FI83629C

FI83629C - FOERFARINGSSAETT FOER FRAMSTAELLNING AV EN GJUTMASSA, INNEHAOLLANDE VATTENGLAS OCH AKTIVERAD KISEL.

Info

Publication number: FI83629C
Application number: FI861884A
Authority: FI
Inventors: Staffan Lundstroem
Original assignee: Lundstroem Claes
Priority date: 1985-05-07
Filing date: 1986-05-06
Publication date: 1991-08-12
Also published as: CA1269804A; DK213986D0; FI83629B; AU5718286A; DK213986A; AU587826B2; NO861810L; FI861884A0; FI861884A

Description

1 836291 83629

Menetelmä sellaisen valumassan valmistamiseksi, joka sisältää vesilasia ja aktivoitua piitä 5 On tunnettua valmistaa valumassoja, jotka sisältävät vesilasia. Käsitteellä "valumassa" tarkoitetaan tässä yhteydessä muovattavia tai plastisia massoja. Vaikkakin nämä sopivimmin muotoillaan valamalla, voidaan niihin kuitenkin monessa tapauksessa kohdistaa muotoava käsittely lopullisten tuot-10 teiden saamiseksi toisella tavalla, esim. puristamalla, valssaamalla tms. tavalla. Sellaisilla valumassoilla on monipuolista käyttöä, esim. kaikenlaisten esineiden valmistukseen, mutta myös sideaineena mitä erilaisimpien pintojen välillä.A process for producing a casting composition comprising water glass and activated silicon 5 It is known to produce casting compositions containing water glass. The term "casting mass" in this context means moldable or plastic masses. Although these are preferably formed by casting, they can in many cases be subjected to a shaping treatment to obtain the final products in another way, e.g. by pressing, rolling and the like. Such casting compounds have a wide range of uses, e.g. for the manufacture of all kinds of objects, but also as a binder between the most diverse surfaces.

1515

Sellaista sinänsä tunnettua valumassaa valmistettaessa, ilmaisu, jota siis tässä käytetään laajimmassa merkityksessään, edellä mainitut käyttöalueet ja muokkausmenetelmät mukaanlukien, on menetelty sillä tavoin, että sakeasta 20 alkalisilikaattia, tavallisesti natriumsilikaattia olevasta vesilasiliuoksesta on poistettu vesi tai joka tapauksessa huomattavasti vähennetty sen vesipitoisuutta. Näin on saatu kiinteä tuote, usein "vesilasikvartsiksi" nimitetty, joka on syntynyt joko valuvaa vesilasia kuivaamalla tai lisäämäl-25 lä sopivia happoja pH-arvon muuttamiseksi ja täten alkalis-ten olosuhteiden kumoamiseksi. Näinollen on tapahtunut sellaista, että on lisätty kovetusaineeksi natriumheksa-fluoridia, koska tämä aine toisaalta on vettyvä, toisaalta myös muuttaa pH-arvoa mainittuun suuntaan.In the preparation of such a casting compound known per se, the term, which is thus used in its broadest sense here, including the above-mentioned uses and modification methods, has been treated in such a way that water is removed from the thick alkali silicate, usually sodium silicate, or reduced in any case. There is thus obtained a solid product, often referred to as "water glass quartz", which is formed either by drying flowing water glass or by adding suitable acids to change the pH and thus to cancel the alkaline conditions. Thus, it has happened that sodium hexafluoride has been added as a curing agent, since on the one hand this substance is hydrophilic, on the other hand, it also changes the pH value in said direction.

30 Tällainen valumassa voidaan saada siten, että sen kovettu-misprosessin aikana tai välittömästi sitä ennen lisätään toista materiaalia, esim. sinänsä tunnetulla tavalla kvartsi jauhoa (piidioksidia Si02>, jolloin muodostuu enemmän 35 tai vähemmän homogeeninen massa, jossa lisämateriaalin osaset sitoo yhteen vesilasi, josta on poistettu vesi tai jonka vesipitoisuutta on mahdollisesti alennettu.Such a casting mass can be obtained by adding another material during or immediately before its curing process, e.g. quartz flour (silica SiO 2) in a manner known per se, to form a more or less homogeneous mass in which the particles of additional material are bound together by a glass of water from which has been dewatered or possibly reduced in water content.

2 836292,83629

Vesilasi esiintyy osittain natriumsilikaattina (Na), osittain kaliumsilikaattina (K), ja lopuksi vielä natriumin ja kaliumin sekasilikaattina. Tunnetaan myös ammoniumvesilasi, mutta sillä on vähän tai ei minkäänlaista käyttöä. Natrium-5 vesilasi on tavallisimmin esiintyvä muoto, ja kun esillä olevaa keksintöä lähemmin kuvataan, tulee tämä tapahtumaan natriumvesilasin perusteella. Keksintö ei kuitenkaan ole rajattu tämän tietyntyyppisen vesilasin käyttöön.Water glass is present partly as sodium silicate (Na), partly as potassium silicate (K), and finally as mixed sodium and potassium silicate. Ammonium water glass is also known, but has little or no use. Sodium-5 water glass is the most common form, and when the present invention is described in more detail, this will be based on sodium water glass. However, the invention is not limited to the use of this particular type of water glass.

10 Tällaisesta valumassasta valmistetulla tuotteella on hyvin suuri puristuslujuus ja kulumisenkesto. Sideaineena käytettäessä se kiinnittyy suhteellisen hyvin useimpiin materiaaleihin, myös moniin sellaisiin materiaaleihin, joihin normaalisti esiintyvät sideaineet eivät osoita taipumusta 15 kiinnittyä. Tuotteen vetolujuus ja iskulujuus jopa kasvavat hieman, mutta mitään selvää yhteyttä näiden kolmenlaisen lujuuden välillä ei ole pystytty osoittamaan, paitsi että puristuslujuuden kasvu tavallisesti on silmiinpistävin, kun taas iskulujuuden kasvu on ainoastaan vähäinen.10 A product made of such a casting compound has a very high compressive strength and wear resistance. When used as a binder, it adheres relatively well to most materials, including many materials to which normally present binders do not tend to adhere. The tensile strength and impact strength of the product even increase slightly, but no clear relationship between these three types of strength has been shown, except that the increase in compressive strength is usually most striking, while the increase in impact strength is only minor.

2020

Tunnetaan myös erilaisia valmistusmenetelmiä edellä kuvatun kaltaisille valumassoille, joiden ominaisuuksia on parannettu ja/tai muunnettu lisäämällä eri lisäaineita tarkoituksena massan ominaisuuksien muuntelu.Various production methods are also known for casting compositions as described above, the properties of which have been improved and / or modified by the addition of various additives for the purpose of modifying the properties of the composition.

2525

Esillä oleva keksintö koskee edellä esitettyä tyyppiä olevan valumassan valmistusmenetelmää käyttäen jäljempänä esitettyjä lisäaineita, jotka johtavat valumassan ominaisuuksien huomattaviin lisäparannuksiin varsinkin sen vuoksi, että 30 edistetään valumassan reaktion aikana tapahtuvaa kiteenmuo-dostusta, ja että valumassa tulee vähemmän herkäksi vesilasissa olevalle vedelle, kuin mitä se aiemmin on ollut. Sitäpaitsi on osoittautunut, että keksinnön mukaisesti valmistettu valumassa sallii huomattavasti enemmän vaihtelua 35 kyseessä olevissa lisäaineissa, mistä syystä varmistetaan valumassan niiden erityisominaisuuksien parempi jakautuminen, jotka kyseisillä lisäaineilla halutaan saada.The present invention relates to a process for the preparation of a casting compound of the type described above, which leads to considerable further improvements in the properties of the casting compound, in particular by promoting crystallization during the casting reaction and becoming less sensitive to water in water. has been. Moreover, it has been found that the casting compound prepared according to the invention allows considerably more variation in the additives in question, which ensures a better distribution of the specific properties of the casting mass which are desired with the additives in question.

