HU176032B - Szilikátkémiai kompozíció 1 Találmányunk szilikátkémiai kompozícióra vonatkozik, melynek kémiai és ásványtani összetétele megfelelő előkészítés után alkalmas felületi kezelésre, felületnemesítésre vizes és/vagy folyadékközegben, vagy vivőanyag nélküli közegben. A találmány továbbá eljárás a kompozíció előállítására. Ismeretes, hogy felületek kezelésére, nemesítésére, illetve fényesítésére, polírozására különböző üvegtípusoknál, metallurgiai termékeknél, műanyagoknál olyan adott szemcseméret tartományú és keménységű anyagokat használnak, melyek a felület érdességét részben csökkentik, illetve megszüntetik, az érdességet okozó anyag-kitüremkedéseket és felületi hibákat, mint pl. a csúcsokat eltávolítják, miáltal kedvező, vagy kedvezőbb felület alakul ki. A felületi fényesítésre általában 80—90% kvarc-tartalmú anyagokat használnak, de ezek mellett még számos más anyag ismert, mint pl. bevált csiszoló-fényesítő anyagok az iszapolt kovaföld, agyagásványok, hematitstb. Jó felületmegmunkáló anyag keménységénél fogva a cérium-oxid, de hozzáférhetősége korlátozott, és csak speciális anyagok esetében terjedt el (WEST, C. A. Canad. Chem. Process Ind. 1944. 28. 3., valamint ANON. Chem. Tr.J., 1944.114. 301.). A ritkaföldfém-oxidok hatása előnyös, de a szennyeződések eltávolítása megnehezíti széleskörű alkalmazását (URIE, R. W. és Wylic A. W. J. Soc. Chem. Ind., 1947. 66. 433.). Bizonyos előnyöket a vasoxidok alkalmazása is jelentett, de polírozó tulajdonságaik — viszonylag kis keménységük miatt — nem voltak kielégíeljárás annak előállítására - Google Patents

Description

Találmányunk szilikátkémiai kompozícióra vonatkozik, melynek kémiai és ásványtani összetétele megfelelő előkészítés után alkalmas felületi kezelésre, felületnemesítésre vizes és/vagy folyadékközegben, vagy vivőanyag nélküli közegben. A találmány továbbá eljárás a kompozíció előállítására.

Ismeretes, hogy felületek kezelésére, nemesítésére, illetve fényesítésére, polírozására különböző üvegtípusoknál, metallurgiai termékeknél, műanyagoknál olyan adott szemcseméret tartományú és keménységű anyagokat használnak, melyek a felület érdességét részben csökkentik, illetve megszüntetik, az érdességet okozó anyag-kitüremkedéseket és felületi hibákat, mint pl. a csúcsokat eltávolítják, miáltal kedvező, vagy kedvezőbb felület alakul ki. A felületi fényesítésre általában 80—90% kvarc-tartalmú anyagokat használnak, de ezek mellett még számos más anyag ismert, mint pl. bevált csiszoló-fényesítő anyagok az iszapolt kovaföld, agyagásványok, hematit stb.

Jó felületmegmunkáló anyag keménységénél fogva a cérium-oxid, de hozzáférhetősége korlátozott, és csak speciális anyagok esetében terjedt el (WEST, C. A. Canad. Chem. Process Ind. 1944. 28. 3., valamint ANON. Chem. Tr. J., 1944.114. 301.).

A ritkaföldfém-oxidok hatása előnyös, de a szennyeződések eltávolítása megnehezíti széleskörű alkalmazását (URIE, R. W. és Wylic A. W. J. Soc. Chem. Ind., 1947. 66. 433.). Bizonyos előnyöket a vasoxidok alkalmazása is jelentett, de polírozó tulajdonságaik — viszonylag kis keménységük miatt — nem voltak kielégíeljárás annak előállítására tőek (K.RONER, G. és WERNER, M. Glastechnische Bér., 1956. 29.471.).

Különféle felületnemesítésre alkalmas keverék kompozíciók mint pl. cérium-oxid és církónium-oxid tartalmúak csiszoló-fényesitő hatása megfelelőnek mutatkozott, de eltérő keménységük miatt a megmunkáló hatás pl. üveg esetében a használati idő függvényében erősen romlott (ANDERSON, D. G. és FOWKES, A. J. Brit. Sci. Inst. Rés. Áss. Rep. R. 176. D. 1957.).

Az üveg felületek, vagy pl. metallurgiai alaktestek felületi kezelésére alkalmas csiszoló-polírozó keverék anyagok hátlánya — idetartozóan mint pl. a kovaföld is — ha szabad kvarcot (SiO₂) tartalmaznak, munkaegészségügyi szempontok alapján használatuk a szilikózis ártalom miatt korlátozódik.

Ismertek a cink-oxidot vagy kadmium-oxidot tartalmazó kompozíciók, azonban technológiai előállításuk körülményesebb, pl. ólom-oxid tartalom esetében mérgezöek (BLITON, J. L. és BALOW1N, V. J. US. Pat. 2. 955.031. 1960. Oct.4.).

