Przedmiotem wynalazku jest mieszanka do formowania zawierajaca czastki mineralne i organiczna substancje wiazaca,, nadajaca sie do wytwarzania gotowych wyro¬ bów lub pólfabrykatów o doskonalych wlasciwosciach mechanicznych, zwlaszcza wytrzymalosciowych.Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3078249 znane sa mieszanki do formowania zawiera¬ jace piasek, substancje wiazaca i gline zmodyfikowana kationowo. Jako substancje wiazaca stosuje sie w tych mieszankach zywice alkidowa zawierajaca nienasycone wiazania podwójne, np. zywice poliestrowa. Srodkiem sieciujacym te zywice jest nielotny monomeryczny roz¬ puszczalnik, przy czym sieciowanie zywicy nastepuje w trakcie jej utwardzania, a rozpuszczalnik sieciujacy czyni zywice bardziej plynna, dzieki czemu mieszanki do formowania mozna o wiele latwiej wlewac do form.Korzystne jest by czastki piasku pelniacego role nieor¬ ganicznego wypelniacza mialy ksztalt kulisty. Dla otrzy¬ mania wyrobów o korzystnych wlasciwosciach substan¬ cje wiazaca stosuje sie w ilosci co najmniej 10%, korzyst¬ nie w ilosci co najmniej 20% wagowych w przeliczeniu na calkowita wage mieszanki. Tak znaczna zawartosc substancji wiazacej nie jest jednakze korzystna, gdyz substancja ta jest najdrozszym skladnikiem mieszanki.Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3988289 znane sa mieszanki do formowania zawiera¬ jace zywice fenolowa i uwodniony cement. Wode do¬ daje sie do cementu hydraulicznego w takiej ilosci, by stopien uwodnienia cementu byl minimalny, co z kolei zwieksza wytrzymalosc i twardosc uzytej zywicy. W mie- 10 20 25 30 szankach tego "typu trzeba jednak stosowac co najmniej 10% wagowych zywicy fenolowej.W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ame¬ ryki nr 4036798 ujawniono dajace sie utwardzac mieszan¬ ki do formowania zawierajace tlenkowa substancje nieor¬ ganiczna inna niz szklo, korzystnie piasek, oraz 1—30% wagowych proszku szklanego i 1—20% wagowych zy¬ wicy fenolowej. Z mieszanek tych otrzymuje sie droga prasowania wyroby o szczególnie dobrej odpornosci na sciskanie w podwyzszonych temperaturach. Uzyskuje sie to mieszajac substancje tlenkowa ze szklem topniejacym w temperaturze 600—1000°C. Pod dzialaniem wysokiej temperatury szklo wplywa miedzy czastki tej substancji i dziala jako substancja wiazaca, gdyz w tak wysokich temperaturach zywica fenolowa ulega rozkladowi. Wy¬ roby z tego typu mieszanek maja jednak niezbyt dobra wytrzymalosc na rozrywanie.Cecha mieszanki wedlug wynalazku jest to, ze zawiera zdolne do krystalizacji lub krystaliczne szklo zmielone na czastki o szorstkiej powierzchni, zlozone z frakcji sto¬ sunkowo drobno zmielonych czastek o wielkosci do 250 mikronów i frakcji grubszych czastek o wielkosci 250— 5000 mikronów, przy czym drobniejsze czastki, których powierzchnia w wyniku uprzednio przeprowadzonego procesu ich dokladnego mielenia w obecnosci organicz¬ nej substancji wiazacej pokryta jest powloka tej substan¬ cji, rozprowadzone sa w mieszance równomiernie miedzy czastakmi grubszymi.Tak wiec jako skladnik mineralny mieszanki stosuje sie 108 6:?1108 631 3 zdolne do krystalizacji lub krystaliczne szklo, wytwa¬ rzane w piecu obrotowym i mielone na czastki odpowied- iygf-wiolheóci, n» -piAjfclad przy uzyciu mlyna kulowego.SrddJllritfc^) typ5 je^' znany pod nazwa „czastki syno- palowe". Czastki takie* zawieraja liczne male pecherzyki