EA009098B1

EA009098B1 - Сернистый промежуточный материал, сернистый материал и способ их получения

Info

Publication number: EA009098B1
Application number: EA200600562A
Authority: EA
Inventors: Масанари Акияма; Минору Куракаке; Ясуо Накацука; Тосио Морихиро
Original assignee: Ниппон Ойл Корпорейшн; Джапан Петролеум Энерджи Сентер
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2004-08-27
Publication date: 2007-10-26
Also published as: CN100436358C; EA200600562A1; WO2005026071A1; JP4040000B2; CN1849273A; JP2005082475A

Abstract

Настоящее изобретение предлагает сернистые промежуточные материалы, с которыми можно обращаться как с неопасными веществами, которые не воспламеняются в течение 10 с в испытании на воспламеняемость небольшим газовым пламенем и которые можно безопасно и легко использовать для производства сернистых материалов. Настоящее изобретение также предлагает сернистые материалы, использующие сернистые промежуточные материалы, и способ получения сернистого материала. Сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению содержит 100 мас.ч. мелкого заполнителя, имеющего размер зерна не более 5 мм, и от 30 до 400 мас.ч. исходного сернистого материала, состоящего из модифицированной серы и аналогичного. Максимальный размер зерна сернистого промежуточного материала, проходящего через стандартное сито по JIS, составляет не более 101,6 мм. Сернистый материал по настоящему изобретению можно получить, смешивая расплав сернистого промежуточного материала и материал, содержащий крупный заполнитель, с получением смеси и отверждая данную смесь.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к сернистым промежуточным материалам, которые применяются в качестве материалов для получения продуктов гражданского строительства и конструкционных продуктов, использующих серу, которые можно хранить как неопасные вещества и которые легко транспортировать, а также к сернистым материалам, полученным из сернистых промежуточных материалов, и способам получения таких сернистых материалов.

Уровень техники

Известно, что сернистые материалы обладают более высокой прочностью по сравнению с бетоном. Однако сернистые материалы считаются опасными веществами из-за своей воспламеняемости, и, таким образом, вызывают трудности, связанные с плавлением на месте и размещением. Конкретно, для создания больших морских сооружений из сернистых материалов необходимо получать сернистый материал рядом с местом его использования. Однако сера и добавки, используемые для модифицирования серы, являются опасными веществами и, таким образом, создают трудности при транспортировке. Кроме того, система для получения сернистых материалов должна быть взрывобезопасной, и хранение сернистых материалов в месте получения требует специально предназначенных резервуаров для расплавленной серы. По существу, недостатки использования сернистых материалов включают высокую стоимость транс портировки и получения.

С другой стороны, получение сернистых материалов с использованием мелкого заполнителя в обычной простой системе является долговременным и трудоемким, поскольку мелкий заполнитель труднее смешивается с серой по сравнению с крупным заполнителем.

Принимая во внимание вышеуказанные трудности, были предложены различные способы получения сернистых материалов, описанные, например, в публикациях патентов 1-31. Однако не известны никакие сернистые промежуточные материалы, которые можно легко и безопасно использовать для получения сернистых материалов и с которыми можно обращаться как с неопасными веществами, которые не воспламеняются в течение 10 с при испытании на воспламеняемость небольшим газовым пламенем. Также не известны способы получения таких сернистых промежуточных материалов.

Публикация патента 1: 1Р-11-347514-Л

Публикация патента 2: 4Р-2002-60491-Л

Публикация патента 3: ΙΡ-2001-163649-Λ

Публикация патента 4: ΙΡ-2002-69188-Λ

Публикация патента 5: 4Р-2002-97060-Л

Публикация патента 6: ΙΡ-2002-97059-Λ

Публикация патента 7: 4Р-2002-255625-Л

Публикация патента 8: 4Р-2001-170596-Л

Публикация патента 9: ΙΡ-2002-205032-Λ

Публикация патента 10

Публикация патента 11

Публикация патента 12

Публикация патента 13

Публикация патента 14

Публикация патента 15

Публикация патента 16

Публикация патента 17

Публикация патента 18

Публикация патента 19

Публикация патента 20

Публикация патента 21

Публикация патента 22

Публикация патента 23

Публикация патента 24

Публикация патента 25

Публикация патента 26

Публикация патента 27

Публикация патента 28

Публикация патента 29

Публикация патента 30

Публикация патента 31

ΙΡ-2002-241166-Λ

ΙΡ-11-349372-Λ

ΙΡ-2000-072523-Λ

ΙΡ-2000-264713-Λ

ΙΡ-2000-264714-Λ

ΙΡ-2000-281425-Λ

ΙΡ-2001-030213-Λ 4Р-2001-048618-Л

ΙΡ-2001-253759-Λ

ΙΡ-2001-261425-Λ 4Р-2002-255623-Л 4Р-2002-255624-Л 4Р-2001-191322-Л ΙΡ-11-123376-Λ ΙΡ-11-070375-Λ ΙΡ-2001-121104-Λ 4Р-2001-129509-Л ΙΡ-2002-126715-Λ 4Р-10-072245-Л ΙΡ-10-114564-Λ ΙΡ-10-114565-Λ ΙΡ-9-124349-Λ

