FI57095B - Alkalibestaendig glasfiber - Google Patents

Description

RSSF^I [Β] «« KU ULUTUSJULKAISU - „ n «Tj 1*1 oi) UTLAGGNINGSSKRIFT 5 7095 •aäS c (4¾ y·- l,:,y 20 :fc l"'} ^ v ' (51) Kv.lk.*/fnt.CI.' C 03 C 13/00 SUOMI — FINLAND (21) P»t«nttlh»k*mui — P«t*nt*n$öknlng 338/T^ (22) H»k*mi»pllvl — An*6knlng*d»g 07.02.7^ ' ' (23) AlkupMvi—Glltighttidag 07*02.7^ (41) Tullut julkiseksi — Bllvlt offentilj 15 · 08.7^*

Patentti· ja rekisterihallitus ,... ...

_ ^ ^ , , (44) Nlhtlvlkslpsnon ja kuuLlulkaiain pvm. — θΛ

Patent· och regilterityrelsen Ansttkan utlagd och utl.skrtften publicarad 29-02.80 (32)(33)(31) Pyydetty atuolkeut—Begird priorltet lU-02-73

Englanti-England(GB) 7151/73 (71) Turner & Newall Limited, 77 Fountain Street, Manchester M2 2EA,

Englant i-England(GB) (72) Alan William Atkinson, Rochdale, Lancashire, Clive Merton Freedman, Littlehorough, Lancashire, Englanti-England(GB) (7M Oy Kolster Ab (5M Alkalinkestävä lasikuitu - Alkalibeständig glasfiber Tämä keksintö koskee parannettuja lasikuituja.

Tavallinen Portland-sementti on erittäin emäksinen (pH n. 12,5) ja emäksisyys säilyy useita vuosia kovettumisen jälkeen. Lasista, esimerkiksi E-tai A-lasista valmistetut kuidut sopivat erittäin huonosti Portland-sementin lujitteeksi ja niitä voidaan käyttää sellaisinaan vain kalliissa, neutraaleissa sementeissä, esimerkiksi alumiini- tai potsolaanisementissä, koska nämä kuidut hajoavat helposti emäksisessä ympäristössä. Joutuessaan emäksiseen Portland-sementtiin koostumuksessa olevien kuitujen ominaisuudet eivät moneen vuoteen saa huonontua kovinkaan paljon tai ominaisuuksien on pysyttävä määrätyllä tasolla. Tällaisia kuituja ovat kuvanneet Majumdar ja Ryder, "Glass Fibre Rein-forcment of Cement Products" (Glass Technology, Voi. 9, n:o 3, June 1968) ja niitä voidaan tasalaatuisina valmistaa koostumukseltaan tunnetuista ja kemiallisesti kestäviksi todetuista lasista. Muita uusia, Portland-sementtiin sopivia lasikuituja on kuvattu GB-patentissa 1 290 528. US-patentissa n:o 2 6^0 7öh on esitetty lasikoostumuksia, jotka kestävät vettä ja happoja ja joissa titaanidioksidin ja sirkonidioksidin määrä mieluiten on huomattavasti pienempi kuin käsiteltävänä olevan keksinnön suositeltava määrä. Mainitussa US-patentissa suositellaan myös alumiinioksidin ja fluorin (fluoridina) huomattavien määrien C 0L B 31/06 2 57095 lisäämistä syystä, että ko. laseissa näitä aineita ei ole lainkaan tai niitä on lasin epäpuhtauksina; jos läsnä on alumiinioksidia, niin fluori puuttuu ja päinvastoin.

Nyt on havaittu, että lisäämällä määrättyjä titaanioksidin ja sirkoni-oksidin yhdistelmiä natriumsilikaattilaseihin saavutetaan yllättävän hyvä kemiallinen kestävyys ja erityisesti alkalinkestävyys. Näiden lisäaineiden määrätyillä suhteilla lasien alkalinkestävyys ylittää vain sirkonioksidin tai titaani-oksidin lisäyksen aiheuttaman alkalinkestävyyden.

Voidaan myös lisätä pieniä määriä boorioksidia ja fluorideja parantamaan lasin ominaisuuksia, mutta ne eivät ole tämän keksinnön pääerikoispiirteitä. Ympäristönsuojen kannalta on tyydyttävää lasia valmistettaessa fluoridimäärä pidettävä mahdollisimman pienenä.

Keksinnön kohteena on alkalinkestävä lasikuituj ja keksinnölle on tunnusomaista, että lasikuitu koostuu 57-67 paino-#:sta SiO^

IO-16 paino-#:sta RgO

5-12 paino-#:sta TiO^ 10-15 paino-#:sta ZrO^ 0-3 paino-#: st a ^^3 0-2 paino-# :sta Al^O^

0-1 paino-#:sta R’0 0-1 paino-#:sta F

jolloin RgO on Νβ,,Ο, K^O tai Li^O tai näistä kahden tai useamman seos ja R’0 on MgO, CaO, BaO tai SrO tai näistä kahden tai useamman seos. Normaalisti LiC^n määrä ei ylitä 5 paino-# ja se korvaa fluorin.

Mieluiten titaanioksidi ja sirkonioksidi eivät yhdessä muodosta enempää kuin 25 # koostumuksen painosta.

Magnesiumoksidi, kalsiumoksidi, bariumoksidi, strontlumoksidi joko yksitellen tai seoksina ovat läsnä pääraaka-aineiden mukana tulleina epäpuhtauksina.

Käytettäessä sulatusaineena litiumoksidia fluorin asemasta mukaan tulee pakostakin joskin ei-toivottuina vastaavia määriä alumiinioksidia tällä hetkellä kaupallisesti saatavista raaka-aineista.

Seuraavat esimerkit selventävät keksinnön suositeltavia toteuttamismuotoja.

Esimerkit

Alla mainitussa taulukossa kuvatuista koostumuksista valmistettiin lasikuituja sulavetämällä lämpötilassa 1110-ll+00°C.

Taulukosta ilmenevät myös näiden kuitujen vetolujuus ennen alkalikäsit-telyä keitettäessä niitä neljä tuntia kyllästetyssä kalsiumhydroksidiliuoksessa ja käsittelyn jälkeen. Kuidut pestiin ja kuivattiin ennen koestusta.

3 57095

Koostumus Esimerkki paino-* 1 2 3 U 5

Si02 66,7 60 58 61,3 6l

Li20 - - 0,2

Na20 R20 15,0 12,0 5,8 12,0 13,0

KgO 9,0

Ti02 8,0 10,0 9,7 10,0 10,0

Zr02 12,3 15,0 l*+,5 15,0 15,0 A1203 - 0,5 B203 - 3,0 3,0 1,0 1,0

Vetolujuus (GPa) ennen alkali- käsittelyä 1,12 l#lU 1,66 1,31 0,97

Vetolujuus (GPa) alkalikäsittelyn jälkeen 0,91 1,12 0,96 0,89 0,7*+

Esimerkeissä mainittujen lasikuitujen alkalinkestävyys tekee ne erittäin sopiviksi sementtipitoisten ainesten lujitteina. Kuitujen ohella voi tietenkin olla muutakin lujitetta ja ne voidaan liittää sementtipitoiseen alusta-aineeseen tunnetuin menetelmin esim. ruiskuttamalla tai painevalamalla esisekoitettuja aineksia.

Keksinnön mukaisilla kuiduilla voi myös olla käyttöä aikalisissä olosuhteissa esimerkiksi suodatettaessa aikalisiä nesteitä tai vastaavaa ainesta.