Tabulka 15. Vlastnosti pěnového skla
| Vlastnosti | i P6-1 I P6-2 | P6-3 i P6-4 i P6-5 i |
| Barva | | modrá j zelená | červená ; zelená zelená |
6.3. Charakteristika pěnového skla
Výsledné barvy pěnového skla, získané po tepelném zpracování jsou např., modrá, červená a zelená. Modře zabarvené sklo ze zpěnitelné směsi P6-1 se získá velmi silně barvicím oxidem CoO v množství 70 g. Zeleně zbarvené sklo se získá ze zpěnitelné směsi P6-2 s přidaným množstvím 500 g barvicího oxidu CuO. Zpěnitelná směs dle P6-3 s přídavkem 1000 g Fe2O3, případně směsí oxidů železa Fe2O3 a FeO, obarví pěnové sklo červeně. Přídavek Cr2O3 v množství 200 g ke zpěnitelné směsi P6-4 zbarví pěnové sklo zeleně. Zeleně zbarvené sklo dle příkladného provedení P6-5 se získá přídavkem 200 g V2O5
Příklad 7
Způsob přípravy zpěnitelné směsi
Zpěnitelná směs se získá v následných technologických krocích.
Při běžné teplotě se do vody přidá zpěňovadlo na bázi uhličitanů kovů alkalických zemin. Případně, podle požadavku se přidá: tekutý a/nebo pevný protisrážlivý prostředek; ve vodě
- 18 CZ 307562 B6 rozpustná aditiva jako je kyselina boritá; vodní sklo; glycerin; vodní sklo smíchané předem s glycerinem; uhlíkové saze; prášková aditiva, jako je oxid křemičitý, nebo oxid titaničitý, nebo práškové hlinité komponenty.
Poté se získaný vodný roztok nebo vodná suspenze přidá do skelné moučky z odpadního skla.
Po každém přidání jakékoliv komponenty do vody a do skelné moučky z odpadního skla, a po smísení skelné moučky s vodným roztokem nebo vodnou suspenzí, se vždy provádí promíchání směsi po dobu 1 až 30 minut, přednostně po dobu 1 až 5 minut.
Podrobněji:
Při běžné teplotě se do 1 až 10 kg, s výhodou 0,4 až 5 kg vody, přidá 0,1 až 10 kg, s výhodou 0,4 až 6 kg zpěňovadla, kterým je alespoň jeden uhličitan kovu alkalických zemin vybraný ze skupiny, zahrnující uhličitan vápenatý, hořečnatý, bamatý a strontnatý, o velikosti částic 1 nm až 40 pm, s výhodou 1 až 1000 nm. Následně se směs promíchává až do vzniku homogenní suspenze po dobu alespoň 0,5 až 30 minut, s výhodou 1 až 5 minut.
Případně se přidá 0,1 až 5 kg, s výhodou 0,5 až do 3 kg, uhlíkatého zpěňovadla vybraného ze skupiny, zahrnující glycerin a/nebo uhlíkové saze.
Při výhodném použití protisrážlivého prostředku se vévodě rozpustí 0,1 až 500 g, s výhodou 1 až 100 g tekutého a/nebo pevného protisrážlivého prostředku a promíchá se alespoň 0,5 až 30 minut, s výhodou 1 až 5 minut.
Do vody se případně přidá 0,01 až 4 kg, s výhodou 0,1 až 1 kg aditiva, a to vždy nejméně jedno aditivum, a to:
0,01 až 1 kg, s výhodou 50 do 300 g, oxidu titaničitého o velikosti částic 400 až 1000 nm;
0,01 až 1 kg, s výhodou 50 až 300 g, oxidu křemičitého o velikosti částic 1 až 50 pm;
0,01 až 1 kg, s výhodou 50 až 300 g, kyseliny borité a/nebo boraxu;
0,1 až 1 kg, s výhodou 50 až 300g, hlinité komponenty vybrané ze skupiny, zahrnující oxid hlinitý, síran hlinitý, hydroxid hlinitý a kaolin, o velkosti částic 0,1 až 100 pm.
