CZ309179B6 - Předimpregnovaná vlákenná výztuž a způsob její výroby - Google Patents

Předimpregnovaná vlákenná výztuž a způsob její výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ309179B6
CZ309179B6 CZ2019122A CZ2019122A CZ309179B6 CZ 309179 B6 CZ309179 B6 CZ 309179B6 CZ 2019122 A CZ2019122 A CZ 2019122A CZ 2019122 A CZ2019122 A CZ 2019122A CZ 309179 B6 CZ309179 B6 CZ 309179B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
fiber reinforcement
impregnated fiber
impregnated
inorganic binder
production
Prior art date
Application number
CZ2019122A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ2019122A3 (cs
Inventor
Pavlína Hájková
Hájková Pavlína Ing., Ph.D.
Eliška Haincová
Eliška Mgr. Haincová
Original Assignee
ORLEN UniCRE a.s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ORLEN UniCRE a.s. filed Critical ORLEN UniCRE a.s.
Priority to CZ2019122A priority Critical patent/CZ309179B6/cs
Publication of CZ2019122A3 publication Critical patent/CZ2019122A3/cs
Publication of CZ309179B6 publication Critical patent/CZ309179B6/cs

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/38—Fibrous materials; Whiskers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/16—Acids or salts thereof containing phosphorus in the anion, e.g. phosphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26—Silicates of the alkali metals
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/92—Protection against other undesired influences or dangers
    • E04B1/94—Protection against other undesired influences or dangers against fire

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)

Abstract

Předimpregnovaná vlákenná výztuž pro výrobu kompozitů odolných až do teploty 900 °C obsahuje 5 až 65 % hmotn. vláken předimpregnovaných pojivem, obsahujícím SiO2,Al2O3 a K2O v molárních poměrech SiO2 : Al2O3 = 7 až 90 : 1, K2O : SiO2 = 0,05 až 0,2 : 1 a K2O : Al2O3 = 1 až 9,5 : 1 a případně fosforečnany nebo boritany jako aditivum. Vlákenná výztuž je z uhlíku, čediče, skla či keramiky alespoň v jedné formě vybrané ze skupiny zahrnující formu tkanou, netkanou, pletenou, sekaná vlákna, roving a rohož. Způsob výroby předimpregnované vlákenné výztuže spočívá v tom, že se vlákna prosytí alkalicky aktivovaným anorganickým pojivem, pak se přebytečné pojivo odstraní, vlákenná výztuž se překryje plastovou fólií, válcuje se, navine do rolí nebo nařeže na listy a pak se skladuje při teplotě od -10 do -20 °C po dobu až 30 dnů.

Description

Předimpregnovaná vlákenná výztuž a způsob její výroby
Oblast techniky
Vynález se týká předimpregnované vlákenné výztuže (prepregu) a způsobu její výroby.
Dosavadní stav techniky
Dosavadní předimpregnované vlákenné výztuže, běžně označované jako prepregy, jsou již známé jako polotovary, které jsou tvořeny výztuží prosycenou pojivém pro výrobu kompozitních materiálů metodou laminování. Předimpregnované vlákenné výztuže umožňují oddělit výrobu kompozitů od samotné impregnace vlákenné výztuže, což umožňuje čistou výrobu, snadnou manipulaci, vysoký podíl vlákenné výztuže a stále stejnou kvalitu kompozitů. Dosavadní vyráběné vlákenné výztuže obsahují vlákennou výztuž předimpregnovanou organickou pryskyřicí, která je vložena mezi fólie a uložena, často za snížené teploty, pro pozdější použití. Organická pryskyřice však způsobuje, že kompozity následně vyrobené z těchto dosavadních předimpregnovaných vlákenných výztuží nejsou odolné vůči ohni a teplotám vyšším než 250 °C.
Dosavadní způsoby výroby předimpregnované vlákenné výztuže s organickým pojivém se používají k průmyslové výrobě polotovarů, tedy předimpregnovaných vlákenných výztuží, které lze velmi snadno použít pro ruční i sériovou výrobu laminátů. Zahrnují prosycení vlákenné výztuže pryskyřicí nej častěji ponorem, sprej ováním či válečkováním, pak následné vytlačení přebytečné pryskyřice válcováním, překrytí předimpregnované vlákenné výztuže vrstvou ochranné fólie z obou stran, přitlačení fólií válcováním, částečné zesíťovaní působením teploty a tlaku či odpařením rozpouštědel a navinutí do zásobníkové role.
Alkalicky aktivované hlinitokřemičitany jako pojivá jsou již známé. Obvykle sestávají z kapalných a pevných složek založených na sloučeninách S1O2, AI2O3, Na2O a K2O. Za určitých okolností specifikovaných francouzským prof. Davidovitsem je lze nazývat také geopolymery. Příprava pojiv probíhá částečným rozpuštěním hlinitokřemičitanů ve velmi alkalickém prostředí. Vytvrzování alkalicky aktivovaného hlinitokřemičitanového pojivá probíhá pomocí transportu a orientace rozpouštěných iontů a následnou polykondenzací, při které se formují vazby Si-O-AlO.
Plniva ve spojení s geopolymemím pojivém zpravidla dávají výslednému kompozitnímu materiálu tuhost a pevnost. Běžně se jako plniva pro geopolymery používají písek, mletý šamot a různá kameniva, vlákna či technické textilie.
