PL104547B1 - Sposob wytwarzania materialow izolacyjnych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania materialów izolacyjnych przy uzyciu wlóknistych odpa¬ dów roslinnych, zwlaszcza slomy rzepakowej i odpowiednich srodków wiazacych.

Znane sa liczne sposoby wytwarzania materialów, zwlaszcza plyt, posiadajacych wlasnosci izolacyjne, przy uzyciu wlóknistych surowców roslinnych oraz syntetycznych srodków wiazacych. Jako srodek wiazacy stosuje sie zwykle produkty kondensacji aldehydu mrówkowego z mocznikiem, fenolem lub melamina albo srodki oparte na kondensacji rezorcyny lub cyjanoguanidyny z aldehydem mrówkowym. Jako srodki wiazace stosuje sie równiez lignosulfoniany w polaczeniu z zywica fenolowo-formaldehydowa. Wspólna cecha wymienio¬ nych wyzej zywic jest to, ze wlasnosci wiazace uzyskuja one dopiero w warunkach prasowania pod cisnieniem i w podwyzszonej temperaturze. Stosuje sie tutaj zwykle temperatury rzedu 15Q-180°C i cisnienie prasowania najczesciej 35-70 kg/cm2 a nawet do 170 kg/cm2. Otrzymane w tych warunkach wyroby posiadaja wprawdzie dobre wlasnosci mechaniczne, równoczesnie jednak charakteryzuja sie bardzo wysoka gestoscia, najczesciej powyzej 600-800 kg/m3 co czyni je nieprzydatnymi, np. dla budowy stropów w budynkach inwentarakich, gdyz równoczesnie w wyniku wysokiego sprasowania i braku pustych przestrzeni, wyroby te posiadaja znacznie obni¬ zone wlasnosci izolacyjne a wspólczynnik przenikania ciepla otrzymanych wyrobów jest wysoki i wynoai na ogól powyzej 0,06—0,1 kcal/m.h°C. Ponadto koniecznosc ogrzewania materialu w czasie prasowania ogranicza grubosc produkowanych plyt praktycznie do 1-3 cm. Uzyskanie plyt o wiekszej grubosci wymaga znacznego przedluzenia czasu przebywania materialu w prasie, a wiec ogranicza znacznie zdolnosc przerobowa urzadzen.

Parametry prasowania maja bowiem zasadniczy wplyw na jakosc plyt, a przepustowosc pras limituje zdolnosc produkcyjna ciagów technologicznych. W zwiazku z wymienionymi wyzej brakami, do izolacji cieplnej w bu¬ downictwie, a zwlaszcza dla izolacji stropów lekkich budynków inwentarskich, nie stosuje sie dotychczas plyt otrzymanych przy uzyciu wlóknistych surowców roslinnych i zywic syntetycznych. W powszechnym uzyciu natomiast znajduja sie takie, materialy, jak spienione tworzywa, welna mineralna lub szklana i inne. Sa to materialy deficytowe i dostepne tylko w ograniczonych ilosciach.

Istota wynalazku polega na wytwarzaniu materialów izolacyjnych z wlóknistych surowców-roslinnych przy uzyciu jako srodka wiazacego wodnego roztworu poliakrylanu sodu o lepkosci 0,5% roztworu rzedu 100 do2 104547 3500 cP, uzytego w ilosci 0,5 do 10% wag. w przeliczeniu na sucha mase gotowego wyrobu, ewentualnie z udzia¬ lem innych dodatków prowadzacych do podwyzszenia wytrzymalosci mechanicznej, niepalnosci wyrobu oraz odpornosci na plesnie i grzyby, przy czym srodek wiazacy w postaci wodnego roztworu poliakrylanu sodu wraz z dodatkami miesza sie lub nanosi na rozdrobniony material wlóknisty a nastepnie material ten formuje w odpo¬ wiednie ksztaltki, jak plyty, prety lub bloki, ewentualnie pod cisnieniem 1—10 kg/cm2 i przy podwyzszonej temperaturze, najkorzystniej od 100—120°C, korzystnie przy przeplywie powietrza lub innego gazu.

