IT202000015202A1 - Metodi e sistemi per sintetizzare un geopolimero - Google Patents
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Description
METODI E SISTEMI PER SINTETIZZARE UN GEOPOLIMERO
Stato dell'arte
[0001] Salvo ove diversamente indicato, i materiali descritti in questa sezione non costituiscono tecnica anteriore rispetto alle rivendicazioni della presente domanda e l'inclusione in questa sezione non li riconosce come arte nota.
[0002] Le pastiglie dei freni fanno parte di un sistema frenante a disco usato nei veicoli. Un tipico sistema frenante a disco pu? includere un rotore del disco freno per ciascun mozzo della ruota, in cui ciascun rotore ha una coppia associata di pastiglie del freno. Le pastiglie del freno possono essere tenute in posizione e azionate da una pinza freno fissata al mozzo della ruota.
[0003] Le pastiglie del freno sono sovente dotate di piastre posteriori in acciaio, in cui una superficie di ciascuna piastra include un materiale di attrito rivolto verso la superficie del corrispondente rotore del disco freno. Durante una frenata, la pinza freno preme le due pastiglie sul rotore del disco freno per rallentare e/o arrestare il veicolo. Le pastiglie del freno convertono l'energia cinetica del veicolo in energia termica attraverso l'attrito. Pertanto, i materiali di attrito svolgono un ruolo importante in un sistema frenante poich? i freni sfruttano l'attrito per decelerare/arrestare il veicolo.
[0004] I materiali di attrito includono tipicamente rinforzi, modificatori di attrito e leganti. L'amianto, ampiamente usato come rinforzo per i materiali di attrito grazie alla sua stabilit? termica, ? altamente tossico per l'uomo. L'amianto ? stato sovente sostituito con numerosi materiali, inclusi materiali organici e inorganici, nonch? fibre di metallo. Solfuri di metallo come il disolfuro di molibdeno, solfuri di ferro, rame, stagno, grafite e/o coke sono esempi di materiali che possono essere usati come modificatori di attrito. I leganti possono essere polimeri termoindurenti, come le resine fenoliche. Tuttavia, in caso di frenate ripetute, i leganti organici possono rilasciare composti gassosi volatili o polveri sottili nell'atmosfera, il che pu? essere dannoso per la salute umana.
[0005] La presente illustrazione riconosce che i geopolimeri rappresentano una classe di materiali potenzialmente idonea a fungere da legante alternativo per il materiale di attrito di una pastiglia del freno. I materiali geopolimerici possono essere sintetizzati dalla reazione di una polvere di alluminosilicato con una soluzione alcalina silicea a temperatura e pressione ambiente. Le propriet? meccaniche dei materiali geopolimerici sono ragionevoli e hanno una buona stabilit? termica a temperature al di sopra di 1000 ?C. Pertanto, i materiali geopolimerici possono essere idonei a fungere da leganti alternativi in materiali di attrito per pastiglie.
Sommario dell'invenzione
[0006] Il sommario di cui sopra ? esclusivamente illustrativo e non intende essere in alcun modo limitativo. Oltre agli aspetti illustrativi, alle forme di realizzazione e alle caratteristiche descritte sopra, ulteriori aspetti, forme di realizzazione e caratteristiche risulteranno evidenti facendo riferimento ai disegni, alla descrizione dettagliata e alle rivendicazioni.
[0007] Secondo alcuni esempi, un metodo per sintetizzare un geopolimero pu? includere la miscelazione di una soluzione di silicato e di metacaolino per formare un impasto semiliquido; la stesura dell'impasto semiliquido su un supporto per formare una pellicola di impasto semiliquido; il trattamento termico del supporto e della pellicola di impasto semiliquido, in cui il trattamento termico essicca l'impasto semiliquido per formare un materiale essiccato con un'umidit? residua compresa tra circa lo 0% in peso e circa il 20% in peso; il distacco del materiale essiccato dal supporto; e la macinazione del materiale essiccato per ottenere un geopolimero con granulometria compresa tra circa 1 micron e circa 300 micron.
[0008] Secondo altri esempi, la miscelazione della soluzione di silicato e del metacaolino pu? includere una miscelazione in un rapporto in peso di circa 3:1. La miscelazione della soluzione di silicato e del metacaolino pu? includere una miscelazione a una velocit? compresa tra circa 500 giri/minuto e circa 1000 giri/minuto e per un tempo compreso tra circa 1 minuto e circa 20 minuti. La miscelazione della soluzione di silicato e del metacaolino pu? includere una miscelazione a una temperatura compresa tra circa 20 ?C e circa 40 ?C. La stesura dell'impasto semiliquido su un supporto pu? includere una stesura su carta, su una pellicola di plastica o su un foglio in acciaio. La stesura dell'impasto semiliquido su un supporto pu? includere una stesura per ottenere un impasto con spessore compreso tra circa 0,1 mm e circa 2 mm. La stesura dell'impasto semiliquido su un supporto pu? includere una stesura a temperatura ambiente. Il trattamento termico del supporto e dell'impasto semiliquido pu? includere un trattamento termico continuo o discontinuo del supporto e dell'impasto semiliquido. Il trattamento termico del supporto e dell'impasto semiliquido pu? includere il riscaldamento del supporto e dell'impasto semiliquido con contemporaneo monitoraggio dell'umidit? in linea con un sensore a infrarossi (NIR).
[0009] Secondo ulteriori esempi, il trattamento termico del supporto e dell'impasto semiliquido pu? includere il riscaldamento del supporto e dell'impasto semiliquido con contemporaneo monitoraggio dell'umidit? in linea con un sensore di radioisotopi. Il trattamento termico del supporto e dell'impasto semiliquido pu? includere la pesatura del supporto insieme all'impasto semiliquido, l'essiccazione del supporto e dell'impasto semiliquido in una fornace ad aria calda e un'ulteriore pesatura del supporto con l'impasto semiliquido. Il trattamento termico del supporto e dell'impasto semiliquido pu? includere il riscaldamento del supporto e dell'impasto semiliquido a una temperatura compresa tra circa 80 ?C e circa 200 ?C per un tempo compreso tra circa 5 minuti e circa 30 minuti. Il distacco del materiale essiccato dal supporto pu? includere il distacco del materiale da un supporto avente una resistenza termica compresa tra 150 ?C e circa 300 ?C. La macinazione del materiale essiccato per ottenere un geopolimero pu? includere la macinazione in un mulino a giara, un mulino a biglie o un mulino a impatto.
[0010] Secondo alcuni esempi, un sistema per sintetizzare un geopolimero pu? includere una macchina miscelatrice configurata per formare un impasto semiliquido da una miscela di una soluzione di silicato alcalino e di metacaolino; una macchina di colata configurata per colare l'impasto semiliquido su un supporto; una fornace ad aria calda configurata per trattare termicamente l'impasto semiliquido sul supporto per formare un materiale essiccato, in cui il materiale essiccato ha un'umidit? compresa tra circa lo 0% in peso e circa il 20% in peso; e un mulino configurato per macinare il materiale essiccato e ottenere un geopolimero con granulometria compresa tra circa 1 micron e circa 300 micron.
