HU200304B - Process for producing gels of reversible capacity of water absorption and desorption from clay minerals and polymeres - Google Patents

Process for producing gels of reversible capacity of water absorption and desorption from clay minerals and polymeres Download PDF

Info

Publication number
HU200304B
HU200304B HU153688A HU153688A HU200304B HU 200304 B HU200304 B HU 200304B HU 153688 A HU153688 A HU 153688A HU 153688 A HU153688 A HU 153688A HU 200304 B HU200304 B HU 200304B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
weight
clay mineral
clay
water
polymer
Prior art date
Application number
HU153688A
Other languages
Hungarian (hu)
Inventor
Oszkar Libor
Gabor Nagy
Tamas Szekely
Arpad Gal
Original Assignee
Altalanos Iparfejlesztesi Rt
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Altalanos Iparfejlesztesi Rt filed Critical Altalanos Iparfejlesztesi Rt
Priority to HU153688A priority Critical patent/HU200304B/en
Priority to ES89303037T priority patent/ES2059731T3/en
Priority to AT89303037T priority patent/ATE93259T1/en
Priority to EP19890303037 priority patent/EP0335653B1/en
Priority to DE1989608447 priority patent/DE68908447T2/en
Publication of HU200304B publication Critical patent/HU200304B/en

Links

Abstract

A találmány tárgya eljárás stabilizált szerkezetű, reverzibilis vízfelvevő és vízleadó képességű gélek előállítására agyagásványokból és polimerekből. A találmány szerint aktíválatlan vagy adott esetben az agyagásvány tömegére vonatkoztatott legföljebb 1,0 tömeg% aktiválószerrel előkezelt egyagásványt legalább 8 tömeg%, célszerűen 10—70 tömeg% szárazanyag-tartalmú állapotban a szárazanyag-tartalomra vonatkoztatotva legalább 0,6 tömeg%, célszerűen 1,5— 15 tömeg% vízoldható, az agyagásvánnyal reagálni képes polimerrel kezelnek, kívánt esetben a kapott anyag víztartalmát csökkentik vagy eltávolítják, majd a kapott agyagásvány/polimer komplexumot — célszerűen a felhasználás előtt — szükség esetén víz hozzáadása tuán az agyagásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg%, célszerűen 1,0—5,0 tömeg% aktiválószerrel keverik össze. A leírás terjedelme: 5 oldal, 0 ábra HU 200304A -1-The present invention relates to a method for producing stabilized, reversible water uptake and water release gels from clay minerals and polymers. In accordance with the invention, unrefined or optionally treated up to 1.0% by weight of activating agent, based on the weight of the clay mineral, is at least about 8% by weight, preferably from about 10% to about 70% by weight of dry matter, of at least 0.6% by weight of dry matter, preferably 1, 5 to 15% by weight of a water-soluble polymer capable of reacting with clay, if desired, to reduce or remove the water content of the resulting material, and, if desired, to add at least 0, if necessary, water to the clay mineral content prior to use. 5% by weight, preferably between 1.0 and 5.0% by weight of the activating agent. Scope of the description: page 5, figure 0 HU 200304A -1-

Description

A találmány tárgya javított eljárás reverzibilis vízfelvcvő és vízlcadó képességű, stabil szerkezetű gélek előállítására agyagásványokból cs polimerekből.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an improved process for the preparation of gels with a stable structure having reversible water uptake and water retention properties from clay minerals.

A 186 325 és 189 280 sz. magyar szabadalmi leírásoktól ismert, hogy ha tixotróp tulajdosnágú, háromrcteges szerkezetű duzzadóképes szmektiteket és/vagy duzzadókéjxjs láncszilikátokat aktivált állapotban vagy aktiválás közegben reagáltatnak az adott agyagásvánnyal reagálni képes, vízoldható polimerekkel, az agyagásvány és a polimer között stabil kémiai kötések alakulnak ki.Nos. 186,325 and 189,280. It is known from Hungarian patents that when thixotropic, triple-celled swellable smectites and / or swollen oily chain silicates are reacted with water-soluble polymers capable of reacting with a given clay, in activated state or in an activation medium, the polymeric clays.

Az aktiválással nagyrészt elemi lemezeire, illetve láncaira bontott agyagásvány rcakciókcpes helyein kémiai kötéseket képez a polimerrel, mintegy „felfűződik” a polimer láncra, és stabil szerkezetű gélt képez. Ez a gél a kiindulási anyagásványra jellemző tixotróp jellegét elveszíti, vízben nem peptizál, ugyanakkor azonban vízben jól duzzad, és reverzibilisen képes felvenni és leadni vizet. Az ilyen típusú gélek igen jó eredménnyel használhatók fel vízzáró rétegekként, továbbá a talaj vízháztartásának javítására.Activation forms chemical bonds with the polymer at sites of clay mineral cleavage, largely disassembled into its elemental plates and chains, and is "attached" to the polymer chain and forms a gel with a stable structure. This gel loses the thixotropic character of the starting material, does not pepper in water, but at the same time swells well in water and is able to reversibly absorb and release water. Gels of this type can be used with good results as waterproofing layers and to improve the water balance of the soil.

Miként az idézett szabadalmi leírások közük, a reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes gélképzésre alkalmas, stabil, irreverzibilisen rögzült szerkezet kialakításának alapfeltétele, hogy az agyagásványt aktivált állapotban vagy aktiválás közben reagáltassák a polimerrel.As in the cited patents, a stable, irreversibly fixed structure capable of forming a reversible water uptake and release gel is a prerequisite for reacting the clay mineral with the polymer when activated or during activation.

Ellenkező esetben ugyanis, ha „rögszerű, azaz elemi lemezeire vagy láncaira szét nem bontott agyagásványoktól indulnak ki, az agyagásvány-“rögök” csupán felületükön reagálnak a polimerrel, azzal laza szorpciós kölcsönhatásba lépnek, kémiai kötéseket azonban nem vagy csak kis számban képeznek.Otherwise, if they are based on clay minerals that are "clumped", that is, not broken down into their elemental sheets or chains, the clay minerals "react" only on their surface, interacting loosely with sorption, but with little or no chemical bonding.