3 836293,83629

Keksinnön mukaan lisätään nimittäin sinänsä tunnettuun valumassaan aktiivista piitä joko puhtaassa muodossa tai piiyhdisteen muodossa. Edullisesti tämä piiyhdiste on sellainen yhdiste, joka on syntynyt korkeampiarvoisen piiyhdis-5 teen hajotessa. Hajoaminen tapahtuu tällöin energianlisäyk-sen, etupäässä lämmönlisäyksen, vaikutuksesta niin, että yhdisteen piiatomit aktivoituvat tavalla, joka jo on tunnettu hiilen ja hiilen kanssa kemiallisesti läheisten alkuaineiden osalta.According to the invention, active silicon is added to the casting mass known per se, either in pure form or in the form of a silicon compound. Preferably, this silicon compound is a compound formed by the decomposition of a higher value silicon compound. The decomposition then takes place under the influence of an increase in energy, mainly heat, so that the silicon atoms of the compound are activated in a manner already known for carbon and chemically closely related elements.

1010

Keksinnölle on tunnusomaista, että ennen vesilasin kovettumista siihen lisätään aktivoitua piitä määrä, joka on 3-5 paino-% valumassaan sisältyvien aineiden yhteisestä kuiva-painosta laskettuna, sekä kovettamisainetta.The invention is characterized in that, before the water glass is cured, activated silicon is added to it in an amount of 3-5% by weight, based on the total dry weight of the substances contained in the casting mass, as well as a curing agent.

15 Täsmälleen ei tiedetä, miten tämä "aktiivisuus" tulisi selittää, mutta todennäköisesti oikea teoria lähtee siitä, että yksi tai useampi elektronirata ei-aktivoidussa piissä on työntynyt sivuun tavanomaisilta paikoiltaan niin, että 20 on syntynyt sisäinen molekyylijännite, jonka purkautuessa voi vapautua suuria määriä energiaa. Näiden energiamäärien vaikutuksesta voi aktivoitu pii aiheuttaa kemiallisia reaktioita, joita ei esiinny ollenkaan tai esiintyy vain vähäisessä määrin ei-aktivoidussa piissä. Energianlisäys tapahtuu 25 normaalisti siten, että pii tai vastaavasti piiyhdiste kuumennetaan hyvin korkeaan lämpötilaan. Sen seurauksena löytyy aktivoitua piitä erittäin suuressa määrin rautateollisuuden lentotuhkasta, koska rautateollisuudessa esiintyy mainittuja korkeita lämpötiloja.15 It is not known exactly how this "activity" should be explained, but probably the correct theory is that one or more electron orbitals in non-activated silicon have been pushed aside from their normal positions so that an internal molecular voltage is generated which can release large amounts of energy. . As a result of these amounts of energy, activated silicon can cause chemical reactions that do not occur at all or occur only to a small extent in non-activated silicon. The energy increase normally takes place by heating the silicon or the silicon compound, respectively, to a very high temperature. As a result, activated silicon is found to a very large extent in the fly ash of the iron industry, due to the high temperatures mentioned in the iron industry.

3030

Aktivoitua piitä lisättäessä muuttaa valumassa ominaisuuksiaan niin merkittävällä tavalla, että on perusteltu syy olettaa, että tapahtuu faasikemiallinen reaktio, niinkuin usein tapahtuu silikaattikemian alalla. Kuitenkaan ei ole 35 pystytty selvittämään, kuinka tämä reaktio kehittyy. Hyvin tunnettuahan on, että silikaattikemiassa esiintyy hyvin vaikeasti ymmärrettäviä ja yhä suuressa määrin arvoituksel- < 83629 lisiä reaktioita. Esillä oleva keksintö on sen vuoksi syntynyt puhtaasti kokeellista tietä.With the addition of activated silicon, the flow mass changes its properties in such a significant way that there is good reason to assume that a phase chemical reaction takes place, as is often the case in the field of silicate chemistry. However, it has not been possible to determine how this reaction develops. It is well known that silicate chemistry has very difficult to understand and still largely enigmatic reactions. The present invention has therefore arisen in a purely experimental way.

Esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistetun valumassan 5 eräs olennainen etu on siinä, että niiden lisäaineiden lukumäärä, joita voidaan käyttää samalla kuin ylläpidetään lopullisen tuotteen lujuus, kasvaa huomattavasti johtuen siitä, että valmistetulla tuotteella on erityisiä ominaisuuksia, jotka puolestaan johtuvat siitä, että se on valmis-10 tettu lisäämällä aktivoitua piitä, jolloin se on saanut suuren lujuuden ja voimakkaan sitomiskyvyn muihin materiaaleihin.An essential advantage of the casting compound 5 prepared according to the present invention is that the number of additives that can be used while maintaining the strength of the final product increases considerably due to the special properties of the prepared product, which in turn is due to the fact that it is 10 by the addition of activated silicon, which has given it high strength and strong bonding ability to other materials.

Tällaisilla valumassoilla tehdyissä kokeissa on myös tutkit-15 tu yksinomaan hienojakoisen selluloosan vesilasiin tai vesilasiseoksiin lisäämisen vaikutusta, ja tällöin on löydetty joukko tähän asti vain empiirisesti havaittuja riippuvuuksia, joihin esillä olevan keksinnön erittäin edullinen toteutusmuoto perustuu. Mainittujen jatkettujen kokeiden 20 tarkoituksena oli ensi sijassa selvittää, missä määrin saatettiin lisätä hienojakoista selluloosaa lisämateriaalina, jotta sillä tavalla aikaansaataisiin tuote, joka olisi käyttökelpoinen useissa tapauksissa, mutta joka halvasta lisämateriaalista johtuen voitaisiin valmistaa hyvin halval-25 la. Tällöin, hämmästyttävää kyllä, ilmeni kuitenkin, että tuotteet saivat täysin odottamattomia ja monessa tapauksessa varsin hyödyllisiä ominaisuuksia, joita selostetaan lähemmin seuraavassa.Experiments with such casting compounds have also investigated the effect of adding only finely divided cellulose to water glass or water glass mixtures, and have found a number of hitherto only empirically observed dependencies on which a highly preferred embodiment of the present invention is based. The purpose of said extended experiments 20 was primarily to determine the extent to which finely divided cellulose could be added as an additive material, in order to provide a product that would be useful in many cases but could be made very cheap due to the cheap additive material. In doing so, surprisingly, however, it turned out that the products gained completely unexpected and in many cases quite useful features, which are described in more detail below.

30 Neutraalin tai emäksisen selluloosan sekoittaminen osoittautui vähemmän edulliseksi, mutta sitävastoin osoittautui, että heikosti hapan selluloosa tuotti odottamattomia, hyödyllisiä ja arvokkaita ominaisuuksia lopputuotteessa. Kokeita tehtiin myös sen hapon toteamiseksi, Jolla saatiin happa-35 mat ominaisuudet massalle hienojakoisen selluloosan sekoittamisen jälkeen, ja tällöin saatettiin mm. todeta, että kuorijauho antoi hyvin edulliset tulokset. Kuorijauho sisältää pieniä määriä parkkihappoa. Samoin saatiin erittäin 5 83629 hyvä tulos käyttämällä paperi- ja massateollisuuden nk. "nollakuituja", ts. niin pieniä selluloosakuituja, että ne vedenpoiston aikana menevät viiran läpi ja poistuvat jäteveden mukana. Nämä kuidut sisältävät vielä tiettyjä jäännöksiä 5 siitä tai niistä hapoista, joita on käytetty selluloosan keitossa, enimmäkseen rikkihapoketta, mutta myös muita happoja. Yhteistä kyseisille hapoille on kuitenkin, että niiden tulee esiintyä vain hyvin pienissä määrin, tai jos niitä on enemmän, täytyy niiden olla heikosti vaikuttavia, 10 juuri niinkuin ovat mm. parkkihappo ja rikkihapoke.Mixing of neutral or basic cellulose proved to be less advantageous, but on the contrary, weakly acidic cellulose proved to produce unexpected, useful and valuable properties in the final product. Experiments were also carried out to determine the acid which gave the acid-35 mat properties to the pulp after mixing the finely divided cellulose, and in this case e.g. note that the shell flour gave very favorable results. Bark flour contains small amounts of tannic acid. Similarly, a very good result was obtained using so-called "zero fibers" in the paper and pulp industry, i.e. so small cellulose fibers that they pass through the wire during dewatering and leave with the wastewater. These fibers still contain certain residues 5 of it or of the acids used in the cooking of cellulose, mostly sulfuric acid, but also other acids. What these acids have in common, however, is that they should be present only in very small amounts, or if there are more of them, they must be weakly effective, 10 just as they are e.g. tannic acid and sulfuric acid.