Po každém přidání aditiva ke zpěnitelné směsi se směs promíchává až do získání homogenní suspenze po dobu alespoň 0,5 až 30 minut, s výhodou 1 až 5 minut.
Takto získaná homogenní suspenze se přidá do 100 kg skelné moučky z odpadního skla s obsahem částic 0,5 až 500 pm, s výhodou 0,5 až 200 pm, a promíchává se do vzniku homogenní směsi 0,5 až 30 minut, s výhodou 1 až 5 minut.
Případně se přidá 1 g až 5 kg, přednostně 50 g až 1 kg, nejméně jednoho barviva ze skupiny zahrnující oxid kobaltnatý, oxid měďnatý, oxid železitý, oxid chromitý a oxid vanadičný o velikosti částic pod 100 pm, s výhodou o velikosti částic pod 10 pm.
S výhodou se k dokonalejšímu rozdružení a homogenizaci malých částic ve vodné suspenzi, působí na tuto suspenzi ultrazvukem o výkonu 5 až 100 kW, s výhodou 50 až 80 kW, po dobu alespoň 2 minuty. Pro působení ultrazvuku lze využít, např. zařízení společnosti Hielscher Ultrasonics GmbH, DE.
Takto získaná homogenní suspenze se s výhodou přečerpá do míchací nádrže, obsahující 1 až 20 kg, s výhodou 3 až 12 kg, vodního skla o obsahu nejméně 30 až 35 % křemičitanu sodného, a promíchá do homogenní suspenze po dobu 0,5 až 30 minut, s výhodou 1 až 5 minut.
- 19CZ 307562 B6
Nakonec se získaná vodná suspenze přidá do 100 kg skelné moučky z odpadního skla s obsahem minimálně 90 % částic o velikosti 0,5 až 500 pm; přednostně s obsahem částic o velikosti 0,5 až
200 pm.
Příklad 8
Pěnové sklo
Pěnové sklo s uzavřenými buňkami získané ze zpěnitelné směsi podle tohoto vynálezu, připravené způsobem přípravy zpěnitelné směsi podle tohoto vynálezu, a vyrobené běžným tepelným zpracováním, zahříváním na teplotu 700 až 1000 °C a následným pomalým chlazením, vykazuje následující velmi příznivé hodnoty:
sypná hmotnost: 280 až 450 kg.rn-3, s výhodou 350 až 450 kg.rn-3;
střední velikost buněk v pěnovém skle: 200 pm, s výhodou pod 200 pm;
objemová koncentrace buněk v pěnovém skle: 60 obj. % a více;
tepelná vodivost: 0,07 W.m-2, s výhodou až 0,048 W.m-2 a méně;
pevnost v tlaku: 3 až 10 MPa, s výhodou 4 MPa a více;
odolnost vůči drcení: 2,5 až 5 MPa; s výhodou 3 MPa a více;
dlouhodobá nasákavost vůči vodě: 2 až 12 hmotn. %., s výhodou méně než 8 hmotn.%.
Pěnové sklo podle tohoto vynálezu recykluje odpadní sklo jakožto surovinu ve formě rozemleté skelné moučky z odpadního skla. Pěnové sklo podle tohoto vynálezu recykluje okolo 68 až 95 % této odpadní suroviny.
Průmyslová využitelnost
Pěnové sklo je vhodné jako izolační a tepelně izolační i tepelně a hydroizolační materiál ve stavebnictví a dopravě, a dá se dále zpracovávat pro další aplikace. Pěnové sklo je možno zpracovat ve formě štěrku nebo panelů.