Az aktiválatlan agyagásványok és vízoldható polimerek kölcsönhatásából kialakuló, szervetlen és szerves makromolekulákból összeépült termék szerkezetét és gélesedési jellemzőit alapvetően a szervetlen komponens (tehát az agyagásvány) adott jellemzői határozzák meg, és ezeket a tulajdonságokat kisebb-nagyobb mértékben módosítják a szerves komponens gélesedési jellemzői.The structure and gelling properties of a product formed by the interaction of inactivated clay minerals and water-soluble polymers, composed of inorganic and organic macromolecules, are essentially determined by the particular characteristics of the inorganic component (i.e., clay mineral) and are modified to a greater or lesser extent by the gelling characteristics of the organic component.

így például, ha tixotróp tulajdonságú, háromréteges szerkezetű, duzzadóképes agyagásványokat aktiválatlan állapotban reagáltatnak polimerekkel, a kialakult végtermék a kiindulási agyagásványra jellemzően szintén tixotróp marad, és a jelenlévő polimer csupán a gél egyéb tulajdonságait (például rugalmasságát, keménységét, duzzadóképességét) módosítja kisebb vagy nagyobb mértékben.For example, when thixotropic, triple-layered, swellable clay minerals are reacted with polymers in an inactive state, the resulting final product typically remains thixotropic for the parent clay mineral, and the polymer present merely modifies other gel properties (e.g., elasticity, hardness, swellability). .

A legjobb minőségű géleket akkor kapják, ha az aktivált agyagásványokat viszonylag híg szuszpenzióban reagáltatják a vízoldható polimerekkel, ellenkező esetben ugyanis a polimer kellő szétoszlatása cs a reakcióképes helyek lehető legteljesebb mértékű elreagáltatása a gyors reakció miatt nem biztosított.The highest quality gels are obtained by reacting the activated clay minerals in a relatively dilute suspension with water-soluble polymers, otherwise the polymer will not be adequately dispersed due to the rapid reaction.

Ekkor tehát a stabü szerkezetű, reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes gélek első lépésben híg szuszpenzió formájában képződnek, amelyek szállítása költséges, és amelyekből csak hosszadalmas, energiaigényes szárítási műveletekkel lehet a vizet vagy annak egy részét eltávolítani. Sűrű aktivált agyagásvány-masszától is képezhető gél, de az így képezett gél rendszerint gyengébb gyengébb minőségű a híg szuszpenzióban kialakítottnál, és az agyagásvány és a polimer reagál tatásához speciális, igen nagy teljesítményű keverőberendezésekre van szükség. Ez a módszer tehát eszközigényes, és nagy az eljárás energiaigénye, ami jelentősen rontja annak gazdaságosságát.Thus, gels with a stable structure, reversible uptake and release of water are first formed in the form of a dilute suspension, which is expensive to transport and from which only some of the water can be removed by lengthy, energy-intensive drying operations. It is also possible to form a gel from a dense activated clay mass, but the gel thus formed is generally of a lower quality than that of the dilute suspension, and special, very powerful mixing equipment is required to react the clay mineral and the polymer. This method is therefore instrument-intensive and requires high process energy, which significantly reduces its cost-effectiveness.

Olyan eljárásra van szükség, amellyel az említett hátrányok kiküszöbölhetők, és kifogástalan minőségű gélek állíthatók tlő az eddigieknél gazdaságosabb módon.There is a need for a process to overcome these drawbacks and adjust gels of impeccable quality in a more economical way than hitherto.

Kísérleteink során arra a meglepő felismerésre jutottunk, hogy ha az agyagásványt aktiválatlan vagy csak részlegesen aktivált állapotban reagáltatjuk a gélképzeshez szükséges mennyiségű vízoldható polimerrel, majd az így képződött agyagásvány/polimer komplexumot utólag — célszerűen közvetlenül a felhasználás előtt — aktiváljuk, az utólagos aktiválás során is végbemegy az agyagásványok elemi lemezekre, illetve láncokra bomlása, és az agyagásvány az így szabaddá váló reakcióképes helyein közvetlenül reakcióba lép a polimer' el, amelynek eredményeként kialakul a reverzibi25 lis vízfelvételre és vízleadásra képes, irreverzibilis kémiai kötésekkel rögzített, stabil gélszerkezet. Ez a felismerésünk rendkívül meglepő, ugyanis arra számíthattunk, hogy az aktiválatlan agyagásvány/polimer komplexumban jelenlévő, az agyagás30 vány-rögök” felületén szorpcióval, illetve laza kémiai kötésekkel rögzített polimer a további aktiválási folyamatot teljes mértékben meg fogja akadályozni.In our experiments, it has been surprisingly discovered that if the clay mineral is reacted in an inactive or partially activated state with the amount of water-soluble polymer required to form the gel, the resulting clay mineral / polymer complex is subsequently activated, preferably immediately before use, the cleavage of clay minerals on elemental plates or chains and the reactive sites of the clay mineral thus reacting directly with the polymer, resulting in a stable gel structure fixed by irreversible chemical bonds with reversible water uptake and release. This discovery is extremely surprising, since it could be expected that the polymer present in the unactivated clay mineral / polymer complex, fixed by sorption or loose chemical bonding on the surface of the clay 30, would completely prevent further activation.