Keksinnön mukaisen edullisen suoritusmuodon huomattava parannus on siinä, että vesilasin ja aktivoidun piin seokseen lisätään happamesti reagoivaa selluloosamateriaalia 15 hienojakoisena sellainen määrä, jonka tehtyjen kokeiden perusteella täytyy olla 5-75 paino-% koko seoksen kuivapainosta .A considerable improvement of the preferred embodiment of the invention is that the acid-reactive cellulosic material is finely added to the mixture of water glass and activated silicon in an amount which, according to experiments, must be 5-75% by weight of the total dry weight of the mixture.

Mainituissa kokeissa on sitäpaitsi osoittautunut, että 20 keksinnön mukaisesti valmistettuun valumassaan edullisesti voidaan lisätä erilaisia muoviemulsioita kovettamattomina tai osittain kovettuneina polymeraatteina. Näiden kovettaminen ja vastaavasti niiden jo aloitetun kovettamisen loppuunsaattaminen voi tällöin edullisesti tapahtua samanaikaises-25 ti, kun valumassa kovetusaineen lisäyksen jälkeen kovettuu. Tällä tavoin voidaan valmistaa kaikenlaisia erilaatuisia tuotteita, joilla suuressa määrin on polymeraatiotuotteiden laadulliset ominaisuudet, mutta jotka tuovat esiin nämä ominaisuudet määrällisesti huomattavasti parannettuina.In addition, it has been shown in said experiments that various plastic emulsions can be advantageously added to the casting compound prepared according to the invention as uncured or partially cured polymers. The curing of these and, accordingly, the completion of the curing which has already begun, can then advantageously take place at the same time as the curing mass hardens after the addition of the curing agent. In this way, all kinds of products of different qualities can be produced, which to a large extent have the qualitative properties of the polymerization products, but which bring out these properties in a considerably improved quantity.

3030

Muina lisämateriaaleina, joita voidaan sekoittaa esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistettuun valumassaan, voidaan mainita seuraavat.As other additional materials that can be mixed into the casting mass prepared according to the present invention, the following can be mentioned.

35 Valumassaan voidaan lisätä raskaita materiaaleja, varsinkin raskaita metalleja jauhe-, hiukkas- tai raemuodossa. Tällaisista metalleista voidaan mainita lyijy ja kupari sekä eri lejeeringit, joihin sisältyy lyijyä ja/tai kuparia, esim.35 Heavy materials, especially heavy metals in powder, particulate or granular form, can be added to the casting mass. Among such metals, mention may be made of lead and copper and various alloys containing lead and / or copper, e.g.

6 83629 messinki ja pronssi. Valumassan kyky vastaanottaa ja varastoida lämpöä tulee täten hyvin suureksi. Tuodun lämmön johtuminen valumassaan ja vastaavasti varastoidun lämmön poisjohtuminen valumassasta parantuu samanaikaisesti, mistä 5 on seurauksena sen väistämättömän ajan lyheneminen, joka menee määrätyn lämpömäärän tuomiseen ja poistamiseen.6 83629 brass and bronze. The capacity of the casting mass to receive and store heat thus becomes very high. The conduction of the introduced heat to the casting mass and the corresponding dissipation of the stored heat from the casting mass are simultaneously improved, resulting in a shortening of the inevitable time which goes into the introduction and removal of a certain amount of heat.

Valumassa voidaan edelleen, lujuus säilyttäen, tehdä huokoiseksi suuremmassa määrin kuin aiemmin ja tämä voidaan ai-10 kaansaada useilla eri tavoilla. Voidaan esim. sekoittaa jotain sopivaa tensidiä tuomalla samalla ilmaa tai valumassaan voidaan lisätä jotain lämmössä paisuvaa muovia, kuten polystyreeniä tai polyuretaania, ja kuumentaa sen jälkeen valumassa, ennenkuin se on kokonaan läpikovettunut. Sopiva 15 lämpötila polystyreenimuovia lisättäessä on esim. 90°C.The casting mass can still be made porous to a greater extent than before, while maintaining the strength, and this can be obtained in a number of different ways. For example, a suitable surfactant can be mixed while introducing air, or a heat-swellable plastic such as polystyrene or polyurethane can be added to the casting mass and then heated to the casting mass before it is completely cured. A suitable temperature for adding polystyrene plastic is e.g. 90 ° C.

Edellä mainittiin, että joukkoon voidaan sekoittaa hienojakoista selluloosamateriaalia happamissa olosuhteissa. Jos ei arvosteta näin saatavia etuja, voidaan selluloosamateri-20 aali sekoittaa joukkoon emäksisissä olosuhteissa. Tällöin selluloosamateriaalin muodostavat edullisesti nollakuidut, jotka lisätään yhdessä bikarbonaatin kanssa valumassaan, sopivimmin sen jälkeen, kun tälle muovia sekoittamalla on saatu hieman pehmeämpi koostumus.It was mentioned above that finely divided cellulosic material can be mixed into the group under acidic conditions. If the benefits thus obtained are not appreciated, the cellulosic material can be mixed with the group under basic conditions. In this case, the cellulosic material is preferably formed by zero fibers, which are added together with the bicarbonate to the casting mass, preferably after a slightly softer composition has been obtained by mixing it with plastic.

2525

Keksinnön mukaisesti valmistettu valumassa ei ole sekoitettavissa ainoastaan monien eri muovien kanssa, vaan myös muiden aineiden, kuten asfaltin ja lateksin kanssa, sopivimmin silloin, kun nämä aineet ovat emulsioina. Mainitut 30 aineet parantavat valumassan sitomiskykyä muihin aineisiin.The casting compound prepared according to the invention is not only miscible with many different plastics, but also with other substances, such as asphalt and latex, preferably when these substances are in the form of emulsions. Said 30 substances improve the ability of the casting compound to bind to other substances.

Johtuen hyvästä sitomisvaikutuksesta valumassaa sideaineena käytettäessä soveltuu se myös erittäin hyvin vahvistamiseen. Tällainen vahvistaminen voidaan hyvin tuloksin aikaan-35 saada sellaisilla vahvistusmateriaaleilla, joita aiemmin pidettiin vähemmän hyvin soveltuvina. Usein juuri nämä vahvistusmateriaalit ovat hyvin halpoja, mikä johtaa siihen, että voidaan aikaansaada aiemmin tunnettujen vahvistettujen i 83629 materiaalien kanssa kilpailukykyinen tuote huomattavasti halvemmin kustannuksin.Due to the good binding effect when using casting compound as a binder, it is also very well suited for reinforcement. Such reinforcement can be achieved with good results with reinforcement materials previously considered less well suited. Often, it is these reinforcing materials that are very inexpensive, resulting in the ability to provide a product that is competitive with previously known reinforced i 83629 materials at a much lower cost.

Työskenneltäessä esillä olevan keksinnön mukaisesti valmis-5 tetulla valumassalla, on osoittautunut, että sen kovettuminen tapahtuu massan ulkopinnalta alkaen siten, että muodostuu plastisesti muovattava, mutta hyvin sitkeä pintakerros, kun taas aluksi tämän pintakerroksen sisäpuolella oleva massa on suuressa määrin plastisesti muovattavissa siten, 10 että se sen jälkeen kykenee säilyttämään annetun muodon.When working with the casting compound prepared according to the present invention, it has been found that it hardens from the outer surface of the mass to form a plastically moldable but very tough surface layer, while initially the mass inside this surface layer is largely plastically malleable it is then able to retain the given shape.

Sen vuoksi voidaan puristamalla, valssaamalla tai vastaavalla tavalla antaa tälle massamäärälle tietty muoto, jonka se sen jälkeen säilyttää kovettumisen jatkuessa. Tätä seikkaa voidaan hyödyntää esim. kuvioiden tai reliefien painami-15 sessa keksinnön mukaisesti valmistetusta valumassasta tehtyjen esineiden pintaan.Therefore, this amount of mass can be given a certain shape by pressing, rolling or the like, which it then retains as curing continues. This fact can be utilized, for example, in the printing of patterns or reliefs on the surface of objects made of casting compound made in accordance with the invention.

Keksinnön eduista on mainittava myös, että keksinnön mukaisesti valmistettu valumassa antaa selvästi paljon paremman 20 palosuojan, koska sitä tavalla, joka on aiemmin tunnettu perinteisistä vesilasipohjaisista palonsuojatuotteista, käytetään esim. päällysteenä tulenaroissa rakennusten osissa.Among the advantages of the invention, it should also be mentioned that the casting compound produced according to the invention provides much better fire protection, since it is used in a manner previously known from traditional water glass-based fire protection products, e.g. as a coating in flammable parts of buildings.