Patentové spisy CZ 302939 B6 a CZ 300134 B6 se zabývají geopolymemími pojivý, které obsahují metakaolinit, amorfní siliku nebo mletou vysokopecní granulovanou strusku a draselný alkalický aktivátor. Nevýhodou těchto geopolymemích pojiv je, že jejich směs s plnivem je nutno ihned zpracovat do finálního tvaru.
V patentovém spisu US 5601643 A je popsán cement na bázi elektrárenského popílku. Toto pojivo sestává z popílku a 2 až 20 % alkalického křemičitanu s poměrem SiO2/Na2O rovném 0,2 až 0,75. Tento cement jako pojivo je vhodný především pro přípravu kaší, malt a betonů. Nevýhodou tohoto cementu je, že jej nelze skladovat a ve směsi s plnivem je nutno jej ihned zpracovat do finálního tvaru.
V užitném vzoru CZ 32160 B6 je popsána prášková geopolymemí pryskyřice, která je vhodná pro výrobu vyztužených objemově stálých kompozitů. Nevýhodou je, že v tomto užitném vzoru je uvedena pouze prášková pryskyřice, přičemž místo tekutých alkalických aktivátorů je zde uvedena jejich pevná forma. Další nevýhodou je, že v užitném vzoru není uvedena možnost
- 1 CZ 309179 B6 přípravy předimpregnované vlákenné výztuže.
Pryskyřici použitelné po delší dobu se věnuje patentová přihláška WO 03/087008 A2, kde je vymezen rozsah poměrů SiCh : AI2O3, M2O : S1O2 a M2O : AI2O3, při kterých lze získat geopolymemí pryskyřici použitelnou po dobu 4 až 8 týdnů od doby její přípravy, pokud je uchována ve zmrazeném stavu při teplotě minimálně -10 °C. Podobným pryskyřicím se věnují i patentové spisy EP 815064 AI a EP 518980 AI. Nevýhodou je, že v žádném z těchto patentových spisů není uveden způsob výroby předimpregnované vlákenné výztuže pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných kompozita.
V patentovém spisu CZ 305657 B6 je popsána geopolymemí pryskyřice pro přípravu vyztužených kompozita. Tato pryskyřice obsahuje pevnou složku obsahující křemičitan, kaolin, metakaolin, oxid hlinitý a kapalnou složku obsahující hydroxid draselný nebo draselné vodní sklo a dále kyselinu fosforečnou a kyselinu boritou. Tato pryskyřice je vhodná pro dlouhodobé uložení při teplotě maximálně -18 °C po dobu až 6 měsíců. Nevýhodou je, že v tomto patentovém spisuje uvedena pouze příprava a uskladnění samotné geopolymemí pryskyřice a její použití pro impregnaci vláken s následným vytvrzením za teploty 50 °C až 115 °C do finálního tvam.
Nevýhodou všech uvedených řešení je, že uvádějí pouze přípravu samotného pojivá pro teplotně odolné materiály nebo výrobu kompozitu ve finálním stavu, ale nezabývají se přípravou předimpregnované vlákenné výztuže ani způsobem jejího uložení pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných laminátů.
Výše uvedené nevýhody alespoň zčásti odstraňuje předimpregnovaná vlákenná výztuž a způsob její výroby podle vynálezu.
Podstata vynálezu
Předimpregnovaná vlákenná výztuž pro výrobu kompozitů odolných až do teploty 900 °C, charakterizovaná tím, že obsahuje alespoň jednu vrstvu obsahující alespoň 5 až 65 % hmota, vláken předimpregnovaných alkalicky aktivovaným anorganickým pojivém, které obsahuje alespoň SÍO2, AI2O3 a K2O v molámích poměrech S1O2: AI2O3 = 7 až 90 : 1, K2O : S1O2 = 0,05 až 0,2 : 1 a K2O : AI2O3 = 1 až 9,5 : 1.
Výhodná předimpregnovaná vlákenná výztuž, charakterizovaná tím, že vlákna jsou z materiálu vybraného ze skupiny zahrnující uhlík, čedič, sklo a keramiku alespoň v jedné formě vybrané ze skupiny zahrnující formu tkanou, netkanou, pletenou, sekaná vlákna a rohož.
Další výhodná předimpregnovaná vlákenná výztuž, charakterizovaná tím, že vlákna jsou z materiálu vybraného ze skupiny zahrnující uhlík, čedič a sklo ve formě rovingu.
Další výhodná předimpregnovaná vlákenná výztuž, charakterizovaná tím, že alkalicky aktivované anorganické pojivo obsahuje alespoň jedno aditivum vybrané ze skupiny zahrnující fosforečnany a boritany.
Další výhodná předimpregnovaná vlákenná výztuž, charakterizovaná tím, že alkalicky aktivované anorganické pojivo obsahuje fosforečnany v množství odpovídajícím molámím poměrům S1O2: P2O5 = 23 až 217 : 1 a K2O : P2O5 = 3 až 26 : 1.
Další výhodná předimpregnovaná vlákenná výztuž, charakterizovaná tím, že alkalicky aktivované anorganické pojivo obsahuje boritany v množství odpovídajícím molámím poměrům SÍO2: B2O3 = 12 až 220 : 1 a K2O : B2O3 = 1,5 až 30 : 1.