A találmány tárgya tehát eljárás stabüizált szer35 kezetű, reverzibilis vízfelvevő és vízleadó képességű gélek előállítására agyagásványokból és polimerekből. A találmány értelmében úgy járunk el, hogy aktiválatlan vagy adott esetben az agyagásvány tömegére vonatkoztatott legföljebb 1,0 tö40 meg% aktiválószerrel előkezelt (előaktivált) agyagásványt legalább 8 tömeg%, célszerűen 10—70 tömeg% szárazanyag-tartalmú állapotban a szárazanyag-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,6 tömeg%, célszerűen 1,5—15 tömeg% vízoldható, az agyagásvánnyal reagálni képes polimerrel kezelünk, majd (i) az így kapott agyagásvány/poümer komplexum szuszpenziójához — célszerűen a felhasználás előtt — az agyagásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg%, célszerűen 1,0—5,0 tömeg% aktiválószert keverünk; vagy (ii) szükség esetén a keverék víztartalmát legalább 40 tömeg%-ra csökkentjük, kívánt esetben az így kapott masszából granulátumot képezünk, és az így kapott agyagásvány/polimer komplexumot — célszerűen közvetlenül a felhasználás előtt — az agyagásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg%, célszerűen 1,0—5,0 tömeg% aktiválószerrel keverjük össze; vagy (iii) a kapott agyagásvány/polimer komplexumot maximálisan 20 tőmeg% nedvességtartalomig szárítjuk, ügyelve arra, hogy szárítás közben a szárazanyag felülete tartósan ne melegedjék 150’Cnál magasabb hőmérsékletre, kívánt esetben a szárított anyagot poritjuk vagy granuláljuk, ésThe present invention relates to a process for the preparation of gels with reversible uptake and release properties of stabilized agents from clay minerals and polymers. According to the invention, the clay minerals are in an inactivated or optionally not more than 1.0% by weight, based on the weight of the clay, at least 8% by weight, preferably 10-70% by weight, based on the dry matter content. 0.6% by weight, preferably 1.5-15% by weight, of a water-soluble polymer capable of reacting with the clay, and then (i) at least 0.5, based on the clay mineral content of the resulting suspension of clay / polymer complex, preferably before use. wt%, preferably 1.0 to 5.0 wt% activator; or (ii) if necessary, reducing the water content of the mixture to at least 40% by weight, optionally granulating the resulting mass, and providing the resulting clay mineral / polymer complex, preferably prior to use, to at least 0.5% of the clay content. by weight, preferably 1.0-5.0% by weight, of an activating agent; or (iii) drying the resulting clay mineral / polymer complex to a maximum moisture content of 20% by weight, taking care not to permanently heat the surface of the solids to a temperature above 150'C, optionally pulverizing or granulating the dried material, and

-2HU ?· ·'·. 3 az így kapott agiagásvány/poliinvi komplexumot célszerűen a felhas, nálás előtt — ví, jelenlétében az agyagásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg%, célszerűen 1,0—5,0 tömeg% aktiválószerrel keverjük össze.-2HU? · · '·. 3 the resulting agar mineral / polyvinyl complex is preferably mixed with at least 0.5 wt.%, Preferably 1.0 to 5.0 wt.%, Of the activating agent, in the presence of the stomach prior to consumption.

A leírásban és az igénypontokban az „agyagásvány” megjelölésen kizárólag a háromréteges szerkezetű, duzzadóképes szmektiteket és/vagy duzzadóképes láncszilikátokat, továbbá az ilyen agyagásványokat legalább 10 tömeg% mennyiségben tartalmazó kőzeteket, bányatermékeket és mesterséges keverékeket értjük.As used herein and in the claims, the term "clay minerals" refers only to tri-layer swellable smectites and / or swellable chain silicates, and to rocks, mining products, and artificial mixtures containing at least 10% by weight of such clay minerals.

A felhasználható agyagásványok közül példaként a montmorillonitot, beidellitet, hektoritot, nontronitot, illitet, allerveditot és paligorszkitot, míg az agyagásvány-tartalmú kőzetek közül példaként a bentonitot említjük meg.Examples of usable clay minerals include montmorillonite, beidellite, hectorite, nontronite, illite, allervedite, and paligoriccite, while bentonite is an example of clay mineral rocks.

Aktiválószerként az alkáliföldfém-ionokkal vizoldhatatlan csapadékot képező anionokat tartalmazó alkálifém- és ammóniumsókat, így például nátrium-karbonátot, mono-, di- és trinátrium-foszfátót, tripolifoszfátot, nátrium-szulfátot, lítiumkarbonátot, lítium-foszfátot, ammónium-karbonátot, ammónium-foszfátokat vagy ezek keverékeit használhatjuk.The activating agent is an alkali metal and ammonium salts containing anions which form an insoluble precipitate with alkaline earth metal ions such as sodium carbonate, mono-, di- and trisodium phosphate, tripolyphosphate, sodium sulfate, lithium carbonate, lithium phosphate, lithium carbonate, lithium carbonate, or mixtures thereof.

Egy különösen előnyös megoldás szerint aktiválószerként túlaktivált, azaz fölös mennyiségű aktiválószerrel előkezelt szmektiteket, illetve szmektittartalmú kőzeteket (például túlaktivált bentonitot) alkalmazunkIn a particularly preferred embodiment, the activator is an overactivated, i.e., an excess of activator-pretreated smectites or smectite-containing rocks (e.g., overactivated bentonite).

A kiindulási szmektiteket csekély mennyiségű aktiválószerrel előkezelt (azaz előaktivált) formában is felhasználhatjuk, amennyiben ilyen anyag áll rendelkezésünkre.The starting smectites may also be used in a pre-treated (i.e., pre-activated) form with a small amount of activating agent, if such a material is available.

A végső, stabil szerkezetű, reverzibilis víz felvételre és vízleadásra képes gél kialakításához azonban nincs feltétlenül szükség előaktivált szmektitek használatára, mert a re-akció teljes mértékben aktiválatlan szmektitekekel is végbemegy az utólagos aktiválás hatására.However, the use of preactivated smectites is not necessarily required to form a final, stable structure, reversible water uptake and release gel, since the reaction will also occur with completely unactivated smectites upon subsequent activation.