[0011] Secondo altri esempi, il sistema pu? inoltre includere una camicia d'acqua configurata per far circolare l'acqua al fine di controllare la temperatura della miscela nella macchina miscelatrice. La macchina miscelatrice pu? inoltre essere dotata di un agitatore meccanico di uno o pi? utensili disperdenti. Il sistema pu? anche includere un dispositivo di controllo, in cui tale dispositivo di controllo ? configurato per coordinare il funzionamento di uno o pi? tra la macchina miscelatrice, la macchina di colata, la fornace ad aria calda e il mulino.
[0012] Secondo altri esempi, un sistema per sintetizzare un geopolimero pu? includere un mezzo per formare un impasto semiliquido da una miscela di una soluzione di silicato alcalino e di metacaolino; un mezzo per colare l'impasto semiliquido su un supporto; un mezzo per trattare termicamente l'impasto semiliquido sul supporto per formare un materiale essiccato con un'umidit? residua compresa tra circa lo 0% in peso e circa il 20% in peso; e un mezzo per la macinazione del materiale essiccato per ottenere un geopolimero con granulometria di diametro compreso tra circa 1 micron e circa 300 micron.
[0013] Secondo ulteriori esempi, il sistema pu? inoltre includere un mezzo per il controllo del funzionamento di uno o pi? tra il mezzo per formare l'impasto semiliquido, il mezzo per colare l'impasto semiliquido, il mezzo per trattare termicamente l'impasto semiliquido e il mezzo per la macinazione del materiale essiccato.
Breve descrizione dei disegni
[0014] Le precedenti caratteristiche e le altre caratteristiche della presente illustrazione risulteranno pienamente evidenti dalla seguente descrizione e dalle rivendicazioni allegate, nonch? dai disegni allegati. Restando inteso che i disegni rappresentano solo diverse forme di realizzazione secondo l'illustrazione e, pertanto, non devono essere considerati limitativi dell'ambito della stessa, l'illustrazione sar? descritta con specificit? e dettagli aggiuntivi tramite l'uso dei disegni allegati, in cui:
La Figura 1 ? un diagramma di flusso che illustra un metodo per sintetizzare un materiale geopolimerico;
La Figura 2 ? una rappresentazione schematica di un sistema per sintetizzare un materiale geopolimerico;
La Figura 3 ? un grafico che illustra la variazione della viscosit? di un materiale geopolimerico con la velocit? di taglio;
La Figura 4 ? un grafico che illustra il contenuto di materiale geopolimerico (percentuale in peso) in funzione della granulometria e dell'umidit? residua;
La Figura 5 ? un grafico che illustra l'usura di un materiale di attrito con un materiale geopolimerico a temperature differenti;
La Figura 6 ? un grafico che illustra l'usura di un rotore del disco freno con un materiale geopolimerico a temperature differenti,
tutte disposte secondo almeno alcune forme di realizzazione qui descritte.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
[0015] Nella seguente descrizione dettagliata, si fa riferimento ai disegni allegati, che formano una parte della presente. Nei disegni, simboli simili identificano tipicamente componenti simili, salvo ove diversamente dettato dal contesto. Le forme di realizzazione illustrative descritte nella descrizione dettagliata, nei disegni e nelle rivendicazioni non intendono essere limitative. ? possibile utilizzare altre forme di realizzazione e possono essere apportate altre modifiche senza discostarsi dallo spirito o ambito dell'oggetto qui presentato. Gli aspetti della presente illustrazione, qui descritti in modo generale e illustrati nelle figure, possono essere disposti, sostituiti, combinati, separati e progettati in un'ampia variet? di differenti configurazioni, tutte esplicitamente contemplate nella presente.
[0016] Questa illustrazione ? generalmente redatta, inter alia, per metodi, sistemi e dispositivi per sintetizzare materiali geopolimerici.
[0017] La presente illustrazione riconosce che i materiali geopolimerici possono sostituire i convenzionali leganti organici usati per realizzare i materiali di attrito delle pastiglie dei freni. Un esempio dei vantaggi dei materiali geopolimerici qui illustrati ? costituito dal fatto che sono sicuri per gli esseri umani (per esempio, non contengono resine fenoliche dannose). I materiali geopolimerici della presente illustrazione sono relativamente meno costosi rispetto ai leganti organici. Inoltre, possono facilitare il ricorso a condizioni post polimerizzazione pi? lievi (pressioni basse e temperature ambiente) per realizzare le pastiglie dei freni.
[0018] Brevemente, le tecnologie sono generalmente descritte per metodi, sistemi e dispositivi per sintetizzare materiali geopolimerici. Alcuni dei metodi descritti possono includere la miscelazione di una soluzione di silicato di sodio e di metacaolino per formare un impasto semiliquido. L'impasto semiliquido pu? essere steso su un supporto. Il supporto e l'impasto semiliquido vengono sottoposti a un trattamento termico per essiccare l'impasto semiliquido e formare un materiale essiccato avente un'umidit? residua compresa tra circa lo 0% in peso e circa il 20% in peso. Il materiale essiccato pu? essere staccato dal supporto e macinato per ottenere un geopolimero con granulometria compresa tra circa 1 e circa 300 micron.
[0019] Per via della presenza dei materiali geopolimerici illustrati nei materiali di attrito, non viene rilasciata alcuna quantit? sostanziale di composti gassosi dannosi o polveri sottili nell'atmosfera in caso di frenate ripetute di un veicolo.
[0020] La Figura 1 ? un diagramma di flusso che illustra un metodo per sintetizzare un geopolimero disposto secondo gli aspetti della presente illustrazione. Il metodo descritto 100 pu? includere il blocco 102, "MISCELAZIONE DELLA SOLUZIONE DI SILICATO E DEL METACAOLINO PER FORMARE UN IMPASTO SEMILIQUIDO", il blocco 104, "STESURA DELL'IMPASTO SU UN SUPPORTO", il blocco 106, "TRATTAMENTO TERMICO DEL SUPPORTO E DELL'IMPASTO SEMILIQUIDO", il blocco 108, "DISTACCO DEL MATERIALE ESSICCATO DAL SUPPORTO" e il blocco 110, "MACINAZIONE DEL MATERIALE ESSICCATO".
[0021] Un esempio di processo pu? iniziare nel blocco 102, in cui i materiali vengono miscelati per ottenere un impasto semiliquido di silicato e metacaolino. L'impasto semiliquido geopolimerico pu? essere formato usando una soluzione di silicato alcalino come una soluzione di silicato di sodio, una soluzione di silicato di potassio, una soluzione di silicato di litio o analoghe soluzioni della famiglia dei geopolimeri. Il blocco 102 pu? essere seguito dal blocco 104, in cui l'impasto semiliquido di soluzione di silicato di sodio e di metacaolino pu? essere steso su un supporto per ottenere un impasto semiliquido con spessore regolato. Il blocco 104 pu? essere seguito dal blocco 106, in cui l'impasto semiliquido con spessore regolato sul supporto pu? essere sottoposto a un trattamento termico per ottenere un materiale essiccato. Il blocco 106 pu? essere seguito dal blocco 108, in cui il materiale essiccato pu? essere staccato dal supporto. Il blocco 108 pu? essere seguito dal blocco 110, in cui il materiale essiccato staccato pu? essere macinato per trasformare il geopolimero in polvere.