25 Sen vuoksi on tullut mahdolliseksi rakennusten osiin, jotka on sivelty tai päällystetty keksinnön mukaisesti valmistetulla valumassalla, palonsuojaominaisuuksia huonontamatta sekoittaa suurehkoja määriä muutoin tulenarkoja materiaaleja, kuten sahajauhoa, turvetta tai muita orgaanisia aineita 30 tai asfalttiemulsioita. Palonesto-omainaisuudet johtavat myös siihen, että valumassasta tulee sopiva sideaine kerrostettujen materiaalien valmistuksessa, varsinkin rakennustarkoituksiin olevissa levyissä, joissa aiemmin on oltu riippuvaisia erilaatuisista liimoista, joilla joko on ollut huono 35 kiinnityskyky tai jotka ovat olleet melko helposti syttyviä.It has therefore become possible to mix larger amounts of otherwise flammable materials, such as sawdust, peat or other organic substances or asphalt emulsions, into parts of buildings which have been brushed or coated with a casting compound according to the invention without compromising their fire protection properties. The fire-retardant properties also lead to the casting compound becoming a suitable binder in the production of layered materials, especially in building boards, which in the past have relied on various types of adhesives which have either poor adhesion or have been relatively flammable.

Tarkkoja kokeita on siksi tehty esillä olevan keksinnön syntymisen yhteydessä aktivoidun piin (puhtaassa muodossa β 83629 tai yhdisteen muodossa) määrän toteamiseksi suhteessa vesilasin määrään, mahdollisesti kvartsilla lisättynä. Tällöin on ilmennyt, että vesilasiseoksen kyseiset erityisominaisuudet tulevat esiin lisättäessä aktivoitua piitä niin, että 5 aktivoidun piin osuus, laskettuna piin painona, aktivoidun piin, vesilasin ja mahdollisesti kvartsin yhteisestä kuiva-painosta on 3-5 paino-%. Aktivoidun piin määrä ei saa alittaa 3 paino-%, koska se siinä tapauksessa ei ole riittävä aikaansaamaan mainittuja, edellä lähemmin kuvattuja edulli-10 siä vaikutuksia, eikä sen myöskään pidä ylittää 5 paino-%, koska siinä tapauksessa lujuus huononee ilman, että aktivoidun piin ylimäärä johtaisi mihinkään merkittävään valu-massan edellä mainittujen ominaisuuksien parantumiseen.Precise experiments have therefore been performed to determine the amount of activated silicon (in pure form β 83629 or in the form of a compound) at the time of the present invention relative to the amount of water glass, optionally added with quartz. In this case, it has been found that these special properties of the water-glass mixture come about when activated silicon is added, so that the proportion of activated silicon, calculated as the weight of silicon, is 3-5% by weight of the total dry weight of activated silicon, water glass and possibly quartz. The amount of activated silicon should not be less than 3% by weight, since in that case it is not sufficient to produce the above-mentioned advantageous effects described above, nor should it exceed 5% by weight, since in that case the strength deteriorates without activated silicon. the excess would lead to any significant improvement in the above properties of the casting mass.

Paras tulos saavutetaan, jos aktivoidun piin osuus on välil-15 lä 3,5-4,5 paino-% ts. noin 4 paino-%.The best result is obtained if the proportion of activated silicon is between 3.5 and 4.5% by weight, i.e. about 4% by weight.

Edellä mainituissa kokeissa hienojakoista selluloosaa, varsinkin paperi- ja massateollisuuden nollakuitumaterlaa-lia, joukkoon sekoitettaessa kävi edelleen ilmi, että sel-20 lainen sekoitus emäksisissä olosuhteissa tosin tietyissä erikoissuhteissa oli eduksi, mutta muissa suhteissa vähemmän edullista. Sitävastoin kävi ilmi, että selluloosamateriaalin sekoittaminen happamissa olosuhteissa antoi erittäin hyvät tulokset. Tällainen sekoitus ei vaikuttanut haitallisesti 25 tulenkestoon, sillä tuote osoittautui edelleen syttymättö- mäksi ja palovarmaksi. Pienellä happaman selluloosan lisäyksellä voitiin tosin ylläpitää heikkoa, voimakkaasti nokeavaa liekkiä, mutta selluloosapitoisuuden kasvaessa tuote saatiin täysin syttymättömäksi ja jos ulkoisella tulella ylläpidet-30 tiin palamista edellä kuvatulla tavalla ja ulkoinen tulen-lähde poistettiin, sammui liekki välittömästi.In the above experiments, mixing finely divided cellulose, especially zero fiber material in the paper and pulp industry, further showed that such mixing under basic conditions was advantageous under certain special ratios, but less preferred in other respects. In contrast, it was found that mixing the cellulosic material under acidic conditions gave very good results. Such a mixture did not adversely affect the fire resistance, as the product still proved to be non-flammable and flammable. Although a small addition of acidic cellulose could maintain a weak, highly sooty flame, as the cellulose content increased the product became completely non-flammable and if combustion was maintained as described above with an external fire and the external fire source was removed, the flame went out immediately.

Toinen silmiinpistävä ominaisuus keksinnön mukaisesti valmistetusta valumassasta valmistetussa tuotteessa oli sen 35 elastisuus, mikä ei näyttänyt vaikuttavan haitallisesti sen vetolujuuteen. Tuotteilla, joilla on suuri elastinen muovautuvuus ilman murtumisvaaraa, on käyttöä moneen sellai- 9 83629 seen tarkoitukseen, joissa aiemmin on kaivattu halpaa materiaalia.Another striking feature of the casting composition made according to the invention was its elasticity, which did not appear to adversely affect its tensile strength. Products with high elastic formability without the risk of breakage have use for many purposes in which a cheap material has previously been required.

Tärkein ominaisuus tuotteessa, jota tässä tarkoitetaan, on 5 kuitenkin sen halpuus. Se koostuu olennaisessa määrin materiaalista, jota on aiemmin pidetty ei ainoastaan hyödyttömänä, vaan jopa vahingollisena, ja valitettavasti hyödyllisiin tarkoituksiin kelpaamattomana. Tällöin täytyy olettaa olevan hyvin tärkeää löytää hyödyllinen käyttö näille materiaaleille) le. Eräs sellainen käyttömahdolisuus on syntynyt esillä olevan keksinnön avulla. Tämän lisäksi tulee se, että lopputuotteella on arvokkaita ominaisuuksia ilman, että se siitä syystä tulisi kalliimmaksi. Pikemminkin se voidaan valmistaa halvemmalla tavalla.However, the most important feature of the product referred to herein is its low cost. It consists essentially of material that has previously been considered not only useless but even harmful, and unfortunately unsuitable for useful purposes. In this case, it must be assumed that it is very important to find a useful use for these materials. One such use has arisen with the present invention. In addition to this, the end product has valuable properties without it becoming more expensive for that reason. Rather, it can be made in a cheaper way.

1515

Niissä kokeissa, joihin esillä olevan keksinnön edullinen suoritusmuoto perustuu, on edelleen osoittautunut, että käytetyn selluloosamateriaalin happamuusasteella (pH) on ratkaiseva merkitys. Liian alhaisella pH-arvolla ei saada 20 edellä selostettuja edullisia ominaisuuksia valumassasta valmistettuun tuotteeseen ja liian korkealla pH-arvolla tapahtuu kovettuminen niin nopeasti, että toisaalta valmis-tustapahtuman ohjaamiseen ei ole käytettävissä vaadittavaa aikaa, toisaalta valmistetusta, muotoillusta kappaleesta 25 tulee hauras ja särkyvä. Jos sen vuoksi pH-arvo valitsemalla aikaansaataisiin se, että näennäisesti kovettuminen tapahtuisi hitaammin kuin olisi toivottavaa rationaalisen valmistuksen kannalta, ei tämä kuitenkaan johda ylipääsemättömiin vaikeuksiin. Täytyy vain lisätä kovettajaan katalyyttiä ja 30 sellaisena käytetään edullisesti jotain sopivaa fosforiyh-distettä, esim. ammoniumfosfaattia.In the experiments on which the preferred embodiment of the present invention is based, it has further been shown that the acidity (pH) of the cellulosic material used is crucial. Too low a pH does not give the above-described advantageous properties to the casting product and at too high a pH hardens so quickly that on the one hand the required time is not available to control the manufacturing process, on the other hand the manufactured, shaped body 25 becomes brittle and brittle. However, if the choice of pH would result in a seemingly slower pace of curing than would be desirable for rational fabrication, this would not lead to insurmountable difficulties. All that is needed is to add a catalyst to the hardener and as such a suitable phosphorus compound, e.g. ammonium phosphate, is preferably used.