Ajelenleg használatos, ismert csiszoló-polírozó, illetve felületnemesítő anyagok hátrányos tulajdonságai között meg kell említeni, hogy használatukkor aktív hatásuk szinte órák alatt csökken a szemcsék életnek tompulása, illetve továbbaprítódása miatt. Szemcseméretre vonatkoztatva inhomogénné válnak és továbbá a felületet általában csak mechanikai úton kezelik.

Találmányunk olyan alapanyagokból készült kompozíció, mely a fenti hátrányokat nem tartalmazza, illetve a felsorolt hiányosságokat pótolja.

Találmányunk azon az újszerű felismerésen alapul, hogy az alunit, illetve különböző alunit típusok, alunit-szilikátok, melyek az előfordulási helyeknek megfelelően egyéb ásványi komponenseket is tartalmaznak, mint pl. anyagásványokat, redukciós-termikus szulfátmentesítés után, továbbá alumínium-fluorid hidrolízisével, vagy alumínium-klorid hőkezelésével, vagy alumínium-fluorid és alutnínium-hidroxid hőkezelésével, vagy alumínium-fluorid és alumínium-szilikátok reakciójából nyert lemezes szerkezetű korund vizes, vagy folyadék közegben végzett túlörlés hatására olyan kompozíció kialakulását eredményezte, mely a mechano-kémiai értelemben a felületet a kívánt módon kezeli, illetve nemesíti.

Meglepő és nem várt az a felismerés, hogy túlörlés után a termék főtömege alfa-korund tartalma lemezes szerkezetű, és az alkáliához kötött komponensek (bétakorund, szilikátok, aluminátok) mellett az alkália tartalom túlnyomó része (70—80%) oldatba kerül.

Ezt az alkálikus hatást a pörkölt, redukált termékben levő 5—15%-nyi alkália tartalom (K₂O+Na₂O) biztosítja. Az 1—2%-nyi szabad kvarc, mely a termikus kezelés következtében nem alakul át mullittá, a túlörlés, illetve finomőrlés hatására kálium-szilikát, illetve nátrium-szilikát vegyületté alakul, oldódik, és az őrlés hatásfokát is javítja, továbbá a felület kezelésekor mint egy diszkrét réteg a kompozíció visszatapadását is elősegíti a megmunkálandó felületre. A létrejött ún. csiszoló, felület nemesítő polírozó hatást növeli a kompozícióhoz adagolt 0,1—10% polivinil-acetát vizes diszperziója, glicerin, mely csúsztató, illetve felületvédő hatást fejt ki, és egyben csökkenti a kompozíció dekantálódását.

A felületnemesítő hatás találmányunk alapján abban is megnyilvánul, hogy a felületi egyenlőtlenségeknél a kiemelkedő csúcsszerű deformációkat a kb. 0,05—2,0 iim vastagságú lemezek mint „kések” leszelik, és a nátrium-, és kálium-szilikát tartalmú vivőanyag a lemetszett részeket maradandóan a mélyedésekbe, anyaghiányos helyekre rögzíti.

A találmányunk szerinti felületnemesítő kompozíció lényege tehát, hogy az „alunit” ásványt tartalmazó pl. agyagásvány tartalmú kőzet redukciós-termikus kezelésével, vagy az említett és felsorolt vegyületek kezelésével nyert alapanyagot megfelelő adalékanyagok jelenlétében kívánt ideig őröljük.

A kiindulási alapanyag — „alunit” esetében — 55— 74% alumínium-oxidot, 5—15% alkáli-oxidot, 0,1— 0,2% Fe^Oj-t, CaO-t és MgO komponenseket tartalmaz. Ásványtanilag ezen alapanyag 55—74% alfa-korundot, 5—10% béta-korundot, kevés mullitot és 0—3% kvarcot tartalmaz.

Találmányunk lényege továbbá, hogy a kívánt ideig őrölt alapanyag megfelelő őrlő, aprító (pl. golyósmalom, desintegrator stb.) berendezésben a kezdeti, közel 7 pH értéket az őrlés befejeztével az őrlési idő a lúgos tartomány felé, 9—10 pH értékhatárok közé emeli.

A lúgos tartományban a vízüveg analógiájára kálium-, és nátrium-szilikát tartalmú oldat keletkezik, amely elősegíti a kompozíció jó alkalmazhatóságát felületnemesítési célokra. Ezen felületnemesítés kiterjed különböző szilikáttermékek, illetve kerámiaipari termékek, továbbá metalurgiai alaktestek, fémfelületek, továbbá műanyag termékek felületeinek tisztítására, fényesítésére, polírozására, összefoglalva: felület nemesítésre.

Találmányunk lényege továbbá, hogy ezen keverékkompozíció hatására az eltávolított részeket mint diszkrét rétegeket a helyi olvadékképződés, illetve más befolyások láncolatán át a felülethiányos helyekre továbbítja, ott maradandó anyagkitöltést okozva fényezett felületet eredményez.