Způsob výroby předimpregnované vlákenné výztuže je charakterizován tím, že se vlákna alespoň
-2CZ 309179 B6 z jednoho materiálu vybraného ze skupiny zahrnující uhlík, čedič, sklo a keramiku alespoň v jedné formě vybrané ze skupiny zahrnující formu tkanou, netkanou, pletenou, sekaná vlákna, roving a rohož prosytí alkalicky aktivovaným anorganickým pojivém, pak se přebytečné alkalicky aktivované anorganické pojivo odstraní, pak se alespoň jedna vrstva vlákenné výztuže překryje plastovou fólií a stlačí, pak se upraví způsobem vybraným ze skupiny zahrnující navinutí a nařezání a pak se skladuje při teplotě od -10 do -20 °C po dobu až jednoho měsíce.
Výhodný způsob výroby předimpregnované vlákenné výztuže je charakterizován tím, že se alkalicky aktivované anorganické pojivo vyrobí tak, že se smísí kapalný alkalický aktivátor obsahující alespoň jednu složku vybranou ze skupiny zahrnující hydroxid draselný a draselné vodní sklo s pevnou složkou obsahující alespoň jednu složku vybranou ze skupiny zahrnující křemičitany, kaoliny, metakaoliny a oxid hlinitý.
Další výhodný způsob výroby předimpregnované vlákenné výztuže je charakterizován tím, že kapalný alkalický aktivátor obsahuje alespoň jednu složku vybranou ze skupiny zahrnující fosforečnany a boritany.
Další výhodný způsob výroby předimpregnované vlákenné výztuže je charakterizován tím, že se alkalicky aktivované anorganické pojivo vyrobí tak, že se prášková geopolymemí směs obsahující alespoň jednu složku vybranou ze skupiny zahrnující křemičitany, kaoliny, metakaoliny, oxid hlinitý, fosforečnany, boritany a hydroxid draselný smísí s vodou.
Další výhodný způsob výroby předimpregnované vlákenné výztuže je charakterizován tím, že se alkalicky aktivované anorganické pojivo před použitím k prosycení vláken uloží při teplotě -10 až -20 °C po dobu až 10 dnů.
Použití předimpregnované vlákenné výztuže pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných konstrukcí laminováním při teplotě v rozmezí 10 až 90 °C.
Použití předimpregnované vlákenné výztuže pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných výrobků po 12 hodinách od uložení v plastové fólii při teplotě -10 až -20 °C po dobu jednoho měsíce.
Prokázalo se, že předimpregnovaná vlákenná výztuž uložená mezi plastovými fóliemi a skladovaná za teploty nižší než -10 °C, lépe za teploty nižší než -18 °C, je použitelná pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných konstrukcí již po 12 hodinách od jejího uskladnění minimálně po dobu 1 měsíce od její přípravy.
Cílem vynálezu je předimpregnovaná vlákenná výztuž, ze které je možno vyrábět kompozitní teplotně odolné a ohnivzdorné konstrukce metodou laminování (lamináty). Výhodou předimpregnované vlákenné výztuže podle vynálezu je, že se jedná o polotovar, který umožňuje oddělit výrobu finálních ohnivzdorných kompozita od samotné impregnace vláken či textilií anorganickým pojivém. Oddělenou výrobou předimpregnované vlákenné výztuže je zajištěno stejné prosycení vláken a stejný podíl impregnačního alkalicky aktivovaného anorganického pojivá na vláknech a zároveň je zajištěn čistý provoz strojní či ruční výroby vlastních kompozitních laminátů. S předimpregnovanou vlákennou výztuží podle vynálezu lze velmi snadno manipulovat. Předimpregnovaná vlákenná výztuž podle vynálezu umožňuje udržovat vysoký podíl vláknové výztuže a stále stejnou kvalitu kompozita. Další výhodou předimpregnované vlákenné výztuže podle vynálezu je, že výroba finálních ohnivzdorných kompozita může probíhat nejen za zvýšené teploty, ale také za teploty pokojové či dokonce snížené až na 10 °C. Nespornou výhodou předimpregnované vlákenné výztuže podle vynálezu je, že kompozity z ní vyrobené jsou odolné vůči ohni a teplotám do 900 °C.
Předimpregnovanou vlákennou jednovrstvou výztuž z uhlíkových, čedičových, skleněných či keramických textilii (tkaných, netkaných, pletených či rohoží) podle vynálezu lze vyrábět
-3 CZ 309179 B6 strojním či ručním způsobem zahrnujícím tyto procesy:
prosycení textilie ponořením, sprej ováním či válečkováním alkalicky aktivovaným anorganickým pojivém;
vytlačení přebytečného alkalicky aktivovaného anorganického pojivá z prosycené textilie válcováním;
překrytí předimpregnované textilie ochrannou plastovou fólií z obou stran a přitlačení fólií válcováním;
navinutí předimpregnované vlákenné výztuže z textilie v ochranné plastové fólii na zásobníkové role či její nařezání na listy;
uložení rolí s navinutou předimpregnovanou vlákennou výztuží z textilie v ochranné plastové fólii či listů s nařezanou předimpregnovanou vlákennou výztuží v ochranné plastové fólii do mrazicího boxu o teplotě minimálně -10 °C na dobu minimálně 12 h, s výhodou o teplotě v rozmezí -18 až -20 °C na dobu 24 h až 30 dnů.