Az agyagásvánnyal reakcióba lépő vízoldható polimerek önmagukban ismertek; ezek közül példaként a reakcióképes csoportként -COOH, -COO’ M+(M+ egyvegyértékű kationt jelent), -CONH2,Water-soluble polymers reacting with clay are known per se; examples of which are the reactive group -COOH, -COO'M + (M + is a monovalent cation), -CONH2,

OH és/vagy -C-O-C- csoportokat tartalmazó, vízben oldódó polimereket, továbbá a módosított (kvaterner ammóniumcsoporttá alakított) savamid-csoportokat tartalmazó polimereket említjük meg. Ezek a polimerek például a következők lehetnek: poliakrilamíd, poli-metakrilamid, poliakrilsav, polim-metakrilsav, hidrolizált poliakrüamid, akrilamid-akrilsav kopolimerek, hidrolizált akrílamid-akrilészter kopolimerek, vinilalkoholakrilsav kopolimerek, polivinilalkoholok, hidrolizált polivinilészterek, poli-etilén-oxidok, vízoldható poliszacharidok stb., illetve a felsorolt homo- és kopolimerek elegyei.Water-soluble polymers having OH and / or -C-O-C- groups, as well as polymers containing modified (quaternary ammonium groups) acid amide groups. Examples of such polymers include: polyacrylamide, polymethacrylamide, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, hydrolyzed polyacrylamide, acrylamide-acrylic acid copolymers, hydrolyzed acrylamide-acrylic ester copolymers, vinyl alcohol-acrylic acid copolymers, vinyl alcohol-acrylic acid copolymers, etc., and mixtures of the listed homo- and copolymers.

A polimerek ojtásos kopolimerek is lehetnek, ilyen például a poliszacharid alapláncra ojtással felvitt akrilsav-, metakrilsav-, akrilamid- és/vagy metakrilamid-oldalláncokat tartalmazó kopolimerek,The polymers may also be graft copolymers, such as copolymers containing acrylic, methacrylic, acrylamide and / or methacrylamide side chains grafted onto the polysaccharide backbone,

A felhasználható polimerek móltömege általában 50.000 és 20.000.000 közötti, célszerűen 300.000 és 10.000.000 közötti érték lehet. TapasztalatainkThe molecular weight of the polymers that can be used is generally between 50,000 and 20,000,000, preferably between 300,000 and 10,000,000. Our experience

A szerint minél nagyobb a felhasznált polimer móltömege, annál kisebb mennyiségű polimer elegendő a reakcióhoz.It is believed that the higher the molecular weight of the polymer used, the smaller the amount of polymer sufficient for the reaction.

A találmány szerinti eljárás lényeges ismérve, hogy az agyagásvány/polimer komplexumot utólag aktiváljuk, azaz az agyagásvány/polimer komplexumot aktiválószerrel keverjük össze.An essential feature of the process of the invention is that the clay mineral / polymer complex is subsequently activated, i.e., the clay mineral / polymer complex is mixed with an activating agent.

Ezt a műveletet víz jelenlétében végezzük. Amennyiben az agyagásvány/polimer komplexum nem tartalmaz elég vizet (például ha az agyagásvány/polimer komplexum víztartalmát előzetesen csökkentettük vagy agyagásvány/polimer komplexumot előzetesen megszárítottuk), az agyagásvány/polimer komplexumból vízzel célszerűen legalább 6 tömeg% szárazanyag-tartalmú szuszpenziókat képezünk.This operation is carried out in the presence of water. If the clay mineral / polymer complex does not contain enough water (for example, if the water content of the clay mineral / polymer complex has been reduced previously or the clay mineral / polymer complex has been previously dried), the dry matter content of the clay mineral / polymer complex is preferably at least 6% by weight.

Eljárhatunk úgy, hogy az agyagásvány/polimer komplexumot vízben szuszpendál juk, és ehhez adagoljuk a szilárd vagy vízben oldott vagy szuszpendált aktiválószert; más módszer szerint az agyagásvány/polimer komplexumot az aktiválószer vizes oldatával vagy szuszpenziójával keverjük össze. Ha az agyagásvány/polimer komplexum elegendő vizet tartalmaz (például ha a komplexum vizes szuszpenzió), az aktiválószer mennyisége a kiindulási anyagásvány típusától függően változik, azonban a kiindulási agyagásvány tömegére vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg% aktiválószerre feltétlenül szükség van. Az aktiválószer mennyisége rendszerint a kiindulási agyagásvány tömegére vonatkoztatva 1—5 tömeg% lehet.Alternatively, the clay mineral / polymer complex may be suspended in water and added to the active agent, either solid or dissolved or suspended in water; alternatively, the clay mineral / polymer complex is admixed with an aqueous solution or suspension of the activator. If the clay mineral / polymer complex contains sufficient water (e.g., when the complex is an aqueous suspension), the amount of activating agent will vary depending on the type of starting mineral, but at least 0.5% by weight of the activating agent is required. The amount of activating agent is usually from 1 to 5% by weight, based on the weight of the starting clay mineral.

Az aktiválószer bekeverésének hatására a polimerrel bevont szmektit-'rögök” nem várt módon megduzzadnak, részben elemi lemezeikre, illetve lemezkötegeikre esnek szét, amelynek során a polimerrel reagálni képes újabb agyagásvány-felületek (kötőhelyek) válnak szabaddá nagy mennyiségben.As a result of the addition of the activator, the polymer-coated smectite clumps "unexpectedly swell, partially disintegrating into their elemental sheets or bundles, whereby large amounts of new clay mineral surfaces (bonding sites) capable of reacting with the polymer are released.

Az így szabaddá váló kötőhelyek azonnal reagálnak a jelenlévő polimerrel, amelynek hatására kialakul a stabilizált, reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes gélszerkezet.The resulting bonding sites react immediately with the polymer present to form a stabilized, reversible gel uptake and release gel structure.

A találmány szerinti eljárás jelentős előnye, hogy nem igényli híg szuszpenziók alkalmazását, mert az aktiválatlan agyagásvány és a vízoldható polimer reakcióját nagy szárazanyag-tartalmú masszában vagy szuszpenzióban is elvégezhetjük.It is a significant advantage of the process according to the invention that it does not require the use of dilute suspensions, since the reaction of the unactivated clay mineral and the water soluble polymer can be carried out in a high solids mass or suspension.