Описание изобретения Задачи, на которые направлено изобретение

Цель настоящего изобретения состоит в предложении сернистых промежуточных материалов, с которыми можно обращаться как с неопасными веществами, названными так за их невоспламеняемость в течение 10 с в испытании на воспламеняемость небольшим газовым пламенем, и которые можно легко и

- 1 009098 безопасно использовать для получения сернистых материалов, а также сернистых материалов, полученных из таких сернистых промежуточных материалов, и способов получения сернистых материалов.

Средства для решения задач

По настоящему изобретению предлагается сернистый промежуточный материал, включающий

100 мас.ч. мелкого заполнителя, имеющего размер зерна не более 5 мм, и от 30 до 400 мас.ч. исходного сернистого материала, состоящего по меньшей мере из одного компонента, выбранного из серы и модифицированной серы, где максимальный размер зерна указанного сернистого промежуточного материала, проходящего через стандартное сито по Л8 (Японский Промышленный Стандарт), составляет не более 101,6 мм.

По настоящему изобретению также предлагается сернистый материал, полученный смешиванием расплава вышеуказанного сернистого промежуточного материала и материала, содержащего крупный заполнитель, с получением смеси и затвердеванием смеси.

По настоящему изобретению также предлагается способ получения вышеуказанного сернистого материала, включающий стадии смешивания материала, содержащего крупный заполнитель, предварительно нагретый до 120200°С, и расплава вышеуказанного сернистого промежуточного материала с получением смеси, и затвердевания смеси.

По настоящему изобретению далее предлагается способ получения вышеуказанного сернистого материала, включающий стадии смешивания материала, содержащего крупный заполнитель, предварительно нагретый до 120200°С, и расплава вышеуказанного сернистого промежуточного материала с температурой от 120 до 160°С с получением смеси, и затвердевания смеси.

Технический результат изобретения

Поскольку сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению хорошо смешивается с крупным заполнителем и из него можно изготовить неопасное вещество, сернистый промежуточный материал является особенно полезным при обращении, хранении и транспортировке и чрезвычайно полезен при изготовлении сернистых материалов. Более того, поскольку в способе получения сернистого материала по настоящему изобретению используется сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению, настоящий сернистый материал, включающий крупный заполнитель, можно получить легко и удобно.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

Здесь настоящее изобретение будет объяснено в деталях.

Сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению содержит, в особой пропорции, мелкий заполнитель, имеющий размер зерна не более 5 мм, и исходный сернистый материал, состоящий из серы и/или модифицированной серы, и максимальный размер зерна сернистого промежуточного материала, проходящего через стандартное сито по Л 8, составляет не более 101,6 мм. Предпочтительно сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению назван безопасным веществом согласно испытанию на воспламеняемость небольшим газовым пламенем.

Сера, используемая для сернистого промежуточного материала по настоящему изобретению, является обыкновенной, элементарной серой и может представлять собой природную серу или серу, полученную десульфуризацией нефти или природного газа.

Модифицированная сера, используемая для сернистого промежуточного материала по настоящему изобретению, представляет собой серу, полимеризованную с модификатором серы, и, предпочтительно, может являться реакционным продуктом серы и модификатора серы.

Модификатор серы может представлять собой, например, дициклопентадиен (ДЦПД), тетрагидроинден (ТГИ) или смесь циклопентадиена и одного или нескольких соединений, выбранных из группы, состоящей из олигомеров циклопентадиена (смеси от димеров до пентамеров) и олефиновых соединений, таких как дипентен, винилтолуол и дициклопентен.

ДЦПД может представлять собой дициклопентадиен в виде простого вещества или смеси, в основном, включающей от димера до пентамера циклопентадиена. Смесь имеет содержание ДЦПД не ниже 70 мас.%, предпочтительно не ниже 85 мас.%. Таким образом, можно использовать большинство имеющихся коммерческих продуктов, называемых дициклопентадиенами.