Předimpregnovanou vlákennou vícevrstvou výztuž z uhlíkových, čedičových, skleněných či keramických textilií (tkaných, netkaných, pletených či rohoží) podle vynálezu lze vyrábět strojním či ručním způsobem zahrnujícím tyto procesy:
prosycení textilie ponořením, sprej ováním či válečkováním alkalicky aktivovaným anorganickým pojivém;
vytlačení přebytečného alkalicky aktivovaného anorganického pojivá z prosycené textilie válcováním;
položení požadovaného počtu vrstev předimpregnované vlákenné výztuže z textilie na sebe;
překrytí vrstev předimpregnované vlákenné výztuže z textilie ochrannou plastovou fólií z obou stran a přitlačení válcováním;
navinutí slisovaných vrstev předimpregnované vlákenné výztuže z textilie na zásobníkové role či jejich nařezání na listy;
uložení rolí s navinutými slisovanými vrstvami předimpregnované vlákenné výztuže z textilie v ochranné plastové fólii či listů s nařezanými slisovanými vrstvami předimpregnované vlákenné výztuže v ochranné plastové fólii do mrazicího boxu o teplotě minimálně -10 °C na dobu minimálně 12 h, s výhodou o teplotě od -18 do -20 °C na dobu 24 h až 30 dnů.
Předimpregnovanou vlákennou výztuž z uhlíkových, čedičových či skleněných rovingů podle vynálezu lze vyrábět strojním či ručním způsobem zahrnujícím tyto procesy:
prosycení rovingu ponořením, sprej ováním či válečkováním alkalicky aktivovaným anorganickým pojivém;
vytlačení přebytečného alkalicky aktivovaného anorganického pojivá z prosyceného rovingu válcováním;
překrytí předimpregnované vlákenné výztuže z rovingu ochrannou plastovou fólií z obou stran a přitlačení fólie válcováním;
-4CZ 309179 B6 navinutí předimpregnované vlákenné výztuže z rovingu v ochranné plastové fólii na zásobníkové role;
uložení rolí s navinutou předimpregnovanou vlákennou výztuží z rovingu v ochranné plastové fólii do mrazicího boxu o teplotě minimálně -10 °C na dobu minimálně 12 h, s výhodou o teplotě v rozmezí -18 až -20 °C na dobu 24 h až 30 dnů.
Předimpregnovanou vlákennou výztuž ze sekaných uhlíkových, čedičových, skleněných či keramických vláken podle vynálezu lze vyrábět strojním či ručním způsobem zahrnujícím tyto procesy:
prosycení sekaných vláken alkalicky aktivovaným anorganickým pojivém v mísiči;
rovnoměrné rozvrstvení prosycených sekaných vláken na podložku z plastové fólie;
překrytí prosycených sekaných vláken další plastovou fólií;
vytlačení přebytečného alkalicky aktivovaného anorganického pojivá z prosycených sekaných vláken a přitlačení fólií válcováním;
navinutí předimpregnované vlákenné výztuže ze sekaných vláken v plastové fólii na zásobníkové role či její nařezání na jednotlivé listy uložení rolí s navinutou předimpregnovanou vlákennou výztuží ze sekaných vláken v plastové fólii či listů s nařezanou předimpregnovanou vlákennou výztuží v plastové fólii do mrazicího boxu o teplotě minimálně -10 °C na dobu minimálně 12 h, s výhodou o teplotě v rozmezí -18 až -20 °C na dobu 24 h až 30 dnů.
Výroba alkalicky aktivovaného anorganického pojivá pro prosycení vlákenné výztuže probíhá běžným způsobem v mísiči, kde se smísí kapalný alkalický aktivátor obsahující hydroxid draselný a/nebo draselné vodní sklo, s výhodou s obsahem fosforečnanů a/nebo boritanů, s pevnými složkami s obsahem křemičitanů, kaolinů, metakaolinů a oxidu hlinitého. Také je možné připravit alkalicky aktivované anorganické pojivo smísením suché práškové geopolymemí směsi, obsahující složky s obsahem křemičitanů, kaolinů, metakaolinů, oxidu hlinitého, fosforečnanů, boritanů a hydroxidu draselného, s vodou.
Alkalicky aktivované anorganické pojivo lze před použitím k prosycení vláken uložit při teplotě -10 až -20 °C po dobu až 10 dnů.
Výroba ohnivzdorných kompozita z předimpregnované vlákenné výztuže podle vynálezu probíhá způsobem mění či strojní výroby laminátů kladením jednotlivých vrstev předimpregnované vlákenné výztuže podle vynálezu na sebe do formy s následným působením tlaku v lisu či za působení vakua. Vytvrzení kompozita může probíhat za teploty od 10 do 90 °C po dobu 60 minut až 72 hodin v závislosti na tloušťce laminátu a teplotě, přičemž vyšší teplota a menší počet vrstev zkracuje dobu vytvrzování. V případě výroby kompozita při teplotě nižší než 50 °C je třeba hotové produkty nechat dozrát neprodyšně zabalené v plastové fólii při pokojové teplotě po dobu 28 dnů.
Předimpregnovanou vlákennou výztuž podle vynálezu lze použít pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných výrobků.