i ipo zmieleniu powierzchnia ich jest szorstka, z liczny- nli g^^i^njg^ jpo^stalymi po rozerwaniu tych peche- riyków. Dzidki Uklej powierzchni zmielone czastki przylegaja dobrze do zywicy, a takze zahaczaja sie na¬ wzajem.Zgodnie z wynalazkiem stosuje sie czastki mineralne o róznej wielkosci, korzystnie o srednicy 0—150 urn (mi¬ krometrów) ale mozna tez, stosowac czastki o wielkosci do 250 urn. Najkorzystniej; stosuje sie czastki doskonale rozdrobnione.Mieszanka wedlug wynalazku moze dodatkowo zawie¬ rac inne czastki mineralne, np. piasek, zmielone szklo, zmielone dachówki lub zmielone cegly itp., ewentualnie z dodatkiem czastek mineralów o mniejszej twardosci, takich jak wapien, talk, gips, pumeks, sucha glina, kaolin itp.Jako organiczna substancje wiazaca mozna zgodnie z wynalazkiem stosowac dowolne zywice organiczne.Przykladami takich zywic sa zywice termoutwardzalne oraz zywice utwardzalne, na zimno takie jak zywice epo¬ ksydowe, melaminowej mocznikowo^formaldehydowe, zy¬ wice z nienasyconych poliestrów, zywice uretanowe i fe- nolowo-formaldehydowe, albo zywice termpolastyczne, takie jak polietylen, polipropylen, polichlorek winylu, polioctan winylu, poliakrylany, polistyren, poliamidy i poliweglany.Stosunek ilosciowy pomiedzy czastkami mineralnymi i skladnikiem zywicznym moze sie wahac w szerokich granicach. Zawartosc zywicy powinna byc mozliwie ma¬ la, aby nie pogarszac zadanych wlasciwosci mechanicz¬ nych.Zwykle zawartosc zywicy wynosi 5—20%, np. 10% wagowych, ale w razie potrzeby moze wynosic np. 20— 30% lub 30—50% wagowych. Mozna tez stosowac mniej¬ sza zawartosc zywicy, np. 2—5% wagowych.Drobne czastki mineralne i skladnik zywiczny miesza sie droga mielenia, np. w mlynach kulowych, itp. Podczas mielenia stopiona pod wplywem wydzielajacego sie cie¬ pla zywica (majaca zwykle postac proszku) wplywa w szczeliny i wglebienia powierzchni czastek szkla, przy czym zostaje ona rozprowadzona po szorstkiej powierz¬ chni tych czastek bardzo równomiernie. Po dodaniu grubszych czastek o równie szorstkiej powierzchni po¬ kryte zywica drobne czastki dzialaja w procesie formowa¬ nia jak; spoiwo wiazace grubsze czastki, które przyle¬ gaja scisle do zywicy i do siebie nawzajem. W rezultacie wytrzymalosc wyrobów otrzymanych z takiej mieszanki wzrasta do 30% w stosunku do wytrzymalosci wyrobów sporzadzonych z mieszanki zawierajacej jedynie drobne czastki mineralne i substanqe wiazaca.Proces mieszania mozna niekiedy ulatwiac dodajac rozpuszczalnik lub stosujac roztwór zywicy w odpowied¬ nim rozpuszczalniku lub jej emulsje lub zawiesine w wo¬ dzie. Stosuje sie tu znane rozpuszczalniki zywic, które zwykle ulegaja odparowaniu podczas mieszania.W razie potrzeby mozna równiez stosowac mniejsze ilosci róznych dodatków pomagajacych uzyskac zadany skutek lub stanowiacych wypelniacze. Np. dodatek tlen¬ ku krzemu lub krzemianów w ilosci 0,01—1% wagowe- 4 go zwieksza plynnosc, polepsza gestosc i jednolitosc go¬ towego produktu.Mozna tez stosowac mniejsze ilosci innych dodatków, np. malych kulek szklanych, krótkich wlókien mineral- 5 nych, np. szklanych lub z welny zuzlowej, a takze pig¬ mentów. Mozna tez stosowac jako wzmocnienie metalowe nitki lub siatki, plecionki lub tkaniny z wlókien szkla¬ nych, wlókna celulozowe, papier, itp. Przez dodanie pig¬ mentów uzyskuje sie efekty dekoracyjne, a stosujac róz¬ ne barwniki mozna tez uzyskac