Ezt a masszát vagy szuszpenziót lényegesen kisebb energiaigénnyel keverhetjük össze, mint az aktivált agyagásvány-masszákat az adott polimerekkel.This mass or slurry can be blended with significantly lower energy requirements than activated clay mineral masses with particular polymers.

A kapott agyagásvány/polimer komplexumok stabilok, hosszú időn át változás nélkül tárolhatók, és szállításuk az ismert módon előállított híg szuszpenziókénál lényegesen olcsóbb. Az agyagásvány/polimer komplexumok közvetlenül a felhasználás helyén egyszerűen aktiválhatók (az aktiválószer bekeveréséhez elegendő például egy ismert betonkeverőt üzemeltetni). Az aktiválószer mennyiségének és minőségének változtatásával változtahatók a kialakult, stabilizált szerkezetű gélek tulajdonságai (például a gélesedési idő); így egyetlen közbenső termékből a mindenkori helyi igényeknek megfelelően többféle tulajdonságú végső gélt képezhetünk.The resulting clay mineral / polymer complexes are stable, can be stored unchanged for a long time, and are substantially cheaper to transport than dilute suspensions prepared in the known manner. The clay mineral / polymer complexes can be easily activated directly at the site of application (for example, it is sufficient to operate a known concrete mixer to mix the activator). By varying the amount and quality of the activating agent, the properties of the gels formed, such as gelation time, may be altered; Thus, a single intermediate can be used to form a final gel of various properties according to the particular local requirements.

-3HU 200304 A-3HU 200304 A

A találmá?' szerinti eljárást az oltalmi kör kolátozása nélkül alábbi példákban részletesebben ismertetjük.The hit? ' The process of the present invention is described in more detail in the following examples without limiting the scope of the invention.

1. példaExample 1

Várkenői bányanedves bentonitot (szárazanyag tartalma 75 tömeg%) kollerjáraton átvezetve előaprítunk, majd két egymás után elhelyezett hengerszéken, csökkenő részmérettel átjáratva az anyagot 0,1 mm nél kisebb szemszerkezetűre állítjuk be.Várkenő Mine Wet Bentonite (dry matter content 75% by weight) was crushed through a collar passage and then passed through two successive roller rolls, with decreasing particle size, to adjust the material to a mesh size of less than 0.1 mm.

Ezután a bentonit nedvességtartalmát agyagextruderben víz adagolásával 45 tömegá ra növeljük, majd az extruderbe a bentonit massza térfogatának 1/5-ét kitevő térfogatú, 1,5 tömeg%-os vizes hidrolizált poliakrilamid-old^tot (hidrolizisfok: 5%, átlagmól tömeg: 1,5 x 10° ) keverünk.Subsequently, the moisture content of the bentonite in the brain extruder is increased to 45% by weight with water, followed by the addition of 1.5% by weight aqueous hydrolyzed polyacrylamide (5%, average molar weight) in the extruder to 1/5 of the volume of the bentonite mass. 1.5 x 10 °).

A bentonit massza és a poliakrilamid-oldat keverékét 2 mm átmérőjű hengerfejen keresztül extrudáljuk, és az extrudátumot 5 mm hosszúságú apró hengerekre daraboljuk.The mixture of bentonite paste and polyacrylamide solution is extruded through a cylinder head 2 mm in diameter and the extrudate is cut into 5 mm long cylinders.

Az így kapott granulátumot dobszárítóban ellenáramban vezetett 300 °C hőmérsékletű füstgázzal szárítjuk. A füstgáz és a granulátum érintkezési idejét körülbelül 5 percre állítjuk be; így a szemcsék felülete tartósan nem melegedhet 150 ’C-nál magasabb hőmérsékletre.The granulate thus obtained is dried in a tumble dryer with flue gas at a countercurrent temperature of 300 ° C. The contact time of the flue gas and the granulate is set to about 5 minutes; Thus, the surface of the particles should not be permanently heated to temperatures above 150 ° C.

Kemény, ridegen törő szemcséket kapunk, amelyek nedvességtartalma köriilbel 10 tömeg%.Hard, brittle fracture particles with a moisture content of 10% by weight of the rope are obtained.

A megszáradt szemcséket kalapácsos darálón aprítjuk, és az aprított szemcsékből szitasoron két különböző méretű szemcsfrakciót különítünk el. A durvább, 0,3—1 mm méretű szemcsékből álló szemcsefrakció jól szórható granulátum; a finomabb, 0,3 mm-nél kisebb méretű szemcsékből álló frakció finom por.The dried pellets are crushed using a hammer grinder and two different size fractions of the pellets are separated from the crushed pellets on a screen. The coarse fraction of coarse particles having a size of 0.3 to 1 mm is a highly dispersible granulate; the fine particle size fraction less than 0.3 mm is a fine powder.

g így kapott porszerű agyagásvány/polimer komplexumot 0,16 g nátrium-karbonát 92 g vízzel készített oldatában szórunk folyamatos keverés közben. Az agyagásvány/polier komplexum szemcsék diszpergálás után először erősen megduzzadnak, majd körülbelül 10 perc alatt kásás géltömeggé állnak össze.g of the resulting powdery clay mineral / polymer complex in a solution of 0.16 g of sodium carbonate in 92 g of water with continuous stirring. After dispersion, the clay mineral / poly complex particles first swell vigorously and then form within about 10 minutes to form a pelleting gel mass.

Ekkor a keverést leállítjuk.Stirring is then stopped.

További 1—2 óra elteltével a gélszemcsék teljesen összeduzzadnak, és homogén, reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes gél alakul ki.After another 1-2 hours, the gel particles swell completely to form a homogeneous gel with reversible uptake and release.

2. példaExample 2

Istenmezeje! eredetű, bányanedves, 72 tömeg% szárazanyag-tartalmú bentonitot (forgalomba hozza az Országos Érc- és Ásványbányák Vállalat, Mád) laboratóriumi gyúró-dagasztó keverőben annyi vízzel keverünk össze, hogy a massza nedvességtartalma 60 tömeg% legyen.Istenmezeje! Bentonite (72% by weight) of dry mineral origin (marketed by the National Ore and Minerals Company, Mad) is mixed with water in a laboratory kneading-kneading mixer so that the moisture content of the mass is 60% by weight.