Výhodné je použití předimpregnované vlákenné výztuže podle vynálezu pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných kompozita laminováním za atmosférického či s výhodou za zvýšeného tlaku a teploty v rozmezí 10 až 90 °C.
-5CZ 309179 B6
Předimpregnovanou vlákennou výztuž podle vynálezu je možné použít od druhého dne po jejich výrobě po dobu minimálně jednoho měsíce pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných kompozitních konstrukčních prvků metodou laminace (laminátů) za atmosférického či zvýšeného tlaku a teploty v rozmezí 5 až 90 °C. Kompozitní materiál vyrobený z předimpregnované vlákenné výztuže podle vynálezu je odolný vůči ohni a teplotám do 900 °C.
Příklady uskutečnění vynálezu
Příklad 1 - Předimpregnovaná vlákenná výztuž z čedičové tkaniny a s fosforečnanovým aditivem, kterým je kyselina fosforečná nebo její soli, pro objemově stálé lamináty
Tekuté pojivo na bázi alkalicky aktivovaných aluminosilikátů s fosforečnanovým aditivem pro výrobu předimpregnované vlákenné výztuže z čedičové tkaniny obsahuje následující oxidy v molámích poměrech:
SiO2 : A12O3 = 20,1 : 1, K2O : SiO2 = 0,18 : 1, K2O : A12O3 = 3,7 : 1, H2O : K2O = 9,1 : 1, SiO2 : P2O5 = 23,2 : 1 a K2O : P2O5 = 4,2 : 1.
Čedičová tkanina v plátnové vazbě (200 g/m2) je impregnována ponořením do tekutého alkalicky aktivovaného anorganického pojivá a válcována za účelem důkladného prosycení tkaniny a odstranění přebytečného alkalicky aktivovaného anorganického pojivá. Jedna vrstva předimpregnované tkaniny je z obou stran překryta ochrannou fólií, válcována, nařezána na listy a uložena při teplotě -18 °C. Obsah vláken v takto připravené předimpregnované vlákenné výztuži je 55 % hmota. Takto připravenou předimpregnovanou vlákennou výztuž lze využít pro výrobu objemově stálých teplotně odolných laminátů nejdříve po 12 h od uložení při teplotě -18 °C. Výroba laminátů z takto připravených předimpregnovaných vlákenných výztuží může probíhat s výhodou za zvýšeného tlaku, a to jak za běžné teploty 20 °C, tak za zvýšené teploty do 90 °C či za snížené teploty od 10 °C.
Příklad 2 - Předimpregnovaná vlákenná výztuž z uhlíkové tkaniny a s boritanovým aditivem pro tvarové vysokopevnostní teplotně odolné lamináty
Tekuté pojivo na bázi alkalicky aktivovaných aluminosilikátů s boritanovým aditivem pro výrobu předimpregnované vlákenné výztuže z uhlíkové tkaniny obsahuje následující oxidy v molámích poměrech:
SiO2 : A12O3 = 22,6 : 1, K2O : SiO2 = 0,14 : 1, K2O : A12O3 = 3,1 : 1, H2O : K2O = 9,2 : 1, SiO2 : B2O3 = 183,7 : 1 aK2O : B2O3 = 22,1 : 1.
Pás uhlíkové tkaniny v keprové vazbě (120 g/m2) je z obou stran impregnován nanášením tekutého alkalicky aktivovaného anorganického pojivá molitanovým válcem a následně je z obou stran překryt ochrannou fólií. Pak je impregnovaný pás i s fóliemi za účelem důkladného prosycení tkaniny, odstranění přebytečného alkalicky aktivovaného anorganického pojivá a přitlačení fólií válcován a následně v návinu uložen při teplotě -18 °C. Obsah vláken v takto připravené předimpregnované vlákenné výztuži je 38 % hmota. Takto připravenou předimpregnovanou vlákennou výztuž lze využít pro výrobu vysokopevnostních teplotně odolných laminátů nejdříve po 12 h od uložení při teplotě -18 °C.
Příklad 3 - Předimpregnovaná vlákenná výztuž z keramické netkané textilie pro vysoce teplotně namáhané prvky
Tekuté pojivo na bázi alkalicky aktivovaných aluminosilikátů pro výrobu předimpregnované vlákenné výztuže z keramické netkané textilie obsahuje následující oxidy v molámích poměrech:
-6CZ 309179 B6
SiO2: A12O3 = 22,6 : 1, K2O : SiO2 = 0,14 : 1, K2O : A12O3 = 3,1 : 1, H2O : K2O = 9,2 : 1.
Pás netkané keramické textilie je impregnován ponořením do tekutého alkalicky aktivovaného anorganického pojivá a za účelem důkladného prosycení textilie a odstranění přebytečného alkalicky aktivovaného anorganického pojivá je následně válcován. Dále je pás předimpregnované netkané keramické textilie z obou stran překryt ochrannou fólií, válcován, nařezán na listy a uložen při teplotě -18 °C. Obsah vláken v takto připravené předimpregnované vlákenné výztuži je 40 % hmota. Takto připravenou předimpregnovanou vlákennou výztuž lze využít pro výrobu vysokopevnostních teplotně odolných laminátů nejdříve po 12 h od uložení při teplotě -18 °C.