ТГИ может представлять собой один ТГИ или смесь ТГИ и вещества, главным образом, состоящего из одного или нескольких членов, выбранных из группы, состоящей из циклопентадиена в виде простого вещества, полимеров циклопентадиена и бутадиена, и от димера до пентамера циклопентадиена. Смесь имеет содержание ТГИ обычно не ниже 50 мас.%, предпочтительно не ниже 65 мас.%. Таким образом, в качестве ТГИ можно использовать большинство имеющихся коммерческих продуктов, называемых тетрагидроинденами, и побочные масла, выгружаемые из установок получения этилнорборнена.

Модифицированную серу можно получить, смешивая в расплавленном состоянии серу и модификатор серы. В данном случае, количество модификатора серы обычно составляет от 0,01 до 30 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 20 мас.% от общего количества серы и модификатора серы.

- 2 009098

Смешивание в расплавленном состоянии, предпочтительно, можно осуществить, например, в закрытом резиносмесителе, кольцевой мельнице, барабанном смесителе, планетарной мешалке, ленточновинтовой мешалке, смесителе-гомогенизаторе или статическом смесителе, причем поточный смеситель, такой как статический смеситель, является особенно предпочтительным.

При получении модифицированной серы, например, в поточном смесителе, серу и модификатор серы смешивают в расплавленном состоянии при температуре от 120 до 160°С в поточном смесителе и удерживают, пока вязкость при 140°С не падает в диапазоне от 0,05 до 3,0 Па-с. Температура в поточном смесителе для плавления и смешивания, предпочтительно, составляет от 130 до 155°С, более предпочтительно от 130 до 150°С, для достижения эффективного модифицирования серы.

Начальная реакция между серой и модификатором серы, происходящая в поточном смесителе, является экзотермической реакцией и приводит к предшественнику модифицированной серы посредством взаимодействия между серой и модификатором серы. Таким образом, при обнаружении, что никакого внезапного повышения температуры в поточном смесителе не происходит, серу и модификатор серы непрерывно перемешивают в поточном смесителе, постепенно увеличивая температуру от 120 до 160°С.

При взаимодействии серы и модификатора серы в поточном смесителе получают предшественник модифицированной серы, имеющий молекулярную массу от 150 до 500, которая измерена гельпроникающей хроматографией (ГПХ), и обычно в реакционной системе получают от 0,01 до 45 мас.%, предпочтительно от 1 до 40 мас.% предшественника модифицированной серы.

Молекулярную массу предшественника можно измерить ГПХ, используя серу, смешанную с модификатором серы, растворенным в сероуглероде или толуоле. Например, молекулярную массу можно измерить ГПХ, используя раствор образца, содержащий 1 мас./об.% сероуглерода при расходе 1 мл/мин, при комнатной температуре, с хлороформом в качестве элюента и УФ-детектором при 254 нм, и определить по отношению к калибровочной кривой, полученной из полистирольного стандарта.

Расход и давление в поточном смесителе можно, соответственно, выбрать в зависимости от диаметра трубы или количества продукта, которое необходимо получить.

Предпочтительно, условия можно установить соответствующим образом, так чтобы достичь расхода примерно от 0,1 до 100 см/с или время обработки от 1 с до 30 мин.

После того как начинается взаимодействие между серой и модификатором серы, приводя к получению предшественника модифицированной серы, модификатор серы больше не испаряется, вызывая проблемы, так что поточный смеситель не следует использовать после начала реакции. Реакционный продукт, выгруженный из поточного смесителя, можно ввести и удерживать в барабанном смесителе или в трубе для выдерживания, чтобы осуществить полимеризацию предшественника модифицированной серы и расплавленной серы для увеличения молекулярной массы продукта.

Время пребывания в барабанном смесителе или в трубе для выдерживания, соответственно, можно определить в зависимости от диаметра трубы или количества продукта, которое необходимо получить, и, предпочтительно, оно может составлять примерно от 1 мин до 24 ч.

Время пребывания в трубе для выдерживания также может различаться в зависимости от количества модификатора серы и температуры для плавления.

Время окончания реакции модифицирования серы можно определить, принимая во внимание вязкость расплава. Например, реакцию можно предпочтительно завершить, когда вязкость расплава при 140°С падает в диапазоне от 0,05 до 3,0 Па-с. Принимая во внимание прочность полученного в результате сернистого промежуточного материала и обрабатываемость в течение процесса его получения, наиболее предпочтительно завершить взаимодействие, когда вязкость при 140°С падает в диапазоне от 0,05 до 2,0 Па-с.