A kapott masszát egyre csökkenő résméret beállításával laboratóriumi hengerszéken háromszor átvezetjük, és ezzel a bányatermékben lévő inért szennyezőanyagok (például homok) szemcseméret 0.1 pm alá csökkentjükThe resulting mass is passed through a laboratory roller three times by adjusting the decreasing gap size, thereby reducing the particle size of inert pollutants (e.g. sand) in the mining product to less than 0.1 µm.

500 g, a fentiek szerint kapott masszához gyúródagasztó keverőgépben részletekben összesen lOOg 5 tőmeg% szárazanyagtartalmú poliakrilamid oldatot (átlagmóttőmeg: 3xl06) adunk, és a keveréket 2 percig gyúrjuk.To a mass of 500 g of the product obtained above in a kneading kneading machine, a total of 100 g of a 5 wt% polyacrylamide solution (average weight: 3 x 10 6 ) was added in portions and the mixture was kneaded for 2 minutes.

Az így kapott tésztaszerií masszából 100 g-ot apró darabkákra tépünk, a darabkákat háztartási turmixgépben vízhez adagoljuk, majd 2 percig keverjük. Ezután a keverékhez a szárazanyag-tartalomra vonatkoztatva 3 tömeg% nátrium-karbonátot adunk. 2 perces keverés után a keverékből kitűnő minőségű gél képződik.100 g of the dough mass thus obtained are tossed into small pieces, the pieces are added to water in a household blender and mixed for 2 minutes. Thereafter, 3% by weight of sodium carbonate, based on the dry matter content, is added. After stirring for 2 minutes, the mixture forms a high quality gel.

3. példaExample 3

A 2. példa szerint készített, tésztaszerű agyagásvány/polimer masszából 100 g-ot laboratóriumi keverőberendezésbe töltünk, majd a szárazanyagtartalomra vonatkoztatva 3 tömeg% trinátríumfoszfátot adunk hozzá tömény vizes oldat fonná15 jában. 2 perces keverés után az elegy közegellenállása a kiindulási érték nyolcszorosára nő, ami igazolja a gélképződést. Az így kapott gél közegellenállása 70%-kal nagyobb az azonos kíin dulási anyagokból egyébként azonos módon ké20 szí tett, de a 189 280 sz. magyar szabadalmi leírás szerint a polimer beadagolása előtt aktivált agyagásványból kapott gélénél.100 g of the dough-like clay mineral / polymer paste prepared according to Example 2 are placed in a laboratory mixer and then 3% by weight of trisodium phosphate, based on the dry matter content, in the form of a concentrated aqueous solution. After stirring for 2 minutes, the fluid resistance of the mixture is increased to eight times the initial value, confirming gel formation. The resulting gel has a media resistance of 70% greater than that of the same starting materials, otherwise prepared in the same manner, but with the same specification as 189,280. According to a Hungarian patent, a gel obtained from activated clay mineral prior to the addition of the polymer.

±_példa± _példa

Bajorországi nyers kalcium-bentonit és fűzér radványi illit (forgalombahozzaazOrszágosÉrcés Ásványbányák Vállalat, Mád) 1:1 tömegarányú keverékéből propelleres keverőberendezésben 35 tömeg% szárazanyag-tartalmú szuszpenziót készí30 tünk. Ezután a szuszpenzióhoz intenzív keverés közben a szárazanyag-tartalomra számított 0,5 tömeg% 1:1 tömegarányú nátrium-karbonát—trinátrium-foszfát keveréket adunk.A 1: 1 weight blend of crude calcium bentonite and lime ridge illite (commercially available from the National Mining Company, Mad) is prepared in a propeller mixer with a dry weight content of 35%. The suspension is then added with vigorous stirring to a 1: 1 weight ratio of sodium carbonate-trisodium phosphate in a weight ratio of 0.5% by weight.

perc keverési idő után a szuszpenzióhoz a szárazanyag-tartalomra vonatkoztatva 6,5 tömeg% 1.500.000-es móltömegű akrilamid-akrílsav kopolimert adunk, és a szuszpenziót további 10 percig keverjük.After stirring for a minute, 6.5 wt% of an acrylamide-acrylic acid copolymer of 1.500,000 molar weight based on the dry matter content was added and the suspension was stirred for an additional 10 minutes.

Az így kapott szuszpenziót 1 nap elteltével in40 tenzív keverés közben 1:1 tömegarányban vízzel hígítjuk, majd a szuszpenzióhoz a szárazanyagtartalomra vonatkoztatva 3,0 tömeg% nátriumkarbonátot adunk, és a szuszpenziót Labomix gyúró-keverőben 10 percig keverjük. Stabilizált szerkezetű gél képződik, amit az jelez, hogy a szuszpenzió közegellenállása az eredeti érték 5,5 -szeresére nő.After 1 day, the resulting slurry was diluted 1: 1 by weight with water with vigorous stirring in inhalation, and 3.0% w / w sodium carbonate was added to the slurry and the slurry was stirred for 10 minutes in a Labomix kneader. A gel with a stabilized structure is formed, which indicates that the suspension resistance of the suspension increases to 5.5 times the original value.

5. példaExample 5

Istenmezejei eredetű őrleményből (forgalomba hozza az Országos Érc- és Ásványbányok Vállalat, Mád) Ultraturrax keverőberendezéssel 5 liter 40 tömeg% szárazanyag-tartalmú szuszpenziót készítünk. A szuszpenziót 5 egyenlő részletre osztjuk, majd hozzáadjuk az 1. táblázatban feltüntetett mennyiségű és minőségű polimert, és adott esetben az 1. táblázatban megadott mennyiségű és minőségű aktiválószert (előaktiváláshoz). Ezt követően a szuszpenziót Ultraturrax keverővei 3 percig keverjük, majd félretesszük.5 liters of a 40 wt.% Dry matter slurry is prepared from a mixture of flour from the Divine fields (marketed by the National Ore and Minerals Company, Mad) using an Ultraturrax mixer. The suspension is divided into 5 equal portions and then the amount and quality of the polymer indicated in Table 1 and, if appropriate, the amount and quality of activator specified in Table 1 are added (for preactivation). Subsequently, the suspension was stirred with an Ultraturrax mixer for 3 minutes and then set aside.