Příklad 4 - Předimpregnovaná vlákenná výztuž ze sekaných skleněných vláken a s boritanovým aditivem
Tekuté pojivo na bázi alkalicky aktivovaných aluminosilikátů s boritanovým aditivem pro výrobu předimpregnované vlákenné výztuže ze sekaných skleněných vláken obsahuje následující oxidy v molámích poměrech:
SiO2 : A12O3 = 34,2 : 1, K2O : SiO2 = 0,13 : 1, K2O : A12O3 = 4,4 : 1, H2O : K2O = 11,9 : 1, SiO2: B2O3 = 37,4 : 1 aK2O : B2O3 = 5,1 : 1.
Do tekutého alkalicky aktivovaného anorganického pojivá jsou postupně zamíchána sekaná skleněná vlákna o délce 25 mm. Obsah sekaných skleněných vláken ve výsledné směsi je 5 % hmota. Tato směs je rovnoměrně rozprostřena mezi fólie, válcována na jednotnou tloušťku a nařezána na listy, které jsou uloženy při teplotě -18 °C. Takto připravenou předimpregnovanou vlákennou výztuž lze využít pro výrobu laminátů nejdříve po 12 h od uložení při teplotě -18 °C. Výroba laminátů z takto připravených předimpregnovaných vlákenných výztuží může probíhat s výhodou za zvýšeného tlaku, a to jak za běžné teploty 20 °C, tak za zvýšené teploty do 90 °C či za snížené teploty od 10 °C.
Příklad 5 - Vícevrstvá předimpregnovaná vlákenná výztuž z uhlíkové tkaniny s fosforečnanovým aditivem
Tekuté pojivo na bázi alkalicky aktivovaných aluminosilikátů s fosforečnanovým aditivem pro výrobu vícevrstvé předimpregnované vlákenné výztuže z uhlíkové tkaniny obsahuje následující oxidy v molámích poměrech:
SiO2 : A12O3 = 18,7 : 1, K2O : SiO2 = 0,13 : 1, K2O : A12O3 = 2,4 : 1, H2O : K2O = 10,4 : 1, SiO2: P2O5 = 32,8 : 1 a K2O : P2O5 = 4,2 : 1.
Alkalicky aktivované anorganické pojivo bylo před použitím k prosycení vláken uloženo při teplotě -18 °C po dobu 5 dnů.
Uhlíková tkanina v plátnové vazbě (100 g/m2) je nařezána na listy, které jsou z obou stran impregnovány nanášením tekutého alkalicky aktivovaného anorganického pojivá s fosforečnanovým aditivem molitanovým válcem. Poté následuje válcování impregnované uhlíkové tkaniny za účelem důkladného prosycení uhlíkové tkaniny a odstranění přebytečného alkalicky aktivovaného anorganického pojivá. Tři listy předimpregnované uhlíkové tkaniny jsou na sebe navrstveny, společně překryty ochrannou fólií z obou stran, válcovány a uloženy při teplotě -20 °C. Obsah vláken v takto připravené předimpregnované vlákenné výztuži je 35 % hmota. Takto připravenou předimpregnovanou vlákennou výztuž lze využít pro výrobu laminátů nejdříve po 12 h od uložení při teplotě -18 °C. Výroba laminátů z takto připravených předimpregnovaných vlákenných výztuží může probíhat s výhodou za zvýšeného tlaku, a to jak za běžné teploty 20 °C, tak za zvýšené teploty do 90 °C.
-7 CZ 309179 B6
Příklad 6 - Použití předimpregnované vlákenné výztuže z čedičové tkaniny a s fosforečnanovým aditivem k výrobě teplotně odolného laminátu
Osm listů předimpregnované vlákenné výztuže z čedičových vláken připravené dle příkladu 1 je po 10 dnech skladování při teplotě -18 °C zbaveno ochranné fólie a navrstveno na sebe do tvaru desky. Laminátová deska je na 24 h vložena do lisu a zatížena tlakem 440 kPa při teplotě 20 °C. Po vyjmutí z lisu laminát dále zraje za pokojové teploty po dobu 28 dní. Takto vyrobené laminátové desky jsou ohnivzdorné a lze je používat jako náhradu azbestových desek.
Příklad 7 - Použití předimpregnované vlákenné výztuže z uhlíkové tkaniny a s boritanovým aditivem k výrobě vysokopevnostního tvarového laminátu
Předimpregnovaná vlákenná výztuž z uhlíkové tkaniny připravená dle příkladu 2 je po 20 dnech skladování při teplotě -18 °C nařezána na listy ve tvaru dle použité formy. Šest nařezaných listů je zbaveno ochranné fólie, navrstveno na sebe, umístěno do tvarové formy lisu, ve kterém je laminát stlačen po dobu 3 hodin pod tlakem 250 kPa při teplotě 70 °C. Poté následuje zchlazení výrobku ve formě rychlostí 2 °C/min. Vytvrzený tvarovaný laminát je po vyjmutí z lisu pro dosušení ponechán na vzduchu po dobu 7 dnů. Takto vyrobené uhlíkové lamináty odolávají teplotám minimálně do 600 °C a dosahují pevnost v tahu vyšší než 300 MPa.
Průmyslová využitelnost
Předimpregnovaná vlákenná výztuž podle vynálezu je průmyslově využitelná pro výrobu ohnivzdorných konstrukcí a teplotně odolných výrobků do 900 °C. Předimpregnovaná vlákenná výztuž podle vynálezu je průmyslově využitelná pro výrobu ohnivzdorných kompozitů, a to zejména laminováním, za atmosférického či zvýšeného tlaku a teploty v rozmezí 10 až 90 °C.