Альтернативно, модифицированную серу можно получить в периодической системе.

Исходный сернистый материал в сернистом промежуточном материале по настоящему изобретению, предпочтительно, имеет высокое содержание модифицированной серы или, по существу, содержит только модифицированную серу для улучшения прочности и стойкости целевого сернистого материала.

Сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению можно изготовить в виде вещества, называемого неопасным, которое не воспламеняется в течение 10 с в испытании на воспламеняемость небольшим газовым пламенем, например, увеличивая количество модификатора серы, используемого при получении модифицированной серы, содержащейся в сернистом промежуточном материале. При примерно 30 мас.% модификатора серы от общего количества серы и модификатора серы, улучшение в вышеуказанных свойствах, даваемое модифицированной серой, достигает максимума, и дальнейшее увеличение количества не будет приводить к существенному изменению. С другой стороны, менее чем 0,01 мас.% модификатора серы не придает достаточную прочность полученному в результате продукту.

В сернистом промежуточном материале по настоящему изобретению содержание исходного сернистого материала составляет от 30 до 400 мас.ч., предпочтительно от 50 до 300 мас.ч., основываясь на 100 частях по массе мелкого заполнителя, который будет обсуждаться позднее. При менее чем 30 частях по массе сернистый промежуточный материал нельзя вымесить в достаточно гомогенный материал, тогда

- 3 009098 как при более чем 400 частях по массе исходный сернистый материал и мелкий заполнитель могут разделиться и гомогенный материал получить нельзя.

Сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению можно изготовить в виде вещества, называемого неопасным, которое не воспламеняется в течение 10 с в испытании на воспламеняемость небольшим газовым пламенем, например, увеличивая содержание мелкого заполнителя. Содержание мелкого заполнителя обычно составляет от 25 до 300 мас.ч., предпочтительно от 30 до 250 мас.ч., основываясь на 100 частях по массе исходного сернистого материала.

Мелкий заполнитель в сернистом промежуточном материале по настоящему изобретению особенно не ограничивается до тех пор, пока его можно использовать в качестве заполнителя, и может представлять собой заполнитель, обычно используемый для бетона. Примеры мелкого заполнителя могут включать природный камень, песок, гравий, кварцевый песок, стальной шлак, ферроникелевый шлак, медный шлак, побочные продукты, образующиеся при производстве металлов, угольную золу, золу от топлива, золу из электрических пылеуловителей, оплавленный шлак, ракушки и их смеси. Кроме того, можно использовать тонкий кремнеземный порошок, оксид алюминия, кварцевые порошки, кварцевую породу, глинистые минералы, активированный уголь и стеклянные порошки, а также неорганический и органический заполнитель, эквивалентный данным, не содержащий опасных веществ. Среди данных заполнителей предпочтительными являются один или несколько членов, выбранных из группы, состоящей из угольной золы, кварцевого песка, тонкого кремнеземного порошка, кварцевых порошков, песка, стеклянных порошков и золы из электрических пылеуловителей благодаря их легкой регулируемости по распределению размера зерна и легкой доступности в больших количествах материалов с гомогенным размером зерна.

В сернистом промежуточном материале по настоящему изобретению в качестве мелкого заполнителя можно использовать промышленные побочные продукты, поскольку сернистый материал делает такие продукты безвредными.

Мелкий заполнитель состоит из заполнителя, имеющего размер зерна обычно не более 5 мм, предпочтительно не более 1 мм. Когда мелкий заполнитель имеет размер зерна более 5 мм, полученный в результате сернистый промежуточный материал нельзя быстро повторно расплавить. Размер зерна мелкого заполнителя можно регулировать обычными способами, например, используя сито. Размер зерна можно определить, используя стандартное сито по Л8.

Сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению может необязательно содержать, кроме исходного сернистого материала, состоящего из серы и/или модифицированной серы, и вышеуказанного мелкого заполнителя, подходящее количество волокнистого наполнителя, который будет обсужден позднее, до тех пор, пока желаемое преимущество настоящего изобретения не снизится.

Максимальный размер зерна сернистого промежуточного материала по настоящему изобретению, проходящего через стандартное сито по Л8, не превышает 101,6 мм. Размер зерна, превышающий 101,6 мм, будет затруднять транспортировку сернистого промежуточного материала. Такого размера зерна можно добиться обычным измельчением и просеиванием.

Сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению показывает прочность обычно не менее 5 МН/мм², предпочтительно примерно от 10 до 60 МН/мм². Кроме того, когда сернистый промежуточный материал повторно плавят и соединяют с бетоном, прочность соединения (по Л8 А 6910) сернистого промежуточного материала с бетоном составляет не менее 1,5 Н/мм², предпочтительно от 2 до 5 Н/мм².

Сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению можно приготовить смешиванием расплава исходного сернистого материала, мелкого заполнителя и аналогичного с получением смеси и затвердеванием смеси. Полученный в результате сернистый промежуточный материал можно использовать в качестве сернистого материала с подходящей обработкой, такой как формование, дробление, обработка и повторное плавление, или без нее.

Сернистый материал по настоящему изобретению готовят, смешивая расплав вышеуказанного сернистого промежуточного материала по настоящему изобретению и материала, содержащего крупный заполнитель, с получением смеси, и отверждая смесь. В стадии затвердевания сернистый материал можно сформовать в желаемую форму. Затвердевший продукт можно использовать в качестве сернистого материала после обработки, например, дробления, обработки и повторного плавления.

В сернистом материале по настоящему изобретению крупный заполнитель может иметь размер зерна предпочтительно не менее 5 мм, более предпочтительно более 5 мм, причем максимальный размер зерна, проходящий через стандартное сито по Л8, не превышает 50 мм. При размере зерна, превышающем 50 мм, стадия смешивания при получении требует неблагоприятно длительного времени. Размер зерна крупного заполнителя можно регулировать обычными способами, например ситом. Вид крупного заполнителя особым образом не ограничивается и можно использовать заполнители, приведенные в качестве примера мелкого заполнителя.

Содержание крупного заполнителя в сернистом материале по настоящему изобретению обычно составляет от 10 до 700 мас.ч., предпочтительно от 50 до 500 мас.ч., основываясь на 100 частях по массе расплава сернистого промежуточного материала. При менее чем 10 частях по массе крупного заполните

- 4 009098 ля нельзя добиться достаточно высокой прочности, тогда как при более 700 частях по массе относительное количество исходного сернистого материала слишком мало для отверждения, таким образом, не являясь предпочтительным.

Содержание заполнителя, состоящего из мелкого и крупного заполнителя, в сернистом материале по настоящему изобретению, предпочтительно, составляет от 50 до 90 мас.% от общего количества сернистого материала. Когда содержание заполнителя превышает 90 мас.%, поверхность неорганического материала, такого как заполнитель, не может быть достаточно смочена исходным сернистым материалом и остается незащищенной, приводя к недостаточной прочности и неспособности сохранения водонепроницаемости. Когда содержание заполнителя составляет менее 50 мас.%, нельзя добиться достаточно высокой прочности.

Материал, содержащий крупный заполнитель в сернистом материале по настоящему изобретению, необязательно может содержать, например, мелкий заполнитель, волокнистое наполнение, волокнистые частицы, хлопьевидные частицы и аналогичное, в дополнение к крупному заполнителю, для дальнейшего улучшения прочности на изгиб сернистого материала и для снижения плотности и массы самого сернистого материала при изготовлении из него панелей, плитки или аналогичного. Такие дополнительные материалы могут альтернативно содержаться в сернистом промежуточном материале по настоящему изобретению, обсужденному выше.

Примеры волокнистого наполнения могут включать углеродное волокно, стекловолокно, стальное волокно, аморфное волокно, волокно из винилона, полипропиленовое волокно, полиэтиленовое волокно, арамидное волокно и их смеси.

Предпочтительный диаметр волокнистого наполнения обычно составляет от 5 мкм до 1 мм и может различаться в зависимости от материала. Волокнистое наполнение может представлять собой либо короткие волокна, либо непрерывные волокна, и длина коротких волокон, предпочтительно, составляет от 2 до 30 мм, чтобы дать возможность однородной дисперсии. Непрерывные волокна могут, предпочтительно, представлять собой сетчатый материал, имеющий размер ячейки, который позволяет проходить заполнителю, и может иметь либо тканое, либо нетканое трикотажное переплетение.

Содержание волокнистого наполнения обычно может составлять от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 3 мас.% от сернистого материала.

Сернистый материал или сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению может дополнительно содержать волокнистые частицы, хлопьевидные частицы или аналогичные для улучшения ударной вязкости.

Примеры волокнистых частиц могут включать волластонит, боксит и муллит, каждый из которых имеет среднюю длину частиц не более 1 мм.

Примеры хлопьевидных частиц могут включать чешуйки слюды, талька, вермикулита и оксида алюминия, которые имеют средний размер не более 1 мм. Содержание волокнистых частиц и/или хлопьевидных частиц, если они присутствуют, обычно не превышает 35 мас.%, предпочтительно составляет от 10 до 25 мас.% от общего количества сернистого материала.