Kovettaminen voi sitäpaitsi valmistuksen aikana selluloosa-materiaalia happamissa olosuhteissa lisättäessä tapahtua 35 massan läpi johdetulla sähköisellä vaihtovirralla, jolloin saadaan hyvin tehokas väline kovettumisnopeuden säätelyyn.In addition, curing during manufacture during the addition of the cellulosic material under acidic conditions can take place with an electric alternating current passed through the pulp, thus providing a very effective means for controlling the curing rate.

10 83 62910 83 629

Sen vuoksi on tehty laajoja kokeita happamen selluloosan pH:n raja-arvojen selville saamiseksi. Nämä kokeet ovat osoittaneet, että pH-arvon täytyy olla välillä 2-6. Jos pH-arvo on alle 2 tai yli 6, ei saada täysiarvoista tuotet-5 ta. Tavallisesti se ei edes olisi käyttökelpoinen.Therefore, extensive experiments have been performed to find out the pH limits for acidic cellulose. These experiments have shown that the pH must be between 2-6. If the pH is less than 2 or more than 6, complete products are not obtained. Normally, it would not even be usable.

Sekoitettaessa joukkoon selluloosamateriaalia sulfaattimas-sateollisuudesta saatavien nollakuitujen muodossa, saadaan välittömästi hyviä tuloksia. Jos sitävastoin nollakuidut 10 otetaan sulfiittimassateollisuudesta, voi syntyä tietty vaikeus. Sulfiittimassateollisuudesta saatava nollakuituma-teriaali on nimittäin tavallisesti niin hapanta, kun se poistuu viiralta, että se tässä tilassa pysyy pH-arvon annettujen rajojen sisällä, mutta materiaali esiintyy vain 15 harvoin tässä tilassa. Mainitun vaikeuden syy on, että nollakuitumateriaalia tähän asti on pidetty vahingollisena tuotteena, ja se on sen vuoksi huuhdottu pois olemassa olevan jäteviemärin kautta läheiseen vesistöön yhdessä viiralta tulevan jäteveden (lipeäveden) kanssa, mutta tämä 20 on johtanut vesistön ja jopa tietyissä tapauksissa pohjaveden happamoitumiseen. Sitä on siksi pidetty ympäristölle vahingollisena ja on annettu määräyksiä, joissa on vaadittu nollakuitumateriaalin neutraloimista, esim. lisäämällä kalkkia (CaO), erillisissä välisäilytysaltaissa. Tällä 25 toimenpiteellä on kuitenkin selluloosateollisuudesta ja varsinkin sulfiittiselluloosateollisuudesta kaupallisesti saatavilla oleva nollakuitumateriaali pH-arvonsa suhteen saatettu niiden rajojen ulkopuolelle, joitten sisällä esillä olevan keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan täytyy 30 pysyä.By mixing a number of cellulosic materials in the form of zero fibers from the sulphate pulp industry, good results are obtained immediately. If, on the other hand, the zero fibers 10 are taken from the sulphite pulp industry, a certain difficulty may arise. Namely, the zero fiber material from the sulfite pulp industry is usually so acidic when it leaves the wire that it remains within the given pH limits in this state, but the material is only rarely present in this state. The reason for this difficulty is that zero fiber material has hitherto been considered a harmful product and has therefore been flushed out through an existing sewer into a nearby body of water together with wire effluent (alkaline water), but this has led to acidification of the body and even groundwater. It has therefore been considered harmful to the environment and regulations have been issued requiring neutralization of the zero-fiber material, e.g. by adding lime (CaO), in separate intermediate storage tanks. However, with this measure, the zero fiber material commercially available from the cellulose industry, and in particular from the sulphite cellulose industry, has been brought outside the limits within which, according to a preferred embodiment of the present invention, must be kept.

Tämä puute täytyy sen vuoksi poistaa, ennenkuin tässä kysymyksessä olevaan valumassaan lisätään nollakuitumateriaalia. Käytännössä tämä tapahtuu siten, että nollakuitumateriaali 35 tehdään happameksi ennen sen lisäämistä vesilasiin. Tämä voi tapahtua lisäämällä valittuja määriä happoa ja käytännössä tulee tällöin ensi sijassa kysymykseen rikkihappo.This shortcoming must therefore be eliminated before zero fiber material is added to the casting mass in question. In practice, this is done by acidifying the zero fiber material 35 before adding it to the water glass. This can be done by adding selected amounts of acid, and in practice sulfuric acid comes first.

11 8362911 83629

Sulfiittimassateollisuudesta saatava nollakuitumateriaali on osoittautunut edullisimmaksi, mutta on jopa voitu käyttää sulfaattimassateollisuuden nollakuituselluloosaa. On kuitenkin osoittautunut, että viimeksimainitun nollakuidun happa-5 muus on usein liian korkea, koska se on peräisin vahvasta rikkihaposta (H2SO4). Tiettyihin tarkoituksiin voitaisiin kuitenkin käyttää sitä, ei kuitenkaan sellaisenaan, jos se on otettu suoraan viiralta, missä tapauksessa se täytyy neutraloida.The zero fiber material from the sulfite pulp industry has proven to be the most preferred, but it has even been possible to use zero fiber cellulose from the sulfate pulp industry. However, it has been shown that the acidity of the latter zero fiber is often too high because it is derived from strong sulfuric acid (H2SO4). However, it could be used for certain purposes, but not as such, if it is taken directly from the wire, in which case it must be neutralized.

1010

Lisätyn selluloosamateriaalin laatu ei ole merkitykseltään ratkaiseva. Syy siihen, että edellä varsin perusteellisesti on viivytty selluloosateollisuudesta, varsinkin sulfaatti-ja sulfiittimassateollisuudesta, saatavassa nollakuitumate-15 riaalissa on ainoastaan siinä, että toisaalta tämä materiaali on hyvin halpaa, toisaalta sitä on aiemmin pidetty vahingollisena sivutuotteena, ja että senvuoksi sen hyötykäyttö on ollut arvokasta vähentäessään muutoin esiintyviä ympäristövahinko j a.The quality of the added cellulosic material is not critical. The reason for the considerable delay in the above in the zero-fiber material available from the pulp industry, especially the sulphate and sulphite pulp industry, is only that this material is very cheap on the one hand and has previously been considered a harmful by-product and that its recovery has been estimated. reducing otherwise occurring environmental damage j a.

2020

Toinen ympäristön kannalta vähän toivottava jätemateriaali on kuitenkin puun kuori, vaikkakin puunkuoresta johtuvat ympäristöhaitat ovat merkitykseltään jokseenkin vähäisiä, koska puun kuori hitaasti, mutta luonnollisella tavalla 25 lahoaa ja muuttuu metsähumukseksi. Kuitenkin myös kuori on materiaali, jolle mieluummin halutaan löytää hyödyllistä käyttöä, ja sen vuoksi on myös tehty tutkimuksia hienoksijauhetulla kuorijauheella. Kuorijauhe sisältää silloin, kun se tulee havumetsästä, parkkihappoa määriä, jotka sovel-30 tuvat käytettäväksi esillä olevassa keksinnössä. Tavallisesti ei sen vuoksi tarvitse pH-arvoa säätää.However, another environmentally undesirable waste material is the bark of the tree, although the environmental damage caused by the bark is somewhat minor, as the bark of the tree slowly but naturally decays and turns into forest humus. However, the shell is also a material for which it is preferred to find a useful use, and therefore studies have also been conducted with finely ground shell powder. The bark powder, when it comes from a coniferous forest, contains tannic acid in amounts suitable for use in the present invention. Therefore, there is usually no need to adjust the pH.

Edellä on mainittu, että lisätyn selluloosamateriaalin määrä voi vaihdella jokseenkin laajoissa rajoissa ja tällaisiksi 35 rajoiksi annettiin silloin 5-75 %, molemmissa tapauksissa koko seokseen kuuluvan massan kuivapainosta laskettuna.It has been mentioned above that the amount of cellulosic material added can vary within rather wide limits and such limits were then given in the range of 5-75%, in both cases based on the dry weight of the whole mixture.