Způsob výroby předimpregnované vlákenné výztuže podle vynálezu je průmyslově využitelný při výrobě předimpregnováných vlákenných výztuží pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných výrobků, např. ochranných desek, částí dopravních prostředků či pomůcek pro slévárenství.

Claims (13)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Předimpregnovaná vlákenná výztuž pro výrobu kompozitů odolných až do teploty 900 °C, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu vrstvu obsahující alespoň 5 až 65 % hmotn. vláken předimpregnovaných alkalicky aktivovaným anorganickým pojivém, které obsahuje alespoň SiCh, AI2O3 a K2O v molámích poměrech SÍO2 : AI2O3 = 7 až 90 : 1, K2O : S1O2 = 0,05 až 0,2 : 1 a K2O : AI2O3 = 1 až 9,5 : 1.
  2. 2. Předimpregnovaná vlákenná výztuž podle nároku 1, vyznačující se tím, že vlákna jsou z materiálu vybraného ze skupiny zahrnující uhlík, čedič, sklo a keramiku alespoň v jedné formě vybrané ze skupiny zahrnující formu tkanou, netkanou, pletenou, sekaná vlákna a rohož.
  3. 3. Předimpregnovaná vlákenná výztuž podle nároku 1, vyznačující se tím, že vlákna jsou z materiálu vybraného ze skupiny zahrnující uhlík, čedič a sklo ve formě rovingu.
  4. 4. Předimpregnovaná vlákenná výztuž podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že alkalicky aktivované anorganické pojivo obsahuje alespoň jedno aditivum vybrané ze skupiny zahrnující fosforečnany a boritany.
  5. 5. Předimpregnovaná vlákenná výztuž podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že alkalicky aktivované anorganické pojivo obsahuje fosforečnany v množství odpovídajícím molámím poměrům S1O2 : P2O5 = 23 až 217 : 1 a K2O : P2O5 = 3 až 26 : 1.
  6. 6. Předimpregnovaná vlákenná výztuž podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že alkalicky aktivované anorganické pojivo obsahuje boritany v množství odpovídajícím molámím poměrům S1O2: B2O3 = 12 až 220 : 1 a K2O : B2O3 = 1,5 až 30 : 1.
  7. 7. Způsob výroby předimpregnované vlákenné výztuže podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že se vlákna alespoň z jednoho materiálu vybraného ze skupiny zahrnující uhlík, čedič, sklo a keramiku alespoň v jedné formě vybrané ze skupiny zahrnující formu tkanou, netkanou, pletenou, sekaná vlákna, roving a rohož prosytí alkalicky aktivovaným anorganickým pojivém, pak se přebytečné alkalicky aktivované anorganické pojivo odstraní, pak se alespoň jedna vrstva vlákenné výztuže překryje plastovou fólií a stlačí, pak se upraví způsobem vybraným ze skupiny zahrnuj ící navinutí a nařezání a pak se skladuj e při teplotě -10 až -20 °C po dobu až jednoho měsíce.
  8. 8. Způsob výroby podle nároku 7, vyznačující se tím, že se alkalicky aktivované anorganické pojivo vyrobí tak, že se smísí kapalný alkalický aktivátor obsahující alespoň jednu složku vybranou ze skupiny zahrnující hydroxid draselný a draselné vodní sklo s pevnou složkou obsahující alespoň jednu složku vybranou ze skupiny zahrnující křemičitany, kaoliny, metakaoliny a oxid hlinitý.
  9. 9. Způsob výroby podle nároku 8, vyznačující se tím, že kapalný alkalický aktivátor obsahuje alespoň jednu složku vybranou ze skupiny zahrnující fosforečnany a boritany.
  10. 10. Způsob výroby podle nároku 7, vyznačující se tím, že se alkalicky aktivované anorganické pojivo vyrobí tak, že se prášková geopolymemí směs obsahující alespoň jednu složku vybranou ze
    -9CZ 309179 UI skupiny zahrnující křemičitany, kaoliny, metakaoliny, oxid hlinitý, fosforečnany, boritany a hydroxid draselný smísí s vodou.
  11. 11. Způsob výroby podle kteréhokoliv z nároků 8 až 10, vyznačující se tím, že se alkalicky aktivované anorganické pojivo před použitím k prosycení vláken uloží při teplotě -10 až -20 °C po 5 dobu až 10 dnů.
  12. 12. Použití předimpregnované vlákenné výztuže podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6 pro výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných konstrukcí laminováním při teplotě v rozmezí 10 až 90 °C.
  13. 13. Použití předimpregnované vlákenné výztuže podle kteréhokoliv z nároků 1 až 6 pro ίο výrobu teplotně odolných a ohnivzdorných výrobků po 12 hodinách od uložení v plastové fólii při teplotě -10 až -20 °C po dobu jednoho měsíce.