Сернистый материал или сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению может необязательно содержать компоненты, отличные от тех, что указаны выше, если желаемое преимущество настоящего изобретения от этого не снижается.

Сернистый материал по настоящему изобретению обычно показывает прочность не ниже 10 Н/мм², предпочтительно примерно от 10 до 80 Н/мм².

Сернистый материал по настоящему изобретению можно приготовить, например, способами по настоящему изобретению, например, введением расплава сернистого промежуточного материала, температуру которого, предпочтительно, поддерживают от 120 до 160°С, в материал, содержащий крупный заполнитель, предварительно нагретый до температуры от 120 до 200°С, перемешиванием и затвердеванием; введением материала, содержащего крупный заполнитель, предварительно нагретый до температуры от 120 до 160°С, в расплав сернистого промежуточного материала, температуру которого поддерживают от 120 до 160°С, перемешиванием и затвердеванием; или введением материала, содержащего крупный заполнитель, предварительно нагретый до температуры от 120 до 200°С, и сернистого промежуточного материала в смеситель, температуру которого поддерживают при температуре плавления сернистого промежуточного материала, например, от 120 до 160°С, перемешиванием, в то время как температуру, предпочтительно, поддерживают от 120 до 160°С, и затвердеванием.

Настоящие способы используют сернистый промежуточный материал по настоящему изобретению, который можно легко хранить в форме твердого вещества при низких затратах, и он может быть назван неопасным веществом. Таким образом, данные способы не требуют резервуара для расплавленной серы.

Предварительный нагрев материала, содержащего крупный заполнитель, в способах по настоящему изобретению можно осуществить в подогревателе.

Перемешивание расплава сернистого промежуточного материала и материала, содержащего крупный заполнитель, по настоящему способу можно, предпочтительно, осуществить в аппарате для нагрева, таком как форма, которую можно нагреть, причем внутренняя часть аппарата для нагрева предварительно нагрета до 120-200°С. Смеситель также предпочтительно предварительно нагревают до температуры

- 5 009098 от 120 до 155°С.

Поскольку нет необходимости делать такой подогреватель и аппарат для нагрева взрывобезопасным, и может использоваться пламя, то для данных целей можно использовать обжиговую печь. Расплав сернистого промежуточного материала и материал, содержащий крупный заполнитель, можно легко смешать, что можно осуществить, используя простое устройство, такое как формующее устройство. Время смешивания можно сделать коротким. Согласно обычным способам, когда сернистый материал не готовят, заполнитель и сера стремятся недостаточно перемешаться, в результате давая сернистый материал в виде дискретной фазы с низкой прочностью.

Смешивание расплава сернистого промежуточного материала и материала, содержащего крупный заполнитель, предпочтительно, можно осуществить при вязкости расплава исходного сернистого материала, в частности, исходного сернистого материала, содержащего модифицированную серу, поддерживаемой в диапазоне от 0,05 до 3,0 Па-с при 140°С. Вязкость исходного сернистого материала, содержащего модифицированную серу, увеличивается со временем по мере того, как протекает полимеризация серы, так что предпочтительно поддерживать вязкость внутри оптимального диапазона для простоты в обращении. Когда вязкость составляет менее 0,05 Па-с, прочность полученного в результате сернистого материала является слишком низкой, и улучшающее действие модифицированной серы выражено недостаточно. При увеличении вязкости эффект улучшения прочности также увеличивается. Однако при вязкости, превышающей 3,0 Па-с, смесь тяжело перемешивать в стадии смешивания в расплавленном состоянии и значительно снижается обрабатываемость, что не является предпочтительным.

Перемешивающее устройство, которое необходимо использовать для перемешивания, особым образом не ограничивается пока обеспечивается тщательное перемешивание, и, предпочтительно, может представлять собой устройство для перемешивания твердого тела и жидкости, такое как лопастный смеситель, закрытый резиносмеситель, кольцевая мельница, шаровая мельница, барабанный смеситель, червячный экструдер, глиномялка, планетарная мешалка, ленточно-винтовая мешалка или месильная машина.

Стадию затвердевания по настоящему способу можно осуществить, вводя расплавленную смесь в форму, охлаждая и отверждая смесь.

Затвердевание можно осуществить традиционным способом формования, например, вводя смесь в форму, охлаждая и отверждая смесь в желаемом виде. Вид формы может представлять собой панель, плитку или блочную форму, но она этим не ограничивается.