[0022] Nel blocco 102, la soluzione di silicato di sodio e il metacaolino possono essere miscelati in un rapporto in peso (per esempio, circa 3:1) per formare un impasto semiliquido. Il metacaolino pu? corrispondere a Imerys Argical? M1200s, in alcuni esempi. In diversi esempi, il silicato di sodio pu? corrispondere al silicato di sodio Ingessil?. In alcuni esempi aggiuntivi, la miscelazione pu? essere effettuata mediante un dispositivo miscelatore o un agitatore meccanico usando differenti tipi di utensili disperdenti in funzione della reologia e della granulometria della polvere di metacaolino. Per via del comportamento pseudoplastico dei geopolimeri, la reologia del sistema pu? essere ottimizzata il pi? possibile. Il sistema pu? includere una girante, come una girante a denti di sega, o delle eliche.
[0023] In alcuni esempi, la temperatura del materiale nel dispositivo miscelatore pu? essere controllata mediante un sistema a camicia d'acqua. Per esempio, il materiale pu? trovarsi in un contenitore (per esempio, una regione del miscelatore in cui i materiali vengono miscelati) in cui il sistema a camicia d'acqua circonda sostanzialmente il contenitore. A seconda della temperatura desiderata per la miscelazione, ? possibile far circolare nella camicia acqua calda o acqua fredda per adattare la temperatura del contenitore. Il monitoraggio e/o la regolazione della temperatura di miscelazione pu? essere adattato in risposta a un dispositivo di controllo (non illustrato).
[0024] L'agitatore meccanico pu? funzionare a una velocit? di circa 800 giri/minuto. In altri esempi, l'agitatore meccanico (o dispositivo miscelatore) pu? essere azionato a una velocit? compresa tra circa 100 giri/minuto e circa 1500 giri/minuto in funzione della geometria dell'utensile disperdente. In diversi esempi, il tempo di miscelazione pu? essere compreso tra circa 2 minuti e circa 20 minuti. La velocit? di rotazione e/o la durata dell'agitazione (o miscelazione) possono essere variati in risposta a un dispositivo di controllo (non mostrato), in cui la precisa ricetta di tempo di miscelazione, temperatura e velocit? di rotazione pu? essere variata in base agli specifici materiali selezionati.
[0025] I rapporti in peso tra la soluzione di silicato di sodio e il metacaolino possono essere variati rispetto agli esempi di cui sopra. In altri esempi, il rapporto in peso di 3:1 pu? avere una tolleranza di circa /-1%, /-5%, /-10% o anche /-15%. Pertanto, il rapporto in peso pu? essere compreso tra circa 2,5:1 e circa 3,5:1. In ulteriori esempi, il rapporto in peso pu? essere 2,8:1, 2,7:1, 3,1:1. 3,2:1, eccetera. Gli intervalli possono dipendere dal sistema alcalino, sodio o potassio, e dal tipo di materie prime, in particolare, il metacaolino, poich? le materie prime influenzano la viscosit? e il contenuto d'acqua della soluzione necessario per avere la reologia ottimale. Un intervallo generale compreso tra 2 e 3,5 pu? essere idoneo.
[0026] Nel blocco 104, l'impasto semiliquido pu? essere colato su un materiale in foglio. In diversi esempi, l'impasto semiliquido pu? essere colato su una pellicola di plastica. In alcuni esempi, l'impasto semiliquido pu? essere colato su un foglio in acciaio. In un esempio, ? possibile usare la carta Sappi? come supporto. In un altro esempio, ? possibile usare la pellicola Coveme? come supporto. La scelta del supporto pu? dipendere dalla tipologia del processo. In alcuni esempi, lo spessore dell'impasto semiliquido depositato pu? essere compreso tra circa 0,1 mm e circa 2 mm. In alcuni esempi, lo spessore dell'impasto semiliquido depositato pu? essere compreso tra circa 0,3 mm e circa 1,0 mm.
[0027] La stesura dell'impasto semiliquido sul supporto pu? essere agevolata da un dispositivo di trasporto. Per esempio, dopo che l'impasto semiliquido viene depositato sul supporto, un dispositivo di trasporto pu? trasportare il supporto attraverso un dispositivo a rullo atto a stendere il materiale a uno spessore sostanzialmente uniforme. Il movimento del dispositivo di trasporto, inclusa la velocit?, nonch? il controllo della pressione esercitata dal dispositivo a rullo, possono essere adattati in risposta a un dispositivo di controllo (non illustrato) in modo tale che lo spessore possa essere monitorato e controllato perch? rientri nelle tolleranze desiderate per fornire un impasto semiliquido con spessore regolato.
[0028] Nel blocco 106, l'impasto semiliquido con spessore regolato e il supporto possono essere sottoposti a un trattamento termico. Il supporto e l'impasto semiliquido con spessore regolato possono essere sottoposti al trattamento termico per polimerizzare ed essiccare l'impasto semiliquido e ottenere una pellicola sottile o un foglio. Lo spessore della pellicola sottile o del foglio risultante ? una funzione dei materiali usati nell'impasto semiliquido, dello spessore dell'impasto semiliquido colato sul supporto, nonch? della reazione di tali materiali nel trattamento termico.
[0029] In alcuni esempi, il trattamento termico pu? essere effettuato tramite un processo continuo. Per esempio, l'impasto semiliquido con spessore regolato pu? essere fatto passare mediante un dispositivo di trasporto attraverso un forno a temperatura controllata (forno monostadio o multistadio), in cui il forno a temperatura controllata pu? avere un profilo di temperatura adattato da un dispositivo di controllo (non illustrato). In alcuni esempi, il profilo di temperatura corrisponde a una singola temperatura e al tempo trascorso a tale singola temperatura. In altri esempi, il profilo di temperatura ? a pi? stadi con differenti tempi trascorsi a temperatura differente (per esempio, un periodo di riscaldamento progressivo, l'immersione a temperatura e un periodo di raffreddamento progressivo).
[0030] Un esempio di processo continuo pu? regolare vari parametri in un sistema di riscaldamento, come temperatura, profilo di riscaldamento, velocit?, profilo di raffreddamento, portata e/o velocit? dell'aria e qualsiasi altro parametro in grado di controllare l'umidit? e/o il riscaldamento per ottenere un risultato desiderato di un materiale polimerizzato con un contenuto di umidit? stabilito (per esempio, l'umidit? residua del materiale). Il risultato del trattamento termico pu? essere migliorato mediante un rigido controllo dell'umidit?. In diversi esempi, un dispositivo a microonde pu? essere usato per controllare una o pi? tra temperatura e umidit?. Pu? essere auspicabile monitorare in modo continuo la temperatura e/o i livelli di umidit? per effettuare il controllo dell'umidit? residua nel processo di trattamento termico continuo. In alcuni esempi, uno o pi? sensori possono essere usati per rilevare l'umidit? in corrispondenza di punti del processo appropriati. In alcuni esempi, un sensore a infrarossi (NIR) pu? essere utilizzato per fornire una misurazione senza contatto dell'umidit? e/o della temperatura. In altri esempi, ? possibile usare un sensore di radioisotopi per rilevare l'umidit? e/o la temperatura. ? possibile impiegare il sensore NIR o il sensore di radioisotopi per facilitare il controllo dell'umidit? e/o della temperatura attraverso un sistema in linea che controlla in modo adattivo i parametri di processo.