Tämä selluloosapitoisuuden vaihtelu johtaa suuriin vaihteluihin valmistetun materiaalin ominaisuuksissa. Alhaisella 12 83629 selluloosapitoisuudella pienenee materiaalista valmistettujen esineiden lujuus, päinvastoin kuin saattaisi olettaa, mutta samanaikaisesti saadaan hyvin kevyt tuote, jolla on erittäin hyvät elastiset palautuvat muodonmuutosominaisuu-5 det. Lujuus kasvaa asteittain vesilasipohjäisen lähtömateri-aalipitoisuuden kasvaessa, mutta elastisesti palautuva muodonmuutoskyky vähenee samanaikaisesti, tosin vain hitaasti. Vielä korkeimmalla ehdotetulla 75 paino-%:n selluloosa-materiaalipitoisuudella on tämä elastinen palautumiskyky 10 yhä silmiinpistävän voimakas. Sitävastoin tulee tuotteesta tietenkin raskaampi, mitä suurempi määrä vesilasiperusteista lähtömateriaalia sisältyy tuotteeseen ja mitä pienempi selluloosamateriaalin määrä tuotteessa on.This variation in cellulose content results in large variations in the properties of the material produced. The low cellulose content of 12,83629 reduces the strength of the articles made of the material, contrary to what might be expected, but at the same time a very light product with very good elastic reversible deformation properties is obtained. The strength gradually increases as the water glass-based starting material content increases, but the elastically reversible deformation capacity decreases at the same time, albeit only slowly. Even with the highest proposed cellulosic material content of 75% by weight, this elastic resilience 10 is still strikingly strong. In contrast, of course, the higher the amount of water glass-based starting material contained in the product and the lower the amount of cellulosic material in the product, the heavier the product becomes.

15 Keksinnön mukaisesti valmistetusta valumassasta valmistettujen tuotteiden edullisista ominaisuuksista johtuen niitä voidaan edullisesti käyttää monien erilaisten esineiden valmistukseen. Sellaisista on jo edellä mainittu lämpöakku, jolloin edellytettiin, että massaan lisätään raskasta metal-20 lia, kuten lyijyä tai kuparia. Sekä lyijy että kupari ovat jokseenkin kalliita, ja jos halutaan saada halvempi lämpöakku, joskin hieman vähemmän tehokas, voidaan näiden materiaalien sijasta käyttää jotain muuta materiaalia siitä ryhmästä, jota on tapana nimittää "ruskomateriaaleiksi", ja joihin 25 kuuluvat useat luonnonmateriaalit, kuten vuolukivi, maasälpä, serpentiini, oliviini jne.Due to the advantageous properties of the products made from the casting compound prepared according to the invention, they can be advantageously used for the production of many different articles. One of these is the aforementioned heat accumulator, which required the addition of heavy metal-20, such as lead or copper, to the pulp. Both lead and copper are somewhat expensive, and if you want to get a cheaper heat accumulator, albeit a little less efficient, you can use some other material from the group commonly referred to as "brown materials", which includes several natural materials such as soapstone, feldspar. , serpentine, olivine, etc.

Keksinnön mukaisesti valmistettu valumassa sopii sitäpaitsi varsinkin levymäisten rakennusmateriaalien valmistukseen 30 käytettäväksi sellaisissa tapauksissa, joissa aiemmin on käytetty kipsilevyjä, koksikuonalevyjä tai vastaavia. Keksinnön mukaisesti valmistetun valumassan käyttö ei tietenkään rajoitu näihin käyttöalueisiin.In addition, the casting mass produced according to the invention is particularly suitable for the production of plate-like building materials for use in cases where gypsum boards, coke oven slabs or the like have previously been used. The use of the casting compound prepared according to the invention is of course not limited to these areas of use.

35 Riippumatta siitä, onko lisätty selluloosamateriaalia, samoin kuin jos selluloosamateriaalia on lisätty, siitä riippumatta onko se tapahtunut emäksisissä vai happamissa olosuhteissa, on myös tehty kokeita lisäämällä eri polyme- i3 83629 raatiotuotteita. Tällöin on osoittautunut, että edellä mainitut edut saadaan käytännöllisesti kätösen siitä riippumatta, mitä polymeraattia käytetään täytemateriaalina tarkoituksena saada lopputuotteeseen erityisominaisuuksia.35 Irrespective of whether cellulosic material has been added, as well as whether cellulosic material has been added, whether under basic or acidic conditions, experiments have also been performed with the addition of various polymer products. In this case, it has been found that the above-mentioned advantages are practically obtained by hand, regardless of which polymer is used as the filler material in order to obtain special properties in the final product.

5 Näissä kokeissa on kuitenkin voitu havaita eräs erikoisuus, jolle ei ole kyetty löytämään luotettavaa selitystä. Jos keksinnössä käytettävään vesilasiseokseen lisätään määrättyjä määriä kahta keskenään erilaista polymeraattia, esim. fenolimuovia ja akryylimuovia tai epoksimuovia ja akryyli-10 muovia, saadaan lopputuote, jossa yhdistyneenä on ei ainoastaan molempien lähtöpolymeraattien laadulliset ominaisuudet, vaan ne ilmenevät määrällisesti vahvistuneessa muodossa.5 However, in these experiments a special feature has been identified for which no reliable explanation has been found. If certain different polymers are added to the water glass mixture used in the invention, e.g. phenolic plastic and acrylic plastic or epoxy plastic and acrylic-10 plastic, a final product is obtained which combines not only the qualitative properties of both starting polymers but also manifests them in quantified form.

Esimerkkinä voidaan mainita, että vesilasiseosta voidaan 15 käyttää parantamaan niitä ominaisuuksia, joita on toisaalta akryylimuoveilla, toisaalta epoksimuoveilla, mutta jos lisätään sekä akryylimuovia että epoksimuovia, silloin saadaan valmiin tuotteen lujuudeksi sellainen, joka huomattavasti ylittää sellaisen tuotteen lujuuden, johon on lisät-20 ty vain toista mainituista muoveista. Tätä ei ole pystytty selittämään, mutta on syytä olettaa, että ilmiö voi johtua jonkinlaisista molempien muovien välisistä ristiliitoksista, johon vaikuttavat joko vesilasi tai mikä on luultavampaa, aktivoitu pii, jossa juuri on piilevää energiaa niin, että 25 se voi vaikuttaa aktivoijana/katalysaattorina. Mahdollisesti ottaa myös mukanaoleva kvartsi osaa tähän oletettavasti katalyyttisesti aikaansaatuun reaktioon. Viimemainittu on kuitenkin epävarmaa.By way of example, the water glass mixture can be used to improve the properties of acrylic plastics on the one hand and epoxy plastics on the other, but if both acrylic and epoxy plastics are added, the strength of the finished product is significantly higher than that of only one of the aforesaid plastics. This has not been explained, but it is reasonable to assume that the phenomenon may be due to some kind of cross-linking between the two plastics, affected either by water glass or, more likely, by activated silicon with latent energy so that it can act as an activator / catalyst. Optionally, the quartz present may also participate in this presumably catalytically induced reaction. However, the latter is uncertain.

30 Kokeita on sen vuoksi tehty tällaisen kahden valitun polyme-raatin suhteen, ja kummankin polymeraatin täsmällisten ja tarkkojen ominaisuuksien perusteella sinänsä katsottiin, että luotettavin tulos pitäisi saada, jos kokeet tehtiin sillä perusteella, että vesilasiseokseen lisättiin akryyli-35 muovia yhdessä epoksimuovin kanssa. Tällöin saatiin lujuus-arvoja, jotka tosin olivat hieman epämääräisiä, mutta jotka keskimäärin olivat noin 40 % korkeampia kuin ne arvot, jotka voitiin saada, kun vesilasiseoksiin lisättiin ainoastaan 14 83629 toista kahdesta muovista. Sen seikan, että lujuusarvot olivat hieman epämääräisiä, katsottiin johtuvat siitä, että kokeisiin ryhdyttäessä ei muoveista ollut valmistettu kauttaaltaan yhdenmuotoisia ja -kokoisia hiukkasia, mutta tämän 5 epävarmuustekijän katsottiin vastaavan käytännössä esiintyviä olosuhteita.Experiments have therefore been performed on such two selected polymers, and based on the precise and precise properties of each polymer, it was considered per se that the most reliable result should be obtained if the experiments were performed by adding acrylic plastic to the water glass mixture together with epoxy resin. This gave strength values which, although slightly vague, were on average about 40% higher than those which could be obtained when only 14 83629 of the other two plastics were added to the water glass mixtures. The fact that the strength values were slightly vague was considered to be due to the fact that at the time of the tests the plastics had not been made of particles of uniform shape and size, but these 5 uncertainties were considered to correspond to the conditions prevailing in practice.