Rozwiazanie wedlug wynalazku eliminuje wystepujace dotychczas trudnosci i pozwala na otrzymanie bar¬ dzo lekkich materialów izolacyjnych przy uzyciu powszechnie dostepnych, odpadowych surowców roslinnych, takich jak np. sloma rzepakowa. Juz niewielka ilosc poliakrylanu sodu, rzedu 1% wagowego, pozwala na uformo¬ wanie róznorodnych odpadów roslinnych, a zwlaszcza slomy rzepakowej, w plyty o dowolnym ksztalcie, chara¬ kteryzujace sie po wysuszeniu wystarczajaca wytrzymaloscia mechaniczna, umozliwiajaca ich wykorzystanie dla izolacji budynków inwentarskich. Przy tym, co jest szczególnie wazne przy formowaniu plyt, nie wymagane jest prasowanie na goraco. Otrzymane w ten sposób wyroby charakteryzuja sie bardzo niska gestoscia, rzedu 200 kg/m2 oraz dobrymi wlasnosciami izolujacymi, o wspólczynnikach przenikania ciepla rzedu 0,054-0,067 kcal/m2 .h. °C.

Mechanizm dzialania poliakrylanu sodu nie zostal w pelni wyjasniony. Niewatpliwie obecnosc licznych grup funkcyjnych w dlugim lancuchu polimeru umozliwia reakcje z czastkami napelniacza prowadzac do trwale¬ go zwiazania masy w jednolite tworzywa o odpowiedniej wytrzymalosci mechanicznej. W przypadku wprowa¬ dzenia zywicy mocznikowo-formaldehydowej mozliwe sa takze dalsze reakcje lancucha poliakrylowego z grupa¬ mi metylolowymi i aminowymi zywicy, prowadzace do dalszego, przestrzennego usieciowania produktu. Usunie¬ cie wody z tak usieciowanego produktu przez wysuszenie prowadzi do otrzymania silnie porowatej masy, o bar¬ dzo niskiej gestosci.

Sposobem wedlug wynalazku poliakrylan sodu, o lepkosci 0,5% roztworów wodnych, rzedu 100—3500 cP, miesza sie z drobno pocieta sloma rzepakowa, formuje w ksztaltki — plyty lub walce i poddaje suszeniu w tem¬ peraturze podwyzszonej, najlepiej 100—120°C, ewentualnie w przeplywie powietrza lub innego gazu. Po wysu¬ szeniu otrzymuje sie gotowy produkt w postaci silnie porowatych ksztaltek, plyt, walców lub pretów, mocno zwiazanych i nadajacych sie bezposrednio do uzyciajako material izolacyjny.

Stopien rozcienczenia wodnego roztworu poliakrylanu sodu stosowanego w sposobie wedlug wynalazku zalezny jest od stopnia polimeryzacji poliakrylanu oraz od ilosci napelniacza. W przypadku polimerów o wyz¬ szych ciezarach czasteczkowych, charakteryzujacych sie lepkoscia 0,5% roztworów rzedu 800 cP, konieczne jest, dla równomiernego naniesienia roztworu polimeru na slome, stosowanie stezen rzedu 0.1—0.2%. W przypadku polimeru o lepkosci 0,5% roztworu rzedu 100 cP nie jest konieczne tak duze rozcienczenie i mozna stosowac roztwory o stezeniu 1-2% wagowych. Obok poliakrylanu sodu stosowac mozna szereg innych dodatków, nada¬ jacych otrzymanym materialom izolacyjnym dodatkowe zalety, jak niepalnosc, odpornosc na grzyby, plesnie itp.

Korzystne jest równiez wprowadzenie dodatku zywicy mocznikowo-formaldehydowej, co prowadzi do podwyz¬ szenia wytrzymalosci mechanicznej ksztaltek.

Przyklad I. 400 g slomy rzepakowej o rozdrobnieniu 1-4 mm zmieszano z 600 g 0,5% wodnego roz¬ tworu poliakrylanu sodu o lepkosci ??02K = 3360 cP, uformowano w plyty o wymiarach 15cmxl5cmx4cm i suszono w temperaturze 120°C przez 6 godzin. Otrzymana plyta posiadala gestosc 0,155 kg/m3 oraz wytrzymalosc mechaniczna, charakteryzowana przez sile potrzebna na wgniecenie zaokraglonego bolca o sred¬ nicy 10 mm na glebokosc 10 mm, równa 12,5 kg.