[0031] In alcuni esempi, il trattamento termico pu? essere effettuato mediante un processo discontinuo. In un processo discontinuo, l'umidit? pu? essere controllata mediante una percentuale di perdita di peso rispetto a un geopolimero completamente essiccato. L'umidit? pu? essere misurata pesando il supporto insieme all'impasto semiliquido, essiccando il supporto e l'impasto semiliquido in un forno per diverse ore (in generale, il tempo ? una funzione dell'umidit? finale) e, infine, effettuando una nuova pesatura.
[0032] In un esempio di trattamento termico, la temperatura di immersione per il materiale di impasto semiliquido con spessore regolato pu? essere impostata in un intervallo compreso tra circa 80 ?C e circa 250 ?C. In altri esempi, la temperatura di immersione pu? trovarsi in qualsiasi altro intervallo adeguato, per esempio, tra circa 100 ?C e circa 150 ?C, tra circa 100 ?C e circa 200 ?C, tra circa 130 ?C e circa 190 ?C, ecc. In alcuni esempi, la velocit? e/o la portata dell'aria possono essere variate per regolare la velocit? di essiccazione dell'impasto semiliquido con spessore regolato e per garantire la quantit? desiderata di umidit? residua. In alcuni esempi, l'umidit? ottimale dell'impasto semiliquido essiccato pu? essere compresa tra circa l'8% in peso e circa l'11% in peso; o, in alternativa, tra circa il 5% in peso e circa il 10% in peso, per esempio.
[0033] Il blocco 106 pu? essere seguito dal blocco 108, in cui il materiale essiccato pu? essere staccato dal supporto. In alcuni esempi, il supporto pu? essere una carta Sappie?, una pellicola Coveme? o un altro materiale adatto sotto forma di foglio. La carta Sappie? pu? avere una migliore resistenza termica rispetto alla pellicola Coveme?. In diversi esempi, la carta Sappie? pu? essere riusata dopo che il materiale essiccato viene staccato.
[0034] Il blocco 108 pu? essere seguito dal blocco 110, in cui il materiale essiccato staccato pu? essere macinato per formare la polvere di geopolimero. Il materiale essiccato pu? essere macinato mediante qualsiasi dispositivo di macinazione adeguato che fornisca una granulometria idonea. In alcuni esempi, il materiale essiccato pu? essere macinato mediante un mulino a giara. In diversi esempi, il materiale essiccato pu? essere macinato mediante un mulino a biglie. In alcuni esempi, il geopolimero formato in questo modo pu? avere una granulometria compresa tra circa 1 micron a circa 300 micron; o compresa tra circa 10 micron e circa 100 micron, per esempio. Il materiale distaccato pu? essere spostato sul dispositivo di macinazione mediante un dispositivo di trasporto come un nastro trasportatore e/o un trasportatore a tramoggia, per esempio. In diversi esempi, la granulometria del geopolimero pu? avere come risultato propriet? specifiche, come porosit?, finitura e resistenza meccanica del geopolimero. Pertanto, le propriet? finali del geopolimero possono dipendere dalla granulometria e dall'umidit? residua.
[0035] La Figura 2 ? una rappresentazione schematica di un sistema 200 per sintetizzare un geopolimero disposto secondo almeno alcune forme di realizzazione descritte nella presente. Il sistema 200 descritto pu? includere molteplici dispositivi come un miscelatore 202, una macchina di colata a nastro 204, una fornace ad aria calda 206 e un mulino 208.
[0036] Un dispositivo di controllo (non illustrato) pu? essere utilizzato per coordinare il funzionamento del sistema 200, per esempio, tramite istruzioni eseguibili da una macchina che, quando eseguite da un processore (per esempio, un microprocessore, un microcontrollore, un DSP o altro processore) nel dispositivo di controllo coordinano il funzionamento di ciascuno dei dispositivi per tempi, temperature e altri parametri basati sul processo e specificati per i dispositivi. Pertanto, ciascuno dei dispositivi descritti nel sistema 200 pu? essere configurato e azionato in risposta a segnali (per esempio, segnali analogici o digitali) provenienti dal dispositivo di controllo. In aggiunta, i sistemi di trasporto (non illustrati) come nastri trasportatori, tramogge e altri trasportatori azionati da robot possono essere utilizzati, configurati, azionati o diversamente manovrati in risposta al dispositivo di controllo, per il trasferimento tra i diversi dispositivi. I sensori (non illustrati) possono essere disposti in comunicazione con il dispositivo di controllo, che pu? essere utilizzato per monitorare parametri di trattamento come temperatura di miscelazione, velocit? di miscelazione, velocit? del trasportatore, riscaldamento, temperatura di immersione e/o di raffreddamento, portata e/o velocit? dell'aria, umidit? o livelli di umidit?, nonch? altri parametri del processo descritti nella presente.
[0037] In alcune configurazioni esemplificative, il miscelatore 202 pu? essere configurato per miscelare materiali 211 (la soluzione di silicato di sodio e il metacaolino) per formare un impasto semiliquido 212. La scelta del miscelatore 202 pu? dipendere dalle quantit? e dalla polvere di metacaolino usata per realizzare l'impasto semiliquido di geopolimero. In alcuni esempi, ? possibile usare un miscelatore con un agitatore meccanico. In alcuni esempi, ? possibile usare un miscelatore dotato di utensili disperdenti. In diversi esempi, la soluzione di silicato di sodio e il metacaolino possono essere miscelati a una velocit? di circa 800 giri/minuto, tuttavia altre velocit? di miscelazione possono essere idonee, come descritto in precedenza. In alcuni esempi, ? possibile miscelare la soluzione di silicato di sodio e il metacaolino per circa 10 minuti.
[0038] Un impasto semiliquido prepesato 212 e un supporto possono essere posizionati in una macchina di colata a nastro 204 e possono essere colati per formare una colata di impasto semiliquido sul supporto 213 (per esempio, carta). L'impasto semiliquido 212 pu? essere trasportato dal contenitore del dispositivo miscelatore a dei serbatoi e/o dai serbatoi alla macchina di colata a nastro 204 tramite tubi, dispositivi di alimentazione e/o dispositivi a tramoggia. La macchina di colata a nastro ? configurata per colare il materiale a una temperatura compresa tra circa 80 ?C e circa 250 ?C o qualsiasi altra temperatura di colata adeguata. In un esempio, l'impasto semiliquido pu? essere colato su un foglio di carta. In un altro esempio, l'impasto semiliquido pu? essere colato su una pellicola di plastica. In alcuni esempi, l'impasto semiliquido pu? essere colato su un foglio in acciaio. In un esempio, ? possibile usare la carta Sappi? come supporto. In un altro esempio, ? possibile usare la pellicola Coveme? come supporto. La scelta del supporto 213 pu? dipendere dalla tipologia dei parametri del processo. Una lama 217 pu? essere usata per regolare lo spessore dell'impasto semiliquido sul supporto 214 mentre il supporto 213 scorre lungo la macchina di colata a nastro 204. In alcuni esempi, lo spessore dell'impasto semiliquido depositato dalle ruote 215. Lo spessore dell'impasto pu? essere, per esempio, compreso tra circa 0,1 mm e circa 2,0 mm; tra circa 0,3 mm e circa 1,0 mm; o in qualsiasi altro livello di spessore desiderato che possa essere ragionevolmente adeguato.