Claims (17)
1. Zpěnitelná směs pro výrobu pěnového skla s uzavřenými buňkami, na bázi odpadního skla ve formě rozemleté skelné moučky, dále obsahuje zpěňovadlo ve formě uhličitanů kovů alkalických zemin, vyznačující se tím, že zpěnitelná směs obsahuje na 100 kg skelné moučky z odpadního skla o velikosti částic 0,5 až 500 pm: 0,1 až 10 kg vody;
0,1 až 10 kg zpěňovadla, kterým je alespoň jeden uhličitan kovu alkalických zemin, vybraný ze skupiny, zahrnující uhličitan vápenatý, hořečnatý, bamatý a strontnatý, o velikosti částic 1 nm až 40 pm.
2. Zpěnitelná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje 0,1 až 500 g tekutého a/nebo pevného protisrážlivého prostředku.
3. Zpěnitelná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje
1 až 20 kg vodního skla na bázi křemičitanu sodného nebo draselného nebo lithného.
4. Zpěnitelná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje 0,01 až 4 kg alespoň jednoho aditiva ze skupiny zahrnující: oxid křemičitý o velikosti částic 10 nm až 50 pm;
oxid titaničitý o velikosti částic 10 nm až 50 pm;
-20CZ 307562 B6 kyselinu boritou a/nebo boraxu; a alespoň jednu hlinitou komponentu ze skupiny zahrnující oxid hlinitý, hydroxid hlinitý, síran hlinitý a kaolin o velikosti částic 10 nm až 100 pm.
5. Zpěnitelná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje
1 g až 5 kg nejméně jednoho barviva ze skupiny, zahrnující oxid kobaltnatý, oxid měďnatý, oxid železitý, oxid chromitý a oxid vanadičný o velikosti částic pod 100 pm.
6. Zpěnitelná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje
0,1 až 5 kg uhlíkatého zpěňovadla vybraného ze skupiny, zahrnující glycerin a/nebo uhlíkové saze.
7. Zpěnitelná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že skelná moučka z odpadního skla obsahuje částice o velikosti 0,5 až 200 pm.
8. Zpěnitelná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje 0,4 až 5 kg vody.
9. Zpěnitelná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje 0,4 až 6 kg zpěňovadla na bázi uhličitanů kovů alkalických zemin.
10. Zpěnitelná směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že zpěňovadlo na bázi uhličitanů kovů alkalických zemin obsahuje částice o velikosti 1 až 1000 nm.
11. Zpěnitelná směs podle nároku 2, vyznačující se tím, že obsahuje 1 až 100 g tekutého a/nebo pevného protisrážlivého prostředku.
12. Zpěnitelná směs podle nároku 3, vyznačující se tím, že obsahuje 2 až 12 kg vodního skla na bázi křemičitanu sodného nebo draselného nebo lithného.
13. Zpěnitelná směs podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále obsahuje
0,1 až 1,0 kg alespoň jednoho aditiva ze skupiny zahrnující oxid křemičitý, titaničitý, kyselinu boritou a/nebo borax a alespoň jednu hlinitou komponentu, ze skupiny, zahrnující oxid hlinitý, hydroxid hlinitý, síran hlinitý a kaolin;
přičemž jednotlivé aditivum obsahuje
50 až 300 g oxidu křemičitého o velikosti částic 400 až 1000 nm;
50 až 300 g oxidu titaničitého o velikosti částic 400 až 1000 nm;
50 až 300 g alespoň jednu hlinitou komponentu vybranou ze skupiny, zahrnující oxid hlinitý, hydroxid hlinitý, síran hlinitý a kaolin o velkosti částic 0,1 až 50 pm;
50 až 300 g kyseliny borité a/nebo boraxu.
14. Zpěnitelná směs podle nároku 6, vyznačující se tím, že obsahuje
0,5 až do 3 kg uhlíkatého zpěňovadla, vybraného ze skupiny, zahrnující glycerin a/nebo uhlíkové saze.