CZ2019122A 2019-02-28 2019-02-28 Předimpregnovaná vlákenná výztuž a způsob její výroby CZ309179B6 (cs)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019122A CZ309179B6 (cs) 2019-02-28 2019-02-28 Předimpregnovaná vlákenná výztuž a způsob její výroby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2019122A CZ309179B6 (cs) 2019-02-28 2019-02-28 Předimpregnovaná vlákenná výztuž a způsob její výroby

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ2019122A3 CZ2019122A3 (cs) 2020-09-09
CZ309179B6 true CZ309179B6 (cs) 2022-04-20

Family

ID=72334545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2019122A CZ309179B6 (cs) 2019-02-28 2019-02-28 Předimpregnovaná vlákenná výztuž a způsob její výroby

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ309179B6 (cs)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0518980B1 (fr) * 1990-03-07 1994-12-14 Joseph Davidovits Procede d'obtention d'un geopolymere alumino-silicate et produits realises par ce procede
EP0815064B1 (fr) * 1995-03-15 1999-09-01 Joseph Davidovits Matrice geopolymerique alumino-silicate alcaline, pour materiaux composites a renforts fibreux et procede d'obtention
WO2003087008A2 (fr) * 2002-04-18 2003-10-23 Cordi-Geopolymere S.A. Resines geopolymeriques liquides pretes a l'emploi et procede d'obtention
CZ2009733A3 (cs) * 2009-11-05 2011-05-18 Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s. Tekutá geopolymerní pryskyrice pro výrobu objemove stálých vyztužených kompozitu a zpusob její výroby
CN102863199A (zh) * 2012-09-21 2013-01-09 华南理工大学 兼有隔火保护作用的地聚物无机胶凝材料的制备及应用
CN104129969A (zh) * 2014-07-23 2014-11-05 广西启利新材料科技股份有限公司 一种地聚物基碳纤维布粘结剂
CZ32160U1 (cs) * 2018-05-15 2018-10-09 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Prášková geopolymerní pryskyřice pro výrobu vyztužených kompozitů

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0518980B1 (fr) * 1990-03-07 1994-12-14 Joseph Davidovits Procede d'obtention d'un geopolymere alumino-silicate et produits realises par ce procede
EP0815064B1 (fr) * 1995-03-15 1999-09-01 Joseph Davidovits Matrice geopolymerique alumino-silicate alcaline, pour materiaux composites a renforts fibreux et procede d'obtention
WO2003087008A2 (fr) * 2002-04-18 2003-10-23 Cordi-Geopolymere S.A. Resines geopolymeriques liquides pretes a l'emploi et procede d'obtention
CZ2009733A3 (cs) * 2009-11-05 2011-05-18 Výzkumný ústav anorganické chemie, a. s. Tekutá geopolymerní pryskyrice pro výrobu objemove stálých vyztužených kompozitu a zpusob její výroby
CN102863199A (zh) * 2012-09-21 2013-01-09 华南理工大学 兼有隔火保护作用的地聚物无机胶凝材料的制备及应用
CN104129969A (zh) * 2014-07-23 2014-11-05 广西启利新材料科技股份有限公司 一种地聚物基碳纤维布粘结剂
CZ32160U1 (cs) * 2018-05-15 2018-10-09 Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Prášková geopolymerní pryskyřice pro výrobu vyztužených kompozitů

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2019122A3 (cs) 2020-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1597063B1 (en) Textile reinforced wallboard
CA1121994A (en) Method for the production of glass fiber-reinforced gypsum sheets and gypsum board formed therefrom
EP2602234B1 (en) Method for manufacturing of products from autoclaved aerated concrete and composition of autoclaved aerated concrete
CN101949481B (zh) 一种卷绕保温筒的制备方法
EP2679559B1 (en) Inorganic board and method for manufacturing inorganic board
GB2148871A (en) Sheet material of fibre-reinforced cement
CN110194636B (zh) 防火板材及其制备方法
CN105298011A (zh) 一种矿物纤维增强镁水泥复合夹心轻质隔墙及制备方法
CN102689345B (zh) 植物纤维防火家具板
CZ309179B6 (cs) Předimpregnovaná vlákenná výztuž a způsob její výroby
US6230458B1 (en) Fire-resistant composite slab, a process for its production as well as its use
US20080176067A1 (en) Process for producing shaped bodies of carbon fiber reinforced carbon and shaped body produced by the process
US7976962B2 (en) Moldable and low-temperature cure high-temperature composites
CN105256942A (zh) 一种无机矿物纤维格栅增强型复合轻质隔墙板及制备方法
WO2021116689A1 (en) Composite material and method for making the same
JP6971117B2 (ja) 硬化性組成物用キット、コンクリート構造物の補修材料及び補修方法
KR102018946B1 (ko) 내화 난연성 다층 프리프레그를 이용한 배관용 커버의 제조방법
WO2014196526A1 (ja) 断熱材および断熱材の製造方法
KR101568385B1 (ko) 내식성이 우수한 화염방지 배기후드, 이의 제조방법, 이의 성형장치 및 성형 시스템
KR100694199B1 (ko) 고 내열성 단열재의 제조방법
JP2648257B2 (ja) 繊維補強セメント板の製造方法
KR101823239B1 (ko) 내화 난연성 커버 패널용 다층 프리프레그 제조방법
JP2022174741A (ja) 繊維強化無機成形体、及びその製造方法
JP3442704B2 (ja) 無機質系成形品及びその製造方法
KR20010017780A (ko) 폐섬유를 이용한 냉연강판제철소용 롤러의 제조방법 및 그 롤러