[0039] L'impasto semiliquido colato e il supporto 213 possono essere trasferiti, tramite un dispositivo di trasporto (ruote 215), a un forno come una fornace ad aria calda 206. L'impasto semiliquido colato e il supporto 213 possono essere sottoposti a un trattamento termico nella fornace ad aria calda 206 per ottenere un materiale essiccato 216. L'impasto semiliquido colato e il supporto possono essere sottoposti al trattamento termico per polimerizzare ed essiccare l'impasto semiliquido e ottenere una pellicola sottile o un foglio di materiale essiccato 216. Lo spessore della pellicola sottile o del foglio di materiale essiccato 216 pu? essere una funzione dello spessore dell'impasto semiliquido colato sul supporto.
[0040] In alcuni esempi, il trattamento termico pu? essere effettuato tramite un processo continuo. Per esempio, l'impasto semiliquido pu? essere fatto passare mediante un dispositivo di trasporto attraverso una fornace a temperatura controllata (forno monostadio o multistadio), in cui la fornace a temperatura controllata pu? avere un profilo di temperatura adattato da un dispositivo di controllo (non illustrato). In alcuni esempi, il profilo di temperatura corrisponde a una singola temperatura e al tempo trascorso a tale singola temperatura. In altri esempi, il profilo di temperatura ? a pi? stadi con differenti tempi trascorsi a temperatura differente (per esempio, un periodo di riscaldamento progressivo, l'immersione a temperatura e un periodo di raffreddamento progressivo).
[0041] Un esempio di processo continuo pu? regolare vari parametri della fornace, come temperatura, profilo di riscaldamento, velocit?, profilo di raffreddamento, portata e/o velocit? dell'aria e qualsiasi altro parametro in grado di controllare l'umidit? e/o il riscaldamento per ottenere un risultato desiderato di un materiale polimerizzato con un contenuto di umidit? stabilito (per esempio, l'umidit? residua del materiale). Il risultato del trattamento termico pu? essere migliorato mediante un rigido controllo dell'umidit?. In diversi esempi, un dispositivo a microonde pu? essere usato per controllare una o pi? tra temperatura e umidit?. Pu? essere auspicabile monitorare in modo continuo la temperatura e/o i livelli di umidit? per effettuare il controllo dell'umidit? residua nel processo di trattamento termico continuo. In alcuni esempi, uno o pi? sensori possono essere usati per rilevare l'umidit? in corrispondenza di punti del processo adatti. In alcuni esempi, un sensore a infrarossi (NIR) pu? essere utilizzato per fornire una misurazione senza contatto dell'umidit? e/o della temperatura. In altri esempi, ? possibile usare un sensore di radioisotopi per rilevare l'umidit? e/o la temperatura. ? possibile impiegare il sensore NIR o il sensore di radioisotopi per facilitare il controllo dell'umidit? e/o della temperatura attraverso un sistema in linea che controlla in modo adattabile i parametri di processo.
[0042] In alcuni esempi, il trattamento termico pu? essere effettuato mediante un processo discontinuo. In un processo discontinuo, l'umidit? pu? essere controllata mediante una percentuale di perdita di peso rispetto a un geopolimero completamente essiccato. L'umidit? pu? essere misurata pesando il supporto insieme all'impasto semiliquido, essiccando il supporto e l'impasto semiliquido in un forno per diverse ore e, infine, effettuando una nuova pesatura.
[0043] In un esempio di trattamento termico, la temperatura di immersione per il materiale di impasto semiliquido con spessore regolato pu? essere impostata in un intervallo compreso tra circa 80 ?C e circa 250 ?C. In altri esempi, la temperatura di immersione pu? trovarsi in qualsiasi altro intervallo adeguato, per esempio, tra circa 100 ?C e circa 150 ?C, tra circa 100 ?C e circa 200 ?C, tra circa 130 ?C e circa 190 ?C, ecc. In alcuni esempi, la velocit? e/o la portata dell'aria possono essere variate per regolare la velocit? di essiccazione dell'impasto semiliquido con spessore regolato e per garantire la quantit? desiderata di umidit? residua. In alcuni esempi, l'umidit? ottimale dell'impasto semiliquido essiccato pu? essere compresa tra circa l'8% in peso e circa l'11% in peso; o, in alternativa, tra circa il 5% in peso e circa il 10% in peso, per esempio.
[0044] Il materiale essiccato 216 pu? essere staccato dal supporto 213. In alcuni esempi, il supporto 213 pu? essere carta Sappie?. In diversi esempi, il supporto pu? essere una pellicola Coveme?. La carta Sappie? pu? avere una migliore resistenza termica rispetto alla pellicola Coveme?. In alcuni esempi, la carta Sappie? pu? essere riusata dopo che il materiale essiccato viene staccato.
[0045] Il materiale essiccato 216 pu? essere macinato in un mulino 208 per formare la polvere di geopolimero 218. In alcuni esempi, il mulino 208 pu? essere un mulino a giara. In diversi esempi, il mulino 208 pu? essere un mulino a biglie. In alcuni esempi, il geopolimero 218 formato in questo modo pu? avere una granulometria compresa tra circa 1.0 micron e circa 300 micron; o compresa tra circa 10 micron e circa 100 micron, per esempio. Il materiale distaccato pu? essere spostato sul dispositivo di macinazione mediante un dispositivo di trasporto come un nastro trasportatore e/o un trasportatore a tramoggia, per esempio. In diversi esempi, la granulometria del geopolimero 218 pu? avere come risultato propriet? specifiche, come porosit?, finitura e resistenza meccanica. Pertanto, le propriet? finali del geopolimero 218 possono dipendere dalla granulometria e dall'umidit? residua.
[0046] Una ridotta granulometria del geopolimero pu? avere vantaggi nelle applicazioni di materiale di attrito dei freni. Per esempio, una granulometria ridotta pu? ridurre o eliminare le crepe nel materiale di attrito che viene realizzato usando il geopolimero illustrato. Il materiale di attrito che include il geopolimero illustrato pu? inoltre facilitare l'uniformit? della superficie dei materiali del freno. Inoltre, particelle geopolimeriche di piccole dimensioni possono migliorare l'adesione tra il materiale di attrito e lo strato sottostante usati per realizzare una pastiglia del freno.
[0047] Il dispositivo di controllo nei sistemi, metodi e dispositivi illustrati pu? essere un dispositivo di controllo di qualsiasi tipo atto all'uso nelle forme di realizzazione descritte. In un esempio, il dispositivo di controllo pu? essere un termostato. In un altro esempio, il dispositivo di controllo pu? essere un circuito elettronico analogico, un circuito elettronico digitale o un circuito elettronico misto analogico/digitale. In altri esempi, il dispositivo di controllo pu? essere un dispositivo basato su processore come un microprocessore, un microcontrollore, un dispositivo di controllo DSP o un dispositivo di altro tipo configurato mediante istruzioni eseguibili da una macchina per configurare e azionare le macchine e seguire la ricetta desiderata per la fabbricazione di particelle geopolimeriche.