Формование при затвердевании можно осуществить при подходящем виброуплотнении или при облучении ультразвуком для уплотнения.

Сернистый материал по настоящему изобретению можно сформовать в желаемую форму и использовать в виде различных конструкционных материалов, таких как блоки. Сернистый материал можно использовать, например, в виде плитки, блоков, панелей, материала для покрытия пола, искусственных рифов для рыбы, облицовочного материала или материалов для роста морских водорослей. Сернистый материал далее можно использовать в качестве дорожных продуктов, таких как бордюрные блоки, плиты и блоки с замковым соединением; в качестве строительных продуктов, таких как искусственные рифы для рыбы, волногасящие блоки, блоки волноломов и блоки для растительности; или в качестве материалов для гражданского строительства, таких как шпунтовые подпорные стенки, подпорные стенки, Ьобразные подпорные стенки и шпунтовые сваи.

При таком использовании сернистый материал не следует использовать для цельных формованных продуктов, и его можно использовать только на поверхности формованных продуктов, чтобы достигнуть цели данного изобретения. Например, сернистый материал можно расположить на поверхности стенки бетонной облицовки. В других областях использования, таких как плитки, блоки, панели, материалы напольных покрытий и стеновые материалы, сернистый материал можно аналогичным образом использовать в сочетании с бетоном с получением двухслойных конструкций, или он может включать бетон между слоями сернистого материала, образуя трех- или многослойные конструкции.

Примеры

Здесь настоящее изобретение будет объяснено со ссылкой к примерам и примерам сравнения, но настоящее изобретение не ограничивается ими. Каждый сернистый промежуточный материал и сернистый материал, полученный в примерах, подвергают испытаниям и оценкам в соответствии со следующими ниже методами.

Испытание на воспламеняемость небольшим газовым пламенем.

В соответствии с данным тестом оценки воспламеняющихся твердых веществ, опасных веществ 2 типа, описанном в противопожарном законодательстве Японии, образцы, которые не воспламеняются в течение 10 с в испытании на воспламеняемость небольшим газовым пламенем, называются неопасными веществами.

Прочность на сжатие.

Прочность на сжатие определяют в соответствии с Л8 А 1108.

Регулирование размера зерна заполнителя.

- 6 009098

Размер зерна заполнителя регулируют заблаговременно, используя стандартное сито по Л8.

(Получение модифицированной серы) кг твердой серы помещают в закрытый резиносмеситель, нагревают до 120°С для плавления, и температуру поддерживают при 130°С. Затем медленно добавляют 5 кг дициклопентадиена, предварительно нагретого примерно до 50°С для плавления, и мягко перемешивают в течение примерно 10 мин. После того как температура поднимется вследствие протекания начальной реакции, реакционная масса нагревается до 140°С. Начинается взаимодействие и вязкость постепенно растет. Когда вязкость достигает 0,1 Па-с примерно через час, нагревание немедленно заканчивают и полученное в результате вещество выливают в подходящую форму или контейнер и охлаждают при комнатной температуре, таким образом, получая модифицированную серу (С-1).

(Получение мелкого и крупного заполнителя)

Угольную золу, имеющую размер зерна не более 1 мм, используют без дополнительной обработки в качестве мелкого заполнителя, названного мелким заполнителем (А-1).

Шлак доменной печи просеивают, получая гранулы, имеющие размер зерна не менее 5 мм, которые используют в качестве крупного заполнителя, названного крупным заполнителем (А-2).

Пример 1.

кг мелкого заполнителя (А-1), предварительно нагретого до 140°С, и расплав 20 кг модифицированной серы (С-1), расплавленной предварительным нагревом до 130°С, вводят, по существу, одновременно в месильную машину (мешалку с лемешными лопастями), температуру в которой поддерживают при 140°С, и месят в течение 10 мин. Полученную в результате смесь выливают в пластинообразную форму с размерами 46 смх55 смхб см (Шх ДхВ), охлаждают и измельчают на частицы с размером 100 мм или менее. Данные частицы называют сернистым промежуточным материалом (В-1).

Сернистый промежуточный материал (В-1) далее измельчают на 10 небольших комков по 3 г каждый и подвергают испытанию на воспламеняемость небольшим газовым пламенем. В результате ни один из образцов не воспламеняется в течение 10 с и, таким образом, все образцы называют неопасными веществами.