wzory marmurkowe.Zawartosc czastek grubego materialu mineralnego w mieszance wedlug wynalazku oraz wielkosc tych czastek zalezy od przeznaczenia koncowych produktów i tech¬ nologii ich formowania. Przewaznie odpowiednie sa czastki o wielkosci 250—1000 mikrometrów, ale mozna stoso¬ wac i grubsze czastki, np. 1—5 mm, zwlaszcza, gdy ma¬ ja byc wytwarzane przedmioty duze. Stosunek ilosciowy grubszych czastek do pokrytej organiczna substancja wiazaca drobnej frakcji zalezy od rodzaju tych czastek, zadanych wlasciwosci produktu i moze wahac sie w sze¬ rokich granicach. Zwykle na 1 czesc wagowa pokrytej zywica drobnej frakcji stosuje sie 1—5 czesci wagowych grubych czastek.Mieszanke zwykle wytlacza sie lub formuje w inny znany sposób, otrzymujac przedmioty o duzej wytrzy¬ malosci i bardzo malej zawartosci zywicy w stosunku do calosci mieszanki. Poniewaz organiczna zywica jest wie¬ lokrotnie drozsza od pozostalych skladników mieszanki, mozliwe jest wytwarzanie przedmiotów niekosztownych, a majacych bardzo dobre wlasciwosci. Sklad pokrytej zywica drobnej frakcji moze byc zmieniany, dzieki cze¬ mu mozna wytwarzac koncowe produkty o róznych wlas¬ ciwosciach, np. mozna zwiekszac wytrzymalosc mecha¬ niczna, odpornosc na czynniki atmosferyczne, a takze regulowac stopien porowatosci i uzyskiwac efekty barwne.Na rysunku uwidoczniono przekrój pionowy fragmen¬ tu plyty wykonanej z mieszanki wedlug wynalazku. Wew¬ natrz grubszych czastek 1 z krystalicznego szkla, zwiaza¬ nych pokrytymi zywica czastkami frakcji 2, znajduja sie pecherzyki 3, przy czym niektóre z nich dochodza do powierzchni czastek 1, tworzac wglebienia 4. Frakcja 2 zawiera drobne czastki 5 krystalicznego szkla.Wynalazek zilustrowano w przykladach, w których, o ile nie zaznaczono inaczej, podane procenty i czesci oznaczaja procenty i czesci wagowe.Przyklad I. Sklad dwóch mieszanek do wytwa¬ rzania plytek, które moga byc stosowane jako dekoracja scian, np. w jadalniach, albo moga zastepowac znane plytki ceramiczne, od których sa jednak znacznie tansze i lat¬ wiejsze do przymocowywania do scian.Synopal 0—140 um Synopal 200—600 um Tlenki metali B. Zywica epoksydowa Nylon Synopal 0—140 um Synopal 200—600 um Tlenki metali 35—40% 50—58% 0—4% 5—10% 5—10% 25—30% 45—50% 0—5% Przyklad II. Sklad mieszanki do wytwarzania grubszych plytek sciennych. Duze czastki uzyto tu w znacznych ilosciach, poniewaz plynnosc tworzywa nie ma w tym przypadku decydujacego znaczenia. Zmniejsze¬ nie odpornosci na uderzenia powodowane dodaniem 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60108 631 6 15 20 grubszych czastek, o srednicy 2—4 mm, nie ma jednak praktycznego znaczenia w przypadku plytek o grubosci np. 12—20 mm.A. Zywica fenolowa 3,5—4,0% Synopal 0—140um 33—35% 5 Synopal 0—500 um 18—22% Synopal 500—1500 um 18—22% Synopal 1500—2000 um 18—22% Tlenkimetali 0—4% B. Sproszkowanypoliester 5—8% 10 Synopal 0—140 um 30—36% Synopal 0—500 um 16—18% Piasek 500—1500 16—18% Zwir granitowy 2000—4000 um 22—24% Tlenkimetali 0—4% Przyklad III. Mieszanka wedlug wynalazku moze byc stosowana do pokrywania plyt z wiórów drewnia¬ nych, plyt izolacyjnych, arkuszy azbestowo-cemento¬ wych itp. Czesto pozadane jest wytwarzanie grubej po¬ wloki mieszanki czesciowo ze wzgledów wytrzymalos¬ ciowych, a czesciowo w celu zabezpieczenia przed og¬ niem. W takich przypadkach korzystnie stosuje sie mie¬ szanke o nizej