Ilmiö oli erittäin voimakkaasti havaittavissa alueella, jossa akryylimuovia oli 10-30 paino-% ja epoksimuovia samoin 10 10-30 palno-%, jolloin nämä prosenttiluvut molemmissa ta pauksissa laskettiin kokonaismassan kuivapainosta. Mainittavaa eroa ei voitu havaita, jos esim. toista muovia lisättiin 10 paino-% ja toista muovia 30 paino-% tai päinvastoin. Sensijaan saatettiin havaita, että suurin purlstuslujuus 15 saatiin, kun muoveja lisättiin 15-25 paino-% vesilasin aktivoidun piin ja mahdollisen kvartsin kokonaiskuivapainos-ta.The phenomenon was very strongly observed in the range of 10-30% by weight of acrylic plastic and 10-30-30% by weight of epoxy plastic, these percentages being calculated in both cases from the dry weight of the total mass. No significant difference could be observed if, for example, 10% by weight of one plastic and 30% by weight of the other plastic were added, or vice versa. Instead, it could be seen that the maximum flush strength 15 was obtained when plastics were added in an amount of 15-25% by weight based on the total dry weight of activated silicon and any quartz.

Osoittautui, että iskulujuus, purlstuslujuus ja vetolujuus 20 kaikki kasvoivat edellä mainitulla odottamattomalla tavalla, mutta että vetolujuus kasvoi vähemmän voimakkaasti kuin molemmat muut lujuudet. Mitään yhtenäistä vastausta ei voitu saada siihen kysymykseen, miksi kaikki kolme lujuutta kas-voivat keskenään eri määriä.It turned out that the impact strength, the compressive strength and the tensile strength 20 all increased in the above-mentioned unexpected way, but that the tensile strength increased less strongly than the other two strengths. No uniform answer could be obtained to the question of why all three strengths can grow in different amounts.

2525

Keskiarvoksi kolmen edellä mainitun lujuuden kasvulle laskettiin noin 30 % enemmän kuin se lujuuden kasvu, joka saatiin, kun vesilasin, aktivoidun piin ja mahdollisen kvartsin seokseen lisättiin vain ensimmäistä tai toista 30 kahdesta polymeraatista. Tämä keskiarvo oli siten hieman alempi kuin edellä mainittu arvo noin 40 %.The average increase in the three above strengths was calculated to be about 30% greater than the increase in strength obtained when only the first or second of the two polymers was added to the mixture of water glass, activated silicon, and any quartz. This average was thus slightly lower than the above value of about 40%.

Seuraavassa annetaan joitakin esimerkkejä keksinnön sovelluksista. Kaikkia näitä on kokeiltu ja huomattu niiden hyvin 35 laajalti täyttävän toiveet edellä esitetyistä hyvistä puolista.The following are some examples of embodiments of the invention. All of these have been tried and found to very well meet the aspirations of the good points outlined above.

is 83629is 83629

Esimerkki 1 Tämä esimerkki koski seoksen käyttöä sideaineena rakennusteollisuudessa, tarkemmin sanoen itse paikalla siinä tilanteessa, jolloin tarvittiin eri materiaalien välistä liitos-5 ta. Seoksella oli seuraava kokoonpano:Example 1 This example concerned the use of a mixture as a binder in the construction industry, more specifically on site in a situation where a bond between different materials was required. The mixture had the following composition:

Natriumvesilasia, kuivapaino 295 osaaSodium water glass, dry weight 295 parts

Kvartsijauhoa, kuivapaino 291 osaaQuartz flour, dry weight 291 parts

Aktivoitua piitä, joka sisältyy kor-10 keassa lämpötilassa muodostuneeseen lentotuhkaan, kuivapaino 25 osaaActivated silicon contained in high-temperature fly ash formed at high temperature, dry weight 25 parts

Kovetusainetta (natriumheksafluoridia) 36 osaaHardener (sodium hexafluoride) 36 parts

Seoksella saatiin poikkeuksellisen hyvä kiinnittymiskyky 15 myös sellaiseen materiaaliin, johon vesilasi yksin tai muut tunnetut vesilasiseokset, joihin on lisätty kvartsia, eivät ollenkaan kiinnittyneet. Kovettamisaineen lisäyksen jälkeen jähmettyi seos vajaassa kymmenessä minuutissa. Vertailevassa kokeessa samantapaisella seoksella ilman aktivoitua piitä, 20 mutta samalla kovettamisainemäärällä vei jähmettyminen vähintään useita tunteja ja tietyissä tapauksissa yhden tai useampia päiviä.The mixture also provided exceptionally good adhesion to a material to which water glass alone or other known water glass mixtures to which quartz has been added did not adhere at all. After the addition of the curing agent, the mixture solidified in less than ten minutes. In a comparative experiment with a similar mixture without activated silicon, but with the same amount of hardener, it took at least several hours and in some cases one or more days to solidify.

Esimerkki 2 25 Tämä esimerkki koski samoin sideaineena käytettävää seosta, tällä kertaa kuitenkin rakennustarkoituksiin olevan lamelli-levyn lamellien välissä. Myös tässä tehtiin vertailukoe ilman aktivoitua piitä ja osoittautui, että aktivoitua piitä sisältävällä seoksella saatiin sidos, joka oli noin 30 % 30 pitävämpi kuin se, joka saatiin samalla seoksella ilman aktivoitua piitä. Seoksella oli seuraava kokoonpano:Example 2 25 This example also concerned a mixture used as a binder, this time between the lamellae of a lamella plate for construction purposes. Here, too, a comparative experiment was performed without activated silicon, and it was found that a mixture containing activated silicon gave a bond which was about 30% more durable than that obtained with the same mixture without activated silicon. The mixture had the following composition:

Natriumvesilasia, kuivapaino 270 osaaSodium water glass, dry weight 270 parts

Aktivoitua piitä, joka sisältyy kor-35 keassa lämpötilassa muodostuneeseen lentotuhkaan, kuivapaino 11 osaaActivated silicon contained in fly ash formed at high temperature, dry weight 11 parts

Kovetusainetta, samanlaista kuin esim. 1 18 osaaHardener, similar to e.g. 1 18 parts

Kokeissa osoittautui mm., että sideaine kiinnittyi hyvin 40 ikkunalasiin, johon materiaaliin perinteiset vesilasiperus-taiset sideaineet ylipäänsä eivät kiinnity tai jos lasi on 16 83629 mattapintainen, kiinnittyvät kylläkin, mutta eivät pysyvästi. Sama päti kiiltäville metallipinnoille.The experiments showed, among other things, that the binder adhered well to 40 window panes, to which material water-based binders do not adhere at all or, if the glass has a matt surface, adhere, but not permanently. The same was true for shiny metal surfaces.

Esimerkki 3 5 Tämän materiaalin tarkoituksena oli lattiapäällystemateriaa-lin luominen käytettäväksi mm. teollisuustiloissa, joissa raskaat ajoneuvot kulkevat. Tarkoituksena oli aikaansaada kestävä, äänenvaimentava päällys. Seoksella oli seuraava kokoonpano: 10Example 3 The purpose of this material was to create a floor covering material for use e.g. in industrial premises where heavy vehicles travel. The purpose was to provide a durable, sound-absorbing cover. The mixture had the following composition:

Natriumvesilasia 270 osaaSodium water glass 270 parts

Kvartsij auhoa 300 osaaQuartz flour 300 parts

Aktivoitua piitä, joka sisältyy korkeassa lämpötilassa muodostuneeseen 15 lentotuhkaan 24 osaa24 parts of activated silicon contained in the high temperature 15 fly ash

Kovetusainetta (samaa kuin esim. 1) 18 osaa18 parts of hardener (same as e.g. 1)

Sama seos valmistettiin myös jättäen kvartsijauho pois. Molempia seoksia verrattiin aivan samoissa olosuhteissa.The same mixture was also prepared omitting quartz flour. Both mixtures were compared under exactly the same conditions.