[0048] In alcuni esempi, ? anche possibile utilizzare combinazioni di pi? dispositivi di controllo, in cui ciascun dispositivo di fabbricazione ? dotato del proprio dispositivo di controllo locale, e un dispositivo di controllo principale configura collettivamente ciascuno dei dispositivi di controllo locali per seguire la ricetta desiderata. Per esempio, un dispositivo miscelatore pu? avere un dispositivo di controllo locale che ne adatta la velocit? di miscelazione; mentre la macchina di colata a nastro ? dotata del proprio dispositivo di controllo locale per adattare lo spessore della colata, il profilo di temperatura della fornace, la velocit? di trasporto, ecc.; e un dispositivo di controllo principale pu? indicare a ciascuno dei dispositivi di controllo locali di utilizzare la ricetta specificata per fabbricare uno specifico geopolimero.
[0049] La Figura 3 ? un grafico 300 che illustra la variazione della viscosit? di un materiale geopolimerico con la velocit? di taglio. Nel grafico 300, l'asse verticale 302 rappresenta la viscosit? (cP) e l'asse orizzontale 304 rappresenta la velocit? di taglio (s<-1>). Nel grafico 306, la viscosit? del geopolimero si riduce da 100000 cP a 1000 cP mentre la velocit? di taglio aumenta da 0,1 a 1000 s<-1>. Il grafico mostra un tipico comportamento pseudoplastico necessario in un processo di colata a nastro al fine di avere una viscosit? che cambia in funzione della sollecitazione e della velocit? di taglio, permettendo di avere una bassa viscosit? e una fase di miscelazione agevole per un'elevata velocit? di taglio, e allo stesso tempo un'alta viscosit? per una bassa velocit? di taglio quando l'impasto semiliquido viene colato sotto forma di foglio sul materiale di supporto, al fine di mantenerne la forma.
[0050] La Figura 4 ? un grafico 400 che illustra il contenuto di materiale geopolimerico (percentuale in peso) in funzione della granulometria (?m) e dell'umidit? residua (percentuale in peso). L'asse verticale 402 rappresenta la granulometria (?m), l'asse orizzontale laterale destro 404 rappresenta il contenuto geopolimerico (percentuale in peso) e l'asse orizzontale laterale sinistro 406 rappresenta l'umidit? (percentuale in peso). I grafici 408, 410 e 412 mostrano differenti caratteristiche di umidit? residua di diverse versioni dei materiali geopolimerici. Come illustrato, il grafico 408 ha un'umidit? residua di circa il 10,5% in peso, mentre il grafico 410 ha un'umidit? residua di circa il 9% in peso e il grafico 412 ha un'umidit? residua di circa l'8% in peso. Come illustrato, le risultanti granulometrie ottenibili per queste umidit? residue variano in base al contenuto geopolimerico. Come dimostrato da questo grafico, le propriet? leganti delle particelle geopolimeriche (per esempio, in forma in polvere essiccata) possono essere regolate variando la granularit? (per esempio, la granulometria) e l'umidit? residua della polvere.
[0051] La Figura 5 ? un grafico 500 che illustra la variazione di usura di due materiali di attrito in funzione della temperatura. Nel grafico 500, l'asse verticale 502 rappresenta l'usura dei materiali di attrito e l'asse orizzontale 504 rappresenta la temperatura in (?C). Il grafico 506 rappresenta la variazione di usura del materiale di attrito avente un geopolimero di granulometria superiore a 300 micron in funzione della temperatura. Nel grafico 506, l'usura aumenta da 0,31 a 0,52 man mano che la temperatura aumenta da 50 ?C a 200 ?C e in seguito diminuisce a 0,41 a 400 ?C. Il grafico 508 rappresenta la variazione di usura del materiale di attrito avente un geopolimero di granulometria inferiore a 150 micron. Nel grafico 508, l'usura aumenta da 0,21 a 0,31 man mano che la temperatura aumenta da 50 ?C a 300 ?C e in seguito rimane costante a 0,31. ? evidente da questi grafici che l'usura del materiale di attrito avente un geopolimero di granulometria inferiore a 150 micron ? inferiore a quella del materiale di attrito avente un geopolimero di granulometria superiore a 300 micron. Ci? conferma che minore ? la granulometria del geopolimero, maggiore ? la riduzione dell'usura del materiale di attrito.
[0052] La Figura 6 ? un grafico 600 che illustra la variazione di usura di due pastiglie del freno in funzione della temperatura. Nel grafico 600, l'asse verticale 602 rappresenta l'usura delle pastiglie e l'asse orizzontale 604 rappresenta la temperatura in (?C). Il grafico 606 rappresenta la variazione di usura della pastiglia del freno avente un geopolimero di granulometria inferiore a 150 micron in funzione della temperatura. Nel grafico 606, l'usura aumenta da 0,6 a 1 man mano che la temperatura aumenta da 50 ?C a 200 ?C e in seguito aumenta a 8,3 a 400 ?C. Il grafico 608 rappresenta la variazione di usura della pastiglia del freno avente un geopolimero di granulometria superiore a 300 micron in funzione della temperatura. Nel grafico 608, l'usura diminuisce da 5 a 1 man mano che la temperatura aumenta da 50 ?C a 200 ?C e in seguito aumenta a 8,3 a 400 ?C.
ESEMPI
[0053] I seguenti esempi sono intesi come illustrativi e non limitativi e rappresentano specifiche forme di realizzazione della presente illustrazione. Gli esempi dimostrano che i geopolimeri illustrati sono sostanzialmente privi di resine fenoliche. In aggiunta, gli esempi dimostrano che i materiali di attrito vengono sintetizzati usando i geopolimeri illustrati. Infine, gli esempi dimostrano che le pastiglie che includono i materiali di attrito illustrati hanno durezza, compressibilit? e capacit? di distacco elevate.
Esempio 1
Miscelazione
[0054] 1000 g di metacaolino Imerys Argical? M1200 sono stati miscelati con 2731 g di soluzione di silicato di sodio Ingessil?. La miscela ? stata agitata in un miscelatore da laboratorio a circa 800 giri/minuto per circa 10 minuti per formare un impasto semiliquido.
Esempio 2
Colata a nastro
[0055] L'impasto semiliquido dell'Esempio 1 ? stato trasportato mediante dei tubi dai serbatoi alla carta Sappie? nella macchina di colata a nastro e colato a una temperatura compresa tra circa 15 ?C e circa 40 ?C (temperatura ambiente). Lo spessore dell'impasto semiliquido risultante ? di circa 0,3 mm. Esempio 3
Essiccazione e distacco
[0056] L'impasto semiliquido steso sulla carta Sappie? ? stato riscaldato in una fornace ad aria calda a una temperatura compresa tra circa 120 ?C e circa 200 ?C sotto un flusso d'aria. L'umidit? dell'impasto semiliquido ? stata monitorata in modo continuo usando un sensore NIR e l'impasto semiliquido ? stato riscaldato fino a raggiungere il 6-10% in peso di umidit? per formare un materiale essiccato. Il materiale essiccato ? stato quindi staccato dalla carta Sappie?.