Przykladu. Analogicznie jak w przykladzie I zmieszano 400 g slomy rzepakowej z 800 g 0,5% wod¬ nego roztworu poliakrylanu sodu o lepkosci i\ \\°= 240 cP. Produkt po sprasowaniu i wysuszeniu w 120°C posia¬ dal gestosc 0,165 kg/m3 oraz wytrzymalosc mierzona jak w przykladzie I, równa 12 kg.

Przyklad III. Analogicznie jak w przykladzie I zmieszano 400 g slomy rzepakowej z 600 g 0,5% wod¬ nego roztworu poliakrylanu sodu o lepkosci i? q^°o= 3360 cP oraz ze 100 g 60% zywicy mocznikowo-formaldehy¬ dowej. Po wysuszeniu w 120°C produkt charakteryzowal sie gestoscia 0,175 kg/m3 i wytrzymaloscia równa 28 kg.

Przyklad IV. Próbe wykonano identycznie, jak w przykladzie III, wprowadzajac do mieszaniny do¬ datkowo 50 g 25% roztworu chlorku amonu oraz 0,4 g ortofenylofenolanu sodu. Produkt po wysuszeniu w 120°C charakteryzowal sie gestoscia 0,21 kg/m3 oraz wytrzymaloscia równa 13 kg, i byl calkowicie niepalny.

Przyklady V—XV zestawiofio w tabeli z wyszczególnieniem wlasnosci materialów izolacyjnych, otrzymanych sposobem wedlug wynalazku przy uzyciu róznych ilosci poliakrylanu sodu i pozostalych dodat¬ ków. Drobno pocieta slome rzepakowa zmieszano z wodnymi roztworami pozostalych surowców i formowano w walce o srednicy 36 mm i wysokosci 40 mm, poddawane nastepnie suszeniu w temperaturze 120°C*104547 3 Tabela Nr 6 7 8 9 11 12 13 14 R-r UOSC (g) 50 4 4 poliakrylanu Na Steze¬ nie % wag. 1.0 0,5 0,5 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 Lepkosc 0.5 (cP) 115 800 320Ó 800 800 430 3200 600 600 120 Ilosc slo¬ my rzepa¬ kowej (g) 40 40 Ilosc zy¬ wicy mocz¬ nikowej (g) Ilosc 25% r-ru NH4CL(g) Ilosc H,0 (g) 50 Wlasnosci materialu 1 gestosc (kg/m3) 150 148 157 280 230 280 220 240 250 220 wytrzyma-1 loic (kg/prób¬ ke) 11 14 18 47 29 43 17 45 28

Claims (4)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób wytwarzania materialów izolacyjnych z wlóknistych surowców roslinnych, zwlaszcza slomy izepakowej i przy uzyciu srodków wiazacych, znamienny tym, ze jako srodka wiazacego uzywa sie wod¬ nych roztworów poliakrylanu sodu, charakteryzujacych sie lepkoscia 0,5% wodnych roztworów rzedu 100 do 3500 cP, uzytych w ilosci 0,5 do 10% wagowych w przeliczeniu na sucha mase gotowego wyrobu, ewentualnie z udzialem innych dodatków prowadzacych do podwyzszenia wytrzymalosci mechanicznej, niepalnosci wyrobu oraz odpornosci na plesnie i grzyby, przy czym srodek ten wraz z dodatkami miesza sie lub nanosi na rozdrobnio¬ na slome rzepakowa lub inny material roslinny, a ten z kolei formuje w odpowiednie ksztaltki, jak plyty, prety lub bloki, ewentualnie pod cisnieniem rzedu 1—10 kg/cm2 i suszy w podwyzszonej temperaturze najkorzystniej w temperaturze 100—120°C, korzystnie w przeplywie powietrza lub innego gazu.

2. Sposób wg zastrz. 1,znamienny tym, ze jako dodatki podwyzszajace wytrzymalosc mechaniczna stosuje sie zywice mocznikowo-formaldehydowa.

3. Sposób wg zastrz. 1, znamienny tym, ze jako dodatki podwyzszajace niepalnosc stosuje sie chlorek amonu.

4. Sposób wg zastrz. 1,znamienny tym, ze jako dodatki podwyzszajace odpornosc na plesnie i grzy¬ by stosuje sie o-fenylofenolan sodu.