A felületnemesítő keverék-kompozíció előállítására az alábbi gyártási példákat említjük meg:

1. példa

Az „alunit” ásványból redukciós pörköléssel alkáliét tartalmazó, szulfátmentes, lemezes korund tartalmú termékből 50 kg-ot 50 liter vízzel porcelán golyósmalomban 5 g glicerin és 100 g polivinil-acetát jelenlétében kisebb mint 5 pm szemcseméret alá aprítunk.

Az őrölt terméket mint polírozó zagyot az üvegiparban felület nemesítő (polírizó) anyagként használjuk fel.

2. példa

Az „alunit” ásványból vagy kőzetből, vagy „alunit” és agyagásvány tartalmú kőzetből redukciós pörköléssel alkália tartalmú szulfátmentes terméket állítunk elő. Ezen korund tartalmú termékből pl. 50 kg-ot 50 liter vízzel aprító berendezésben 5 g glicerin és 100 g polivinil-acetát jelenlétében kisebb mint 5 ;im szemcseméret alá aprítjuk. Az előállított kompozícióhoz 5% mennyiségben ülepedésgátló, lebegést biztosító „G2” típusú agyagot adagolunk, majd további 10 percig a zagyot őrléssel homogenizáljuk, és üvegáru polírozására használjuk.

3. példa

Alumínium-fluoridból és alumínium-szilikátból nyert korundot 7% kálium-szilikáttal, 1% glicerinnel, 2,5% karboxi-metil-cellulózzal 45% vízzel golyós malomban 70 órán át őröltünk, majd az így kapott, átlagosan 20 [im alatti szemcseméretű iszapot vízzel 1:3 arányban hígítottuk, és az így nyert hígított iszapot használtuk 15—35 pun felületi érdességű káli-kristály üveg csiszolt részeinek polírozására, kézi gyökérkorong segítségével, az optikai követelményeknek megfelelő finomságig.

4. példa

Alumínium-fluorid és alumínium-klorid hőkezelése útján nyert korundot 8,5% nátrium-szilikáttal, 0,8% bentonittal, 1,5% karboxi-metil-cellulózzal 40% víz jelenlétében golyósmalomban 72 órán át 20 pm alá őröltünk, és az igy kapott iszapot 1:4 arányban vízzel hígítva automata pohárcsiszoló segítségével alkalmaztuk max 25 pm-os felületi karcokat tartalmazó kálikristályból készített poharak mintáinak polírozására.

5. példa

Alumínium-fluorid és alunit termikus kezelésével nyert korundot 15% nátrium-szilikáttal, 1,5% karboxi2

-metil-cellul ózzál, 0,8% vas-oxiddal és 1,5% cirkónium-oxiddal 50% vízzel 80 órán át golyósmalomban őröltünk 15 μπι szemcseméret alá, majd az így nyert szuszpenziót kézi polírozás céljaira 1:3 arányban vízzel hígítottuk, és az iszapot ólom-kristály üveg 25 μπι-nál kisebb felületi karcainak polírozására használtuk.

Claims (3)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Szilikátkémiai kompozíció különösen polírozásicsiszolási célokra, azzal jellemezve, hogy finom őrlemény alakjában maximum 90 μηι szemcseméretig 20—74% lemezes szerkezetű korundot, 0—10% mullitot, 5—30% alkáli szilikátot, 0,1—10% egyéb oxidos szennyeződéseket tartalmaz minimum 20% víz mellett, melyben célszerűen még vízben oldható, vagy vízben diszpergálható szerves adalékok —- pl. műanyag diszperzió, ülepedés gátlók — is vannak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti szilikátkémiai kompozíció, azzal jellemezve, hogy a kompozíció 0,1—8% vas-oxidot és/vagy 0,1—10% cérium-oxidot és/vagy cirkónium-oxidot és/vagy cirkónium-szilikátot és/vagy cirkónium-ko5 rundot tartalmaz.
3. 3. Eljárás az 1. igénypont szerinti szilikátkémiai kompozíció előállítására, azzal jellemezve, hogy alunit-szilikátokból redukciós termikus kezelés révén nyert és/vagy alumínium-fluorid hidrolízisével és/vagy alumínium10 -klorid hőkezelésével és/vagy alumínium-fluorid és alumínium-hidroxid hőkezelésével és/vagy alumínium-fluorid és alumínium-szibkátok reakciójából nyert lemezes szerkezetű korundot 20—74%-ban, alkáli szilikátokat 0,1—10%-bán, glicerint maximum 10%-bán, bento15 nitot 0,1—10%-ban, karboxi-metilcellulózt maximum 10%-ban, 20—70%, de célszerűen 40% vízzel aprító berendezésben, célszerűen golyós malomban addig őriünk, míg a szuszpenzió szilárd részeinek szemcsemérete 90 μιη alá nem csökken.