Az egyes szuszpenzió-mintákat ezután két egyenlő részre osztjuk, és az egyik részhez 1 óra, a másik részhez 1 hónap elteltével hozzákeverjük azEach suspension sample is then divided into two equal portions and mixed with one portion after 1 hour and the other after 1 month.

1. táblázatban megadott mennyiségű és minőségű aktiválószert.The amount and quality of activator specified in Table 1.

-4HU 200304 A-4EN 200304 A

P lJáhlázalP lhhhhhh

A m>nta sorszáma Serial number of the pattern Elöaktiválószer neve Elöaktiválószer name mennyi- sége* How much- Hungary * Polimer Polymer Aktiválószer activator neve name mennyi- sége* How much- Hungary * neve name mennyi- sége* How much- Hungary * 1. First - - poliakril amid polyacrylic amide 5,8 5.8 nátrium-karbonát Sodium carbonate 2,6 2.6 2. Second trinátium- foszfát trinátium- phosphate 0.4 0.4 akrilsav -akrilamdi kopolimer acrylic acid -akrilamdi copolymer 6,5 6.5 kltömegarányú 2,3 nátrium-karbonát/trinátrium-foszfát keverék mass ratio 2.3 sodium carbonate / trisodium phosphate mixture 3. Third 1:1 tömegarányú nátrium-karbonát/trinátrium-foszfát keverék 1: 1 by weight sodium carbonate / trisodium phosphate mixture 0,3 0.3 A-100** The 100-** 3,4 3.4 nátrium-karbonát Sodium carbonate 2,2 2.2 4. 4th lítium-karbonát lithium carbonate 0,5 0.5 A-110*** The 110-*** 6,8 6.8 lítium-karbonát lithium carbonate 2,2 2.2 5. 5th dínátrium-bidrogén- -foszfát disodium bidrogén- -phosphate 0,4 0.4 RboflocF5C RboflocF5C 2,5 2.5 tripolifoszfát tripolyphosphate 3.0 3.0

♦A szárazanyagtartalomra vonatkoztatott tömeg% ♦♦Hidrolizált poliakrilamid, gyártja az American Cyanamid Comp. ♦♦♦Hidrolizált poliakrilamid, gyártja az American Cyanamid Comp.♦ Weight% of dry matter content ♦♦ Hydrolyzed polyacrylamide, manufactured by American Cyanamid Comp. ♦♦♦ Hydrolyzed polyacrylamide, manufactured by American Cyanamid Comp.

Valamennyi szuszpenzió-mintából stabilizált szerkezetű, reverzibilis vízfelvételre és vízleadásra képes gél képződik. A stabilitált szerkezetű gélek képződését az bizonyítja, hogy a kiindulási szusz- 5 penziók közegellenállása az aktiválószer bekeverése után az eredeti érték 4—10-szeresére nő. A képződött gélek tulajdonságai nem függnek attól, hogy a szuszpenziót mennyi ideig tár öltük az aktiválószer bekeverése előtt.Each suspension sample forms a gel with a reversible uptake and release of stabilized structure. The formation of stable structure gels is evidenced by the fact that the media resistance of the initial suspensions after mixing the activator increases 4 to 10 times the original value. The properties of the gels formed do not depend on how long the suspension is stored before mixing the activator.

Claims (5)