podanym skladzie, zawierajaca wiecej zy¬ wicy, totez przylegajaca do powierzchni elementu pod¬ czas jego formowania. Mieszanke zawierajaca grube czastki umieszcza sie na wierzchu elementu (albo we wglebie¬ niu i element na wierzchu) i przesuwa w dól górna czesc urzadzenia sprezajacego, formuje i utwardza mieszanke, wtlaczajac zywice z tej mieszanki w powierzchnie ele¬ mentu.Dla plyt z wiórów drewnianych: Zywica fenolowa 10—40% Synopal 0—140 um 30—40% Synopal 2000—4000 um 50—60% Pigmenty organiczne 0—2% Dwutlenektytanu 3% Przyklad IV. Bardzo wysoka wytrzymalosc przed¬ miotów wykonywanych z mieszanki wedlug wynalazku uzyskuje sie, jezeli w ostatnim stadium mielenia w mly¬ nie kulowym do mieszaniny dodaje sie krótkie wlókna szklane. Efekt ten uzyskuje sie stosujac wlókna bardzo cienkie. Wysoka wytrzymalosc mechaniczna jest niez¬ bedna przy wytwarzaniu dachówek i plytek do pokry¬ wania scian zewnetrznych. Dodatek zywicy silikonowej nadaje tym elementom odpornosc na dzialanie wody i po¬ lepsza ich wytrzymalosc na uderzenia, zas dodatek sub¬ stancji uodporniajacy na dzialanie promieniowania nad¬ fioletowego czyni te elementy odpornymi na dzialanie czynników atmosferycznych. Sklad mieszanki jest nas¬ tepujacy: Zywica fenolowa 4% Zywica silikonowa 1% UtrwalaczUV 0,2% Synopal 0—140um 30% 55 Synopal 600—840 um 30% Piasek 800—1200um 30% Wlóknaszklane 2% Tlenkimetali 2,8% Przyklad V. W celu uzyskania efektów dekora- 60 cyjnych, na powierzchnie mieszanki przed formowaniem naklada sie odpowiednio nadrukowany cienki arkusz pa¬ pieru nasycony zywica melaminowa. Oba skladniki zy¬ wiczne sa utwardzone równoczesnie i wierzchnia war¬ stwa dekoracyjna stanowi integralna czesc uformowanego 65 33 35 przedmiotu. Ponizej podano sklad tworzywa odpowied¬ niego do tego celu.Ozdobny arkusz formowany na sucho: wlókno celulozowe 25% synopal 0—140um 25% zywicamelaminowa . 50% Przyklad VI. Sklad mieszanki nadajacej sie do wy¬ robu tac do podawania pokarmów oraz oslon stosowa¬ nych w domach jako oslony cieplne, ewentualnie ozda¬ biane.Ozdobny arkusz jak w przykladzie V 5% Zywicafenolowa 5% Synopal 0—140um 40% Synopal 200—600um 48% Pigmenty organiczne 2% Przyklad VII. Wytwarza sie próbki tworzyw o ma¬ lej zawartosci zywicy jako spoiwa i róznych ilosciach grubszych czastek mineralnych.Próbka 1.Synopal 0—140um 34,2% 0,500um 20,0% 500—1500 um 20,0% 1500—2000 um 20,0% 94,2% Zywica fenolowa 3,8% Tlenkimetali 2,0% Tworzywo to nadaje sie jedynie do wytwarzania przed¬ miotów grubych.Próbka 2.Synopal 0—140um 36% 0—500 um 16% 500—1500 um 20% 1500—2000 um 22% 94% Zywicafenolowa 4% Tlenkimetali 2% Tworzywo to nadaje sie tylko do wytwarzania przed¬ miotów grubych.Próbka 3.Synopal 0—140 um 36% 600—840 um 60% 96% Zywicafenolowa 4% Przedmioty uformowane z tego tworzywa maja wy¬ soka wytrzymalosc.Próbka 4.Synopal 0—140um 36% 200—600 um 60% ¦ 96% Zywicafenolowa 4% Tworzywo to ma wysoka wytrzymalosc i nadaje sie do wytwrzania przedmiotów cienkich i grubych.Próbka 5.Synopal 0—140um 96% Zywicafenolowa 4% Tworzywo to ma mala wytrzymalosc mechaniczna z powodu braku grubszych skladników i malej zawar¬ tosci zywicy.Przyklad VIII. Mieszanine 90 czesci synopalu i 10 czesci zywicy fenolowej miele sie w mlynie kulowym az do uzyskania czastek 0—150 (im i otrzymane tworzywo osnowowe miesza sie z taka sama wagowo iloscia syno¬ palu o wielkosci czastek 250—1500 um. Otrzymana mie¬ szanke stosuje sie do wytwarzania plyt dachowych. Ply-108 631 ty prasuje sie w matrycy lub formie i ogrzewa w tempe¬ raturze 210 °C w ciagu 20 sekund. W celu ostatecznego utwardzenia plyty ogrzewa sie w piecu bezposrednim plomieniem w ciagu 2 minut, przy czym razem z kon¬ cowym utwardzaniem spala sie równiez ulatujace gazy, zwlaszcza formaldehyd.Przyklad IX. Synopal i cement portlandzki mie¬ sza sie w stosunku wagowym 1:1, stosujac synopal 0— 600 urn i cement 0—50um. Miesza sie w mlynie kulo¬ wym z kulami ceramicznymi w ciagu 1 godziny i w polo¬ wie okresu mieszania dodaje 1% zywicy fenolowej. Pro¬ dukt granuluje sie i spieka w piecu obrotowym w tem¬ peraturze okolo 1400°C, nastepnie chlodzi do tempera¬ tury pokojowej i ponownie ogrzewa w temperaturze 1100° w ciagu 2 godzin. Otrzymuje sie produkt o czastkach kulistych, o srednicy 2—3 mm do 1 cm. Produkt roz¬ drabnia sie w mlynie kulowym w ciagu 2 godzin do wiel¬ kosci ziaren 0—2 mm, po czym dodaje 6% zywicy feno¬ lowej i sprasowuje w plyty o grubosci 6 mm i gestosci okolo 2. Plyty te nadaja sie jako plyty dachowe.Przyklad X. Zywice fenolowa zastepuje sie 30% melaminy, przy czym otrzymuje sie produkt o wytrzy¬ malej powierzchni, odporny na dzialanie wody i nada¬ jacy sie na zewnetrzne okladziny scian w trudnych wa¬ runkachklimatycznych.Przyklad XI. Synopal o ziarnach 0—2 mm miele sie w ciagu 2 godzin w mlynie kulowym o ceramicznych ku¬ lach, otrzymujac produkt o rozdrobnieniu 0—1 mm.Produkt ten miesza sie w stosunku wagowym 1:1 z ply- lem wielkopiecowym o uziarnieniu 0—2 mm i miele az do otrzymania ziaren 0—300 urn. Nastepnie dodaje sie 6% zywicy fenolowej, otrzymujac plyty o bardzo do¬ brych wlasciwosciach.Przyklad XII. Postepuje sie w sposób opisany w przykladzie XI ale dodaje tylko 3% zywicy fenolowej, po czym plyty laminuje sie po obu stronach mieszanina zawierajaca 20% zywicy fenolowej i 80% mieszaniny sy- nopalu i pylu wielkopiecowego 1:1. Calkowita zawartosc zywicy fenolowej wynosi 4,5%.Przyklad XIII. Postepuje sie jak w przykladzie XII, ale laminuje sie mieszanina zawierajaca tylko 20% melaminy i 80% synopalu. Otrzymane plyty daja sie dobrze barwic i moga sluzyc do celów dekoracyjnych. 8 Zastrzezenia patentowe 1. Mieszanka do formowania zawierajaca czastki mi¬ neralne i organiczna substancje wiazaca, znamienna tym, ze zawiera zdolne do krystalizacji lub krystaliczne 5 szklo zmielone na czastki o szorstkiej powierzchni, zlo¬ zone z frakqi stosunkowo drobno zmielonych czastek o wielkosci do 250 mikrometrów i frakcji grubszych czas¬ tek o wielkosci 250—5000 mikrometrów, przy czym drob¬ niejsze czastki, których powierzchnia w wyniku uprzed- 10 nio przeprowadzonego procesu ich dokladnego mielenia w obecnosci organicznej substancji wiazacej pokryta jest powloka tej substancji, rozprowadzone sa w mieszance równomiernie miedzy czastkami grubszymi. 2. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze 15 jako frakcje stosunkowo drobno zmielonych czastek za¬ wiera czastki o wielkosci do 150 mikrometrów. 3. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako frakcje grubszych czastek zawiera czastki o wielkosci 250—1000 mikrometrów. 20 4. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze jako organiczna substanq'e wiazaca zawiera zywice ter¬ moutwardzalna. 5. Mieszanka wedlug zastrz. 4, znamienna tym, ze jako organiczna substancje wiazaca zawiera zywice