15. Zpěnitelná směs podle nároku 5, vyznačující se tím, že obsahuje
50 g až 1 kg nejméně jednoho barviva ze skupiny, zahrnující oxid kobaltnatý, oxid měďnatý, oxid železitý, oxid chromitý a oxid vanadičný o velikosti částic pod 10 pm.
16. Způsob přípravy zpěnitelné směsi podle některého z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že zpěnitelná směs se získá v následných základních technologických krocích:
-21 CZ 307562 B6
a) při běžné teplotě se do vody přidá zpěňovadlo na bázi uhličitanů kovů alkalických zemin, případně se přidá: tekutý a/nebo pevný protisrážlivý prostředek, případně ve vodě rozpustná aditiva jako je kyselina boritá, případně vodní sklo, případně glycerin, případně vodní sklo smíchané předem s glycerinem, případně uhlíkové saze, případně prášková aditiva, jako je oxid křemičitý, nebo oxid titaničitý, nebo práškové hlinité komponenty;
b) poté se získaný vodný roztok nebo vodná suspenze přidá do skelné moučky z odpadního skla;
c) přičemž po každém smíchání jakékoliv komponenty s vodou podle kroku a) se získaný vodný roztok nebo vodná suspenze vždy promíchává po dobu 0,5 až 30 minut, přednostně o dobu 1 až 5 minut;
d) rovněž po přidání jakékoliv komponenty do skelné moučky z odpadního skla podle kroku b) se provádí promísení po dobu 0,5 minuty až 30 minut, přednostně po dobu 1 až 5 minut;
e) a nakonec při smísení skelné moučky získané podle kroku d) s vodným roztokem nebo vodnou suspenzí získanou v kroku c) se provádí promíchání směsi po dobu 1 až 30 minut, přednostně po dobu 1 až 5 minut.
17. Způsob přípravy zpěnitelné směsi podle nároku 16, vyznačující se tím, že
f) na homogenní vodný roztok dle kroku a) nebo vodnou suspenzi jakékoliv komponenty dle kroku a) nebo kroku c) se působí ultrazvukem o výkonu 5 až 100 kW, s výhodou 50 až 80 kW, po dobu alespoň 2 minuty.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-179A CZ307562B6 (cs) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Zpěnitelná směs pro výrobu pěnového skla a způsob její přípravy |
| SK50030-2018U SK8785Y1 (sk) | 2017-03-29 | 2018-03-29 | Speniteľná zmes na výrobu penového skla a spôsob jej prípravy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2017-179A CZ307562B6 (cs) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Zpěnitelná směs pro výrobu pěnového skla a způsob její přípravy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2017179A3 CZ2017179A3 (cs) | 2018-12-05 |
| CZ307562B6 true CZ307562B6 (cs) | 2018-12-05 |
Family
ID=64456562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2017-179A CZ307562B6 (cs) | 2017-03-29 | 2017-03-29 | Zpěnitelná směs pro výrobu pěnového skla a způsob její přípravy |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ307562B6 (cs) |
| SK (1) | SK8785Y1 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ2022488A3 (cs) * | 2022-11-21 | 2023-09-06 | Technická univerzita v Liberci | Plastická hmota pro přípravu porézní sklokeramické pěny, porézní sklokeramická pěna připravená z této hmoty a způsob přípravy této porézní sklokeramické pěny |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4347326A (en) * | 1980-03-17 | 1982-08-31 | Asahi-Dow Limited | Foamable glass composition and glass foam |
| US4734322A (en) * | 1985-02-04 | 1988-03-29 | Societe Nationale Elf Aquitaine | Process for the preparation of a glass based cellular mineral and various articles made therefrom |