Затем 20 кг сернистого промежуточного материала (В-1) и 30 кг крупного заполнителя (А-2), предварительно нагретые до 180°С, вводят в двухвальный лопастный смеситель, предварительно нагретый до 140°С, и месят в течение 5 мин. Полученную в результате смесь выливают в колоннообразную форму с размерами 10 смх20 см (фхВ), охлаждают до комнатной температуры и извлекают из формы. Определяют, что полученный образец (сернистый материал) имеет прочность на сжатие до 82 Н/мм².

Сравнительный пример 1.

кг сернистого промежуточного материала (В-1) и 10 кг мелкого заполнителя, предварительно нагретые до 140°С, или, альтернативно, 30 кг крупного заполнителя (А-2) и 10 кг модифицированной серы (С-1), предварительно нагретые до 130°С, вводят в двухвальный лопастный смеситель, предварительно нагретый до 140°С, и месят в течение 5 мин. Каждую из полученных в результате смесей выливают в колоннообразную форму с размерами 10 смх 20 см (фхВ), охлаждают до комнатной температуры и извлекают из формы. В полученных образцах модифицированная сера недостаточно покрывает поверхность мелкого заполнителя (А-1) или крупного заполнителя (А-2). Образцы оказываются пятнистыми по внешнему виду, и прочность на сжатие образцов является слишком низкой для измерения.

Пример 2 (целый сернистый промежуточный материал).

Сернистый промежуточный материал (В-1) вводят в двухвальный лопастный смеситель, предварительно нагретый до 140°С, и плавят в течение 10 мин. Отбирают 100 см³ расплава и распределяют по бетонной пластине (300x300x60 мм). Через 1 ч сернистый промежуточный материал (В-1) отверждают, проводят тест адгезии, предлагаемый Строительным Исследовательским Институтом Японии и определенный в Л8 А 6910. В результате устанавливают, что образец имеет прочность соединения до 3,5 Н/мм².

Claims

1. Строительный и конструкционный материал, полученный способом, включающим стадии получения промежуточного материала, представляющего собой смесь 100 мас.ч. мелкого заполнителя, имеющего размер зерна не более 5 мм, и 30-400 мас.ч. исходного сернистого материала, состоящего по меньшей мере из одного компонента, выбранного из серы и модифицированной серы, где максимальный размер зерна указанного промежуточного материала, проходящего через стандартное сито по Л8, составляет не более 101,6 мм, смешивания расплава указанного промежуточного материала и материала, содержащего крупный заполнитель, с получением смеси, где размер зерен указанного крупного заполнителя, проходящего через стандартное сито по Л8, составляет не менее 5 мм, и где содержание заполнителя, состоящего из указанного мелкого и крупного заполнителей, составляет 50-90 мас.% от общего количества указанного строительного и конструкционного материала, и отверждения смеси.

2. Промежуточный материал для получения строительного и конструкционного материала по п.1,

- 7 009098 отличающийся тем, что он содержит 100 мас.ч. мелкого заполнителя, имеющего размер зерна не более 5 мм, и от 30 до 400 мас.ч. исходного сернистого материала, состоящего по меньшей мере из одного компонента, выбранного из серы и модифицированной серы, где максимальный размер зерна указанного промежуточного материала, проходящего через стандартное сито по Л8, составляет не более 101,6 мм.

3. Промежуточный материал по п.2, отличающийся тем, что указанный промежуточный материал обладает свойством не воспламеняться в течение 10 с при испытании на воспламеняемость небольшим газовым пламенем.

4. Промежуточный материал по п.2, отличающийся тем, что прочность соединения (по Л8 А 6910) указанного сернистого промежуточного материала с бетоном при повторном плавлении и прилипании к бетону составляет не менее 1,5 Н/мм².

5. Промежуточный материал по п.2, отличающийся тем, что указанный мелкий заполнитель выбран из группы, состоящей из угольной золы, кварцевого песка, кремнеземной пыли, кварцевых порошков, песка, порошков стекла, золы из электрических пылеуловителей и их смесей.

6. Способ получения строительного и конструкционного материала, включающий стадии смешивания материала, содержащего крупный заполнитель, предварительно нагретый до 120200°С, и расплава промежуточного материала с получением смеси, причем указанный промежуточный материал содержит 100 мас.ч. мелкого заполнителя, имеющего размер зерна не более 5 мм, и от 30 до 400 мас. ч. исходного сернистого материала, состоящего по меньшей мере из одного компонента, выбранного из серы и модифицированной серы, где максимальный размер зерна указанного промежуточного материала, проходящего через стандартное сито по Л8, составляет не более 101,6 мм, и отверждения указанной смеси.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что температура указанного расплава промежуточного материала составляет от 120 до 160°С.