Esempio 4
Macinazione
[0057] L'impasto semiliquido essiccato e distaccato ? stato macinato in un miscelatore a giara per circa 10 ore o in una macchina di mulino a biglie per circa 30 minuti. La granulometria della polvere risultante ha un diametro compreso tra circa 1 micron e circa 300 micron.
[0058] La presente illustrazione non deve essere limitata in termini di specifiche forme di realizzazione descritte in questa domanda, le quali sono intese come illustrazioni di vari aspetti. Numerose modifiche e variazioni possono essere realizzate senza discostarsi dal suo spirito e ambito. Metodi e apparati funzionalmente equivalenti nell'ambito della descrizione, oltre a quelli qui elencati, sono possibili in base alle precedenti descrizioni. Si intende che tali modifiche e variazioni rientrano nell'ambito delle rivendicazioni allegate. La presente illustrazione deve essere limitata solo dai termini delle rivendicazioni allegate, insieme all'intero ambito degli equivalenti ai quali tali rivendicazioni hanno diritto. La terminologia usata nella presente ha esclusivamente lo scopo di descrivere forme di realizzazione specifiche e non intende essere limitativa.
[0059] Nella presente materia, l'oggetto descritto illustra talvolta componenti differenti contenuti all'interno o collegati a diversi altri componenti. Le architetture rappresentate sono soltanto esempi e, infatti, ? possibile realizzare molte altre architetture che ottengano la stessa funzionalit?. Da un punto di vista concettuale, qualsiasi disposizione di componenti per ottenere la stessa funzionalit? ? effettivamente "associata" in modo tale da ottenere la funzionalit? desiderata. Pertanto, due componenti combinati nella presente per ottenere una particolare funzionalit?, possono essere considerati "associati" l'uno all'altro in modo tale da ottenere la funzionalit? desiderata, indipendentemente da architetture o componenti intermedi. Analogamente, due componenti in tal modo associati possono anche essere considerati "collegati operativamente" o "accoppiati operativamente" l'uno all'altro per ottenere la funzionalit? desiderata, e due componenti in grado di essere in tal modo associati possono anche essere considerati "accoppiabili operativamente" l'uno all'altro per ottenere la funzionalit? desiderata. Specifici esempi di componenti accoppiabili operativamente includono, in via non limitativa, componenti collegabili fisicamente e/o interagenti fisicamente e/o componenti interagibili senza fili e/o componenti interagenti senza fili e/o componenti interagenti logicamente e/o interagibili logicamente.
[0060] Relativamente all'uso, sostanzialmente, di qualsiasi termine plurale e/o singolare nella presente descrizione, gli esperti nella tecnica possono passare dal plurale al singolare e/o dal singolare al plurale in modo adeguato al contesto e/o all'applicazione. Le varie modifiche singolare/plurale possono essere esposte espressamente nella presente descrizione per motivi di chiarezza.
[0061] In generale, i termini qui usati, e in particolare nelle rivendicazioni allegate (per esempio, il corpo delle rivendicazioni allegate), sono generalmente intesi come termini "aperti" (per esempio, il termine "incluso" deve essere interpretato come "incluso in via non limitativa", il termine "avente" deve essere interpretato come "avente almeno", il termine "include" deve essere interpretato come "include in via non limitativa", ecc.). Inoltre, rester? inteso dagli esperti nella tecnica che, se si intende uno specifico numero di una dicitura di una rivendicazione introdotta, tale intento sar? esplicitamente menzionato nella rivendicazione e in assenza di tale dicitura, non ? presente tale intento. Ad esempio, come aiuto alla comprensione, le seguenti rivendicazioni allegate possono contenere l'uso delle frasi introduttive "almeno una" e "uno o pi?" per introdurre le diciture della rivendicazione. Tuttavia, l'uso di tali frasi non deve essere interpretato come suggerente che l'introduzione di una dicitura con gli articoli indeterminativi "un" o "uno/a" limiti qualsiasi specifica rivendicazione specifica contenente tale dicitura della rivendicazione introdotta a forme di realizzazione contenenti esclusivamente tale dicitura, anche qualora la stessa rivendicazione includa le frasi introduttive "uno/a o pi?" o "almeno uno/a" ed articoli indeterminativi come "un" o "uno/a" (per esempio, "un" e/o "uno/una" sono da interpretarsi come "almeno uno/a" o "uno/a o pi?"); lo stesso vale per l'uso di articoli determinativi usati per introdurre le diciture della rivendicazione. Inoltre, anche se viene esplicitamente menzionato un numero specifico di una dicitura di una rivendicazione introdotta, gli esperti nella tecnica riconosceranno che tale dicitura deve essere interpretata come indicante almeno il numero menzionato (per esempio, la mera dicitura di "due recitazioni", senza altri modificatori, indica almeno due diciture, o due o pi? diciture).
[0062] Inoltre, nei casi in cui ? usata una convenzione analoga a "almeno uno tra A, B e C, ecc." in generale, tale costruzione ? intesa nel senso in cui una persona esperta nella tecnica pu? comprendere la convenzione (per esempio, "un sistema avente almeno uno tra A, B e C" pu? includere, in via non limitativa, sistemi che hanno rispettivamente solo A, solo B, solo C, A e B insieme, A e C insieme, B e C insieme e/o A, B e C insieme, ecc.). Rester? inoltre inteso dagli esperti della tecnica che virtualmente ogni parola e/o frase disgiuntiva che presenti due o pi? termini alternativi, sia essa nella descrizione, nelle rivendicazioni o nei disegni, sar? intesa contemplare le possibilit? di includere un termine, l'uno o l'altro termine o entrambi i termini. Per esempio, la frase "A o B" sar? intesa includere le possibilit? di "A" o "B" o "A e B."
[0063] Per qualsiasi scopo, per esempio per fornire una descrizione scritta, tutti gli intervalli qui illustrati comprendono anche tutti i possibili sottointervalli e le combinazioni degli stessi. Qualsiasi intervallo elencato pu? essere facilmente riconosciuto come descrivente in modo sufficiente e in grado di rendere possibile allo stesso intervallo di essere suddiviso in almeno uguali met?, terzi, quarti, quinti, decimi, eccetera. Come esempio non limitativo, ciascun intervallo discusso nella presente pu? essere prontamente suddiviso in un terzo inferiore, un terzo centrale e un terzo superiore, eccetera. Come sar? inoltre compreso da un esperto nella tecnica, tutte le espressioni come "fino a", "almeno", "maggiore di", "inferiore a" e simili, include il numero menzionato e si riferisce a intervalli che possono essere successivamente suddivisi in sottolivelli, come discusso in precedenza. Infine, un intervallo include ciascun singolo membro.
Pertanto, per esempio, un gruppo avente 1-3 cellule si riferisce a gruppi aventi 1, 2 o 3 cellule. Analogamente, un gruppo avente 1-5 cellule si riferisce a gruppi aventi 1, 2, 3, 4 o 5 cellule, e cos? via.