Szabadalmi igénypontokClaims 1. Eljárás stabilizált szerkezetű, reverzibilis vízfclvevő és vízleadó képességű gélek előállítására agyagásványokból és polimerekből, azzal jellemezve, hogy aktiválatlan vagy adott esetben az agyagásvány tömegére vonatkoztatott legföljebb 1,0 tömeget aktiválószerrel előkezelt agyagásványt legalább 8 tömeg%-os, célszerűen 10—70 tömegűős szárazanyag-tartalmú állapotban a szárazanyagtartalomra vonatkoztatva legalább 0,6 tőmeg%, célszerűen 1,5—15 tömeg% vízoldható, az agyagásvánnyal reagálni képes polimerrel kezelünk, majd (i) az egy kapott agyagásvány/polimer komplexum szuszpenziójához — célszerűen a felhasználás előtt — az agyagásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tőmeg%, célszerűen 1,0—5,0 tömeg% aktiválószert keverünk; vagy (ii) szükség esetén a keverék víztartalmát legalább 40 tömeg%-ra csökkentjük, kívánt esetben az így kapott masszából granulátumokat képezünk, és az így kapott agyagásvány/polimer komplexumot — célszerűen közvetlenül a felhasználás előtt — agya gásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg%, célszerűen 1,0-5,0 tomeg% aktiválószerrel keverjük össze; vagy (iii) a kapott agyagásvány/polimer komplexumot maximálisan 20 tömeg% nedvességtartalomig szárítjuk, ügyelve arra, hogy szárítás közben a szárazanyag felülete tartósan ne melegedjék 150 ‘-nál magasabb hőmérsékletre, kívánt esetben a szárított 10 anyagot porítjuk vagy granuláljuk, és az így kapott agyagásvány/polimer komplexumot — célszerűen a felhasználás előtt — víz jelenlétében az agyagásvány-tartalomra vonatkoztatva legalább 0,5 tömeg%, célszerűen 1,0—5,0 tömeg% aktiválószerrel 15 keverjük össze.CLAIMS 1. A process for the production of gels with reversible uptake and release properties of stabilized structure from clay minerals and polymers, characterized in that clay minerals are activated or optionally up to 1.0% by weight of clay minerals, preferably at least 8% by weight, at least 0.6% by weight, preferably 1.5-15% by weight on a dry weight basis, of a water-soluble polymer capable of reacting with the clay, and then (i) a suspension of the resulting clay mineral / polymer complex, preferably prior to use. at least 0.5% by weight, preferably 1.0-5.0% by weight, of the activator; or (ii) if necessary, reducing the water content of the mixture to at least 40% by weight, optionally forming granules from the resulting mass, and providing the resulting clay mineral / polymer complex, preferably prior to use, to at least 0.5% of its mineral content. by weight, preferably 1.0-5.0% by weight, of an activating agent; or (iii) drying the resulting clay mineral / polymer complex to a maximum moisture content of 20% by weight, ensuring that the surface of the dry matter is not permanently warmed to a temperature above 150 'during drying, optionally pulverizing or granulating the dried material; the clay mineral / polymer complex, preferably prior to use, in the presence of water, mixed with at least 0.5 wt.%, preferably 1.0 to 5.0 wt.%, of the activator. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy aktiválószerként nátrium-karbonátot, mono-, di- és tri-nátrium-foszfátokat, tripolifoszfátot, lítium-karbonátot, lítium-foszfátokat, nátrium20 szulfátot, ammónium-karbonátot, ammóniumfoszfátot és/vagy túlaktivált szmektiteket használunk.Process according to claim 1, characterized in that the activating agent is sodium carbonate, mono-, di- and tri-sodium phosphates, tripolyphosphate, lithium carbonate, lithium phosphates, sodium 20 sulfate, ammonium carbonate and ammonium phosphate. or over-activated smectites. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az agyagásvány/polimer komplexu25 mot legalább 6 tömeg% szárazanyag-tartalmú szuszpenzió formájában kezeljük az aktiválószerrel.The process according to claim 1 or 2, characterized in that the clay mineral / polymer complex is treated with a activator in the form of a slurry of at least 6% by weight. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az agyagásvány/polimer4. A process according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the clay mineral / polymer 30 komplexum vizes szuszpenziójához adjuk az aktiválószert.The activator is added to an aqueous suspension of 30 complexes. 5. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az agyagásvány/polimer komplexumot az aktiválószer vizes oldatához vagy5. A process according to any one of claims 1 to 3, wherein the clay mineral / polymer complex is added to an aqueous solution of the activator or 35 szuszpenziójához adjuk35
HU153688A 1988-03-28 1988-03-28 Process for producing gels of reversible capacity of water absorption and desorption from clay minerals and polymeres HU200304B (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU153688A HU200304B (en) 1988-03-28 1988-03-28 Process for producing gels of reversible capacity of water absorption and desorption from clay minerals and polymeres
ES89303037T ES2059731T3 (en) 1988-03-28 1989-03-28 PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF GELS CAPABLE OF ABSORBING AND RELEASING WATER IN A REVERSIBLE WAY, FROM CLAY MINERALS AND POLYMERS.
AT89303037T ATE93259T1 (en) 1988-03-28 1989-03-28 PROCESS FOR THE PREPARATION OF GELS FROM MINERAL CLAYS AND POLYMERS WHICH CAN REVERSIBLE ABSORB WATER.
EP19890303037 EP0335653B1 (en) 1988-03-28 1989-03-28 Method for the preparation of gels capable of taking up and releasing water in a reversible manner from clay minerals and polymers
DE1989608447 DE68908447T2 (en) 1988-03-28 1989-03-28 Process for the production of gels from mineral clays and polymers, which can absorb water reversibly.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU153688A HU200304B (en) 1988-03-28 1988-03-28 Process for producing gels of reversible capacity of water absorption and desorption from clay minerals and polymeres

Publications (1)

Publication Number Publication Date
HU200304B true HU200304B (en) 1990-05-28

Family

ID=10954923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU153688A HU200304B (en) 1988-03-28 1988-03-28 Process for producing gels of reversible capacity of water absorption and desorption from clay minerals and polymeres

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU200304B (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0335653B1 (en) Method for the preparation of gels capable of taking up and releasing water in a reversible manner from clay minerals and polymers
AU672528B2 (en) Method of improving the contaminant resistance of a smectite clay by rewetting and impregnating the clay with a water-soluble polymer, and redrying the polymer-impregnated clay
JPH0313169B2 (en)
US8969439B2 (en) Method of agglomeration
US5171781A (en) Polymeric compositions
CA1339850C (en) Polymeric compositions
KR930703382A (en) Agglomerated synthetic mineral pigments
CN106902487A (en) A kind of colliery preparation method of fire extinguishing colloidal materials
PT86996B (en) Process for manufacturing granulated garbage which may be used as building material
CN1293166C (en) Clay-containing mixture or blend capable of forming a moisture resistant gel, and use of that mixture and blend
JP3199737B2 (en) Polymer compositions and methods of making and using them
HU200304B (en) Process for producing gels of reversible capacity of water absorption and desorption from clay minerals and polymeres
EA026671B1 (en) Method of producing a modified smectite or smectite-containing substance capable of taking up and releasing water in a reversible manner
HU189280B (en) Method for producing masses and powders forming gel from clay minerals and organic polymers
EP0549693A1 (en) Process for producing bentonite clays exhibiting enhanced solution viscosity properties
RU2775769C1 (en) Method for granulation of flotation potassium chloride
JP2021507116A (en) Mineral processing process
JPH1081880A (en) Slurry material and mud material used for underground excavation
JPH05228364A (en) Production of granular diatomaceous earth
JPH0721139B2 (en) Soil stabilization agent and soil stabilization method
EP0314468A1 (en) Polymeric processes and compositions
JPS61163116A (en) Scattering inhibitive easily crumbled slaked lime
HU195435B (en) Process for producing gels containing clay mineral of reversible water-absorbing capacity
HU210086B (en) Method for producing bentonite like materials from bazalt type bentonite for foundry use or as a mud
HU209792B (en) Method for forming impermeable layer on the ground or in the ground

Legal Events

Date Code Title Description
HU90 Patent valid on 900628
HMM4 Cancellation of final prot. due to non-payment of fee