20 Molemmat jähmettyivät 8-12 min:ssa kovettamisaineenlisäyksen jälkeen. Jäteöljy tai rasvat eivät kiinnittyneet päällystetyn lattian pinnalle, mikä osoittautui tämän lattiapäällys-teen kenties tärkeimmäksi eduksi, koska sitä käytetään teollisuustiloissa. Molempiin koelattiapäällysteisiin koh-25 distettiin koepenkissä keinotekoinen rasitus vaihtelevin iskuin ja tärytyksin, joiden laskettiin vastaavan voimakkuudeltaan noin viiden vuoden normaalia rasitusta. Kvartsi-jauhoa sisältävän lattiapäällysteen pinnat pysyivät ehjinä. Sen lattiapäällysteen pinnassa, joka ei sisältänyt kvartsi-30 jauhoa, esiintyi noin 4-5 vuotta vastaavan ajan kuluttua pienehköjä murtumia, mutta nämä eivät olleet syviä. Kvartsi-jauhon kanssa valmistettu lattiapäällys pysyi samanaikaisesti yhä ehjänä.Both solidified in 8-12 min after the addition of hardener. Waste oil or greases did not adhere to the surface of the coated floor, which proved to be perhaps the main advantage of this floor covering as it is used in industrial premises. Both test floor coverings were subjected to artificial stress on a test bench with varying shocks and vibrations, which were calculated to be equivalent to the normal stress of about five years. The surfaces of the floor covering containing quartz flour remained intact. On the surface of the floor covering, which did not contain quartz-30 flour, minor cracks appeared after a corresponding time of about 4 to 5 years, but these were not deep. At the same time, the floor covering made with quartz flour remained intact.

35 Esimerkki 435 Example 4

Seosta käytettiin tässä tapauksessa hyväksi lämpöä varastoivien kappaleiden valmistamiseen höyrygeneraattoreihin. Seoksen koostumus oli seuraava: 40 17 83629The mixture was used in this case to make heat storage bodies for steam generators. The composition of the mixture was as follows: 40 17 83629

Natriumvesilasia 250 osaaSodium water glass 250 parts

Kuparirakeita 750 osaa750 parts of copper grains

Vahvistusainetta (teräsvillaa) 40 osaa40 parts of reinforcing agent (steel wool)

Aktivoitua piitä, joka sisältyy kor-5 keassa lämpötilassa muodostuneeseen lentotuhkaan 50 osaa50 parts of activated silicon contained in the fly ash formed at high temperature

Kovetusainetta (samaa kuin esim.l. 54 osaa Höyrygeneraattorissa kuumennettiin kuumentimet 400°C:een 10 ja jäähdytettiin sen jälkeen suihkuttamalla niin, että niiden lämpötila laski sekunnissa 85°C:een. Aiemmin samaan tarkoitukseen oli käytetty koostumukseltaan samanlaisia kuumentimia kuitenkin ilman aktivoitua piitä. Aktivoitua piitä sisältävien kuumentimien elinikä osoittautui olevan 15 keskimäärin kahdeksan kertaa niin pitkä kuin aktivoitua piitä sisältämättömien kuumentimien. Aktivoitua piitä sisältämättömät kuumentimet rikkoutuivat lyhyessä ajassa kappaleiksi tai pienempiin paloihin, joita osittain voitiin pitää j auheena.A hardener (same as e.g. 54 parts) in the steam generator was heated to 400 ° C and then cooled by spraying so that their temperature dropped to 85 ° C per second. Previously, heaters of similar composition had been used for the same purpose without activated silicon. Activated silicon heaters proved to have an average lifetime of eight times as long as activated silicon heaters, and non-activated silicon heaters broke in a short time into pieces or smaller pieces that could be considered partially powder.

Claims

A process for preparing a casting composition comprising water glass, preferably sodium water glass, and optionally also finely divided quartz (SiO 2), characterized in that activated silicon is added thereto before the water glass is cured in an amount of 3-5% by weight of the total on a dry weight basis, as well as a curing agent.

2. Förfaringssätt enligt patentkravet 1, kännetecknat av att man till gjutmass tillsätter finfördelad Cellulosa i 35 basisk milö, företrädesvis ästadkommen medelst bicicarbonate.

Process according to Claim 1, characterized in that finely divided cellulose is added to the casting mass under basic conditions, which are preferably provided by bicarbonate.

3. The method of application of claim 1, which is based on the amount of finely divided cellulose in the cellulose and the amount of cellulose, the color of the cellulose, the color of the cellulose, the color of the cellulose The bolts are zero in the mass industry, and the pH is adjusted to 2 to 5 6.

Process according to Claim 1, characterized in that finely divided cellulose is added to the casting pulp under acidic conditions in an amount corresponding to 5 to 75% by weight of the total dry weight of the casting pulp, the cellulose, preferably so-called zero fibers, having a pH of 2 to 6. .

4. Förfaringssätt enligt patentkravet 3, kännetecknat av att cellulosamaterlalet utgöres av barkmjöl, företrädesvls frän barrskog, med innehäll av garvsyra. 10

Process according to Claim 3, characterized in that the cellulosic material is bark flour, preferably coniferous forest, containing tannic acid. 25

5. The method of application of claims 3 or 4, comprising the composition and composition of water and active ingredients, optionally comprising quartz, berries, cellulosic materials and a self-contained pH formulation, and containing the same preparations.

Process according to Claim 3 or 4, characterized in that a mixture of water glass and activated silicon is prepared on the one hand, optionally together with quartz and on the other hand a cellulose material having the desired pH is prepared, after which the two preparations are combined.

6. Förfaringssätt enligt nägot av föregäende patentkrav, kännetecknat av att man till gjutmass tillsätter i för-delad form plastemulsioner i icke härdad ellulullullänstän 20 härdad mold, varvid härdningen av Plasten resp. plasterna ästadkommes samtidigt med gjutmassans härdning.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that plastic emulsions are added to the casting mass in a divided form 35 in an uncured or partially cured state, the curing of the plastic or plastics taking place simultaneously with the curing of the casting mass. 19 83629

7. Förfaringssätt enligt patentkravet 6, kännetecknat av att man tillsätter ätminstone tvä olika plaster i emul-25 sion, företrädesvls dels en acrylplast, dels en epoxlastast eller en phenolplast, vardera i en Quantities av mellan 10 och 30 vikts- h torrvikt.

Process according to Claim 6, characterized in that at least two different plastics are added in the form of emulsions, preferably partly of acrylic plastic, partly of epoxy plastic or phenolic plastic, each of 10 to 30% by weight, calculated on the dry weight of the total pulp.

8. Förfaringssätt enligt nägot av patentkraven 1-5, känne-30 tecknat av att man till gjutmassan tillsätter Tunga material, företrädesvls Tunga metaller säsom Bly, koppar eller legeringar i vilka Bly och / eller koppar ingär, i granulerad form för anvand gjutmassan framställda produk-ten säsom värmeacumulator. 35

Method according to one of Claims 1 to 5, characterized in that heavy materials in granular form are added to the casting compound, preferably heavy metals such as lead, copper or alloys containing lead and / or copper, for use in the casting compound as a heat accumulator.

9. The method of application of claims 1 to 5, comprising a portion of a powder having a force of 2 to 83629, provides a genome for a density of the same amount of tensid under airfoils.

Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the casting mass is made chemically porous, preferably by adding a surfactant to it before it hardens, while at the same time adding air.

Method according to Claim 9, characterized in that a heat-expandable plastic, preferably polystyrene, is added to the casting mass and the casting mass is then heated while the plastic is foaming. 25 1. Förfaringsäätt for framställning av en gjutmassa, innehällande vattenglas, företrädesvis sodium sodium wattenglas, och eventuellt även quartz (Si02) i finfördelad form, känne-tecknat av att manne vantenglasets hettdnande account decam och 5 vikt-%, beräknat pä den sammanlagda torrvikten av de i gjutmassan ingäende ämnena, samt härdningsmedel.

10. Förfaringssätt enligt patentkravet 9, kännetecknat av 5 att man till gjutmass tillsätter en under värme expande-rande plast, företrädesvis polystyren, och uppvärmer gjutmassan porosering av Plasten.