| SK10562000A3 (sk) * | 1998-11-12 | 2000-12-11 | L�Szl� Hoffmann | Spôsob výroby silikátovej peny s uzavretými pórmi, predovšetkým z odpadových materiálov, a výrobok vyrobený týmto spôsobom |
| RU2009139009A (ru) * | 2009-10-22 | 2011-04-27 | Зао "Стиклопорас" (Lt) | Гранулированная шихта для изготовления пеностекла и способ ее получения |
| KR20120137895A (ko) * | 2011-06-13 | 2012-12-24 | 나승철 | 다층구조의 세라믹패널 |
-
2017
- 2017-03-29 CZ CZ2017-179A patent/CZ307562B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2018
- 2018-03-29 SK SK50030-2018U patent/SK8785Y1/sk unknown
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4347326A (en) * | 1980-03-17 | 1982-08-31 | Asahi-Dow Limited | Foamable glass composition and glass foam |
| US4734322A (en) * | 1985-02-04 | 1988-03-29 | Societe Nationale Elf Aquitaine | Process for the preparation of a glass based cellular mineral and various articles made therefrom |
| SK10562000A3 (sk) * | 1998-11-12 | 2000-12-11 | L�Szl� Hoffmann | Spôsob výroby silikátovej peny s uzavretými pórmi, predovšetkým z odpadových materiálov, a výrobok vyrobený týmto spôsobom |
| RU2009139009A (ru) * | 2009-10-22 | 2011-04-27 | Зао "Стиклопорас" (Lt) | Гранулированная шихта для изготовления пеностекла и способ ее получения |
| KR20120137895A (ko) * | 2011-06-13 | 2012-12-24 | 나승철 | 다층구조의 세라믹패널 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ2017179A3 (cs) | 2018-12-05 |
| SK8785Y1 (sk) | 2020-06-02 |
| SK500302018U1 (sk) | 2020-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2006321786B2 (en) | Engineered low-density heterogeneous microparticles and methods and formulations for producing the microparticles | |
| US7744689B2 (en) | Alkali resistant glass compositions | |
| CN102134167B (zh) | 一种低温熔块成品釉及其制备方法 | |
| US20150018195A1 (en) | Ceramic foam | |
| CN103145365A (zh) | 一种混凝土抗裂修复剂及应用其的混凝土 | |
| CN103924755A (zh) | 一种多功能室内光触媒装饰板及其制备方法 | |
| SK4199A3 (en) | Foamed material for fireproofing and/or insulating | |
| KR20100003920A (ko) | 고강도 발포유리 및 그 제조방법 | |
| KR101624612B1 (ko) | 무기질 상온경화형 발포세라믹 조성물 및 그 제조방법 | |
| CA2885643C (en) | Synthetic microparticles | |
| CZ307562B6 (cs) | Zpěnitelná směs pro výrobu pěnového skla a způsob její přípravy | |
| Al-Saadi et al. | Foaming geopolymers preparation by alkali activation of glass waste | |
| KR20100080246A (ko) | 석탄 폐석을 이용한 흡착제 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 흡착제 | |
| EP3268320A1 (en) | Foam glass granules, their preparation and use | |
| CN1970647A (zh) | 一种复合改性剂表面改性滑石粉体的制备方法 | |
| RU2448929C1 (ru) | Сырьевая смесь и способ ее получения для наноструктурированного автоклавного газобетона | |
| CZ30676U1 (cs) | Zpěnitelná směs pro výrobu pěnového skla | |
| Yu | Influence of silica fume on the production process and properties of porous glass composite | |
| KR101219460B1 (ko) | 미세유리 중공 구슬의 제조방법 | |
| EP3943464A1 (en) | A novel lightweight ceramic sand formulation from lignite fly ash and method of preparation thereof | |
| RU2246457C1 (ru) | Шихта для получения пеностекольного облицовочного материала | |
| CN203821746U (zh) | 一种多功能室内光触媒装饰板 | |
| RU2459769C2 (ru) | Способ производства пеностекла | |
| NL2012081C2 (en) | Cement additive and cements containing said additive; process for preparing concrete and concrete products; use of the cement additive. | |
| EA036774B1 (ru) | Способ производства пеностекла |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20220329 |