[0064] Sebbene nel presente documento siano stati illustrati vari aspetti e forme di realizzazione, sono possibili altri aspetti e forme di realizzazione. I vari aspetti e le forme di realizzazione sono illustrati nella presente a scopo illustrativo e non intendono essere limitativi, in quanto il vero ambito e lo spirito sono indicati nelle seguenti rivendicazioni.
Claims (10)
1. Un metodo per sintetizzare un geopolimero, tale metodo comprendente: la miscelazione di una soluzione di silicato e di metacaolino per formare un impasto semiliquido;
la stesura dell'impasto semiliquido su un supporto per formare una pellicola di impasto semiliquido;
il trattamento termico del supporto e della pellicola di impasto semiliquido, in cui il trattamento termico essicca l'impasto semiliquido per formare un materiale essiccato con un'umidit? residua compresa tra circa lo 0% in peso e circa il 20% in peso;
il distacco del materiale essiccato dal supporto; e
la macinazione del materiale essiccato per ottenere un geopolimero con granulometria compresa tra circa 1 micron e circa 300 micron.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la miscelazione della soluzione di silicato e del metacaolino comprende:
miscelazione in un rapporto in peso di circa 3:1;
miscelazione a una velocit? compresa tra circa 500 giri/minuto e circa 1000 giri/minuto e per un tempo trascorso compreso tra circa 1 minuto e circa 20 minuti; e/o
miscelazione a una temperatura compresa tra circa 20 ?C e circa 40 ?C.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui la stesura dell'impasto semiliquido su un supporto comprende:
la stesura dell'impasto semiliquido su carta, pellicola di plastica o foglio in acciaio;
la stesura dell'impasto semiliquido sul supporto per ottenere un impasto semiliquido con spessore compreso tra circa 0,1 mm e circa 2 mm; e/o
la stesura dell'impasto semiliquido su un supporto comprende la stesura dell'impasto semiliquido sul supporto a temperatura ambiente.
4. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui il trattamento termico a cui sottoporre il supporto e l'impasto semiliquido comprende:
un trattamento termico continuo o discontinuo del supporto e dell'impasto semiliquido;
il riscaldamento del supporto e dell'impasto semiliquido monitorando l'umidit? in linea con un sensore a infrarossi (NIR);
il riscaldamento del supporto e dell'impasto semiliquido monitorando l'umidit? in linea con un sensore di radioisotopi; e/o
la pesatura del supporto insieme all'impasto semiliquido, l'essiccazione del supporto e dell'impasto semiliquido in una fornace ad aria calda, e un'ulteriore pesatura del supporto con l'impasto semiliquido.
5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il trattamento termico a cui sottoporre il supporto e l'impasto semiliquido comprende il riscaldamento del supporto e dell'impasto semiliquido a una temperatura compresa tra circa 80 ?C e circa 200 ?C per un tempo compreso tra circa 5 minuti a circa 30 minuti.
6. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il distacco del materiale essiccato dal supporto comprende il distacco del materiale essiccato dal supporto avente una resistenza termica compresa tra circa 150 ?C e circa 300 ?C.
7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui la macinazione del materiale essiccato per ottenere un geopolimero comprende la macinazione in un mulino a giara, un mulino a biglie o un mulino a impatto.
8. Un sistema per sintetizzare un geopolimero, tale sistema comprendente: una macchina miscelatrice configurata per formare un impasto semiliquido da una miscela di una soluzione di silicato alcalino e di metacaolino;
una macchina di colata configurata per colare l'impasto semiliquido su un supporto;
una fornace ad aria calda configurata per trattare termicamente l'impasto semiliquido sul supporto per formare un materiale essiccato, in cui il materiale essiccato ha un'umidit? compresa tra circa lo 0% in peso e circa il 20% in peso; e
un mulino configurato per macinare il materiale essiccato e ottenere un geopolimero con granulometria compresa tra circa 1 micron e circa 300 micron.
9. Sistema secondo la rivendicazione 8, comprendente inoltre:
una camicia d'acqua configurata per far circolare l'acqua al fine controllare la temperatura della miscela nella macchina miscelatrice; e
un dispositivo di controllo, in cui tale dispositivo di controllo ? configurato per coordinare il funzionamento di uno o pi? tra la macchina miscelatrice, la macchina di colata, la fornace ad aria calda e il mulino.
10. Sistema per sintetizzare un geopolimero, tale sistema comprendente: un mezzo per formare un impasto semiliquido da una miscela di una soluzione di silicato alcalino e di metacaolino;
un mezzo per colare l'impasto semiliquido su un supporto;
un mezzo per trattare termicamente l'impasto semiliquido sul supporto al fine di formare un materiale essiccato con un'umidit? residua compresa tra circa lo 0% in peso e circa il 20% in peso;
un mezzo per macinare il materiale essiccato al fine di ottenere un geopolimero con una granulometria con un diametro compreso tra circa 1 micron e circa 300 micron; e
un mezzo per il controllo del funzionamento di uno o pi? tra il mezzo per formare l'impasto semiliquido, il mezzo per colare l'impasto semiliquido, il mezzo per trattare termicamente l'impasto semiliquido e il mezzo per la macinazione del materiale essiccato.
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|---|---|---|---|
| IT102020000015202A IT202000015202A1 (it) | 2020-06-24 | 2020-06-24 | Metodi e sistemi per sintetizzare un geopolimero |
| PCT/US2021/033223 WO2021262351A1 (en) | 2020-06-24 | 2021-05-19 | Methods and systems for synthesizing a geopolymer |
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| IT (1) | IT202000015202A1 (it) |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023238090A1 (en) | 2022-06-10 | 2023-12-14 | Itt Italia S.R.L. | Method for the preparation of friction materials, in particular for the manufacture of brake pads, and associated brake pad |
| WO2024003675A1 (en) | 2022-07-01 | 2024-01-04 | Itt Italia S.R.L. | Improved geopolymeric friction material, in particular for manufacturing brake pads, and associated method and brake pad |
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| WO2013044016A2 (en) * | 2011-09-21 | 2013-03-28 | Arizona Board Of Regents, A Body Corporate Of The State Of Arizona Acting For And On Behalf Of Arizona State University | Geopolymer resin materials, geopolymer materials, and materials produced thereby |
| WO2020039396A1 (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | Itt Italia S.R.L. | Method for the preparation of friction material, specifically for the manufacture of brake pads and associated brake pads |
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2020
- 2020-06-24 IT IT102020000015202A patent/IT202000015202A1/it unknown
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- 2021-05-19 WO PCT/US2021/033223 patent/WO2021262351A1/en active Application Filing
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| WO2020039396A1 (en) * | 2018-08-24 | 2020-02-27 | Itt Italia S.R.L. | Method for the preparation of friction material, specifically for the manufacture of brake pads and associated brake pads |
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| WO2024003675A1 (en) | 2022-07-01 | 2024-01-04 | Itt Italia S.R.L. | Improved geopolymeric friction material, in particular for manufacturing brake pads, and associated method and brake pad |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021262351A1 (en) | 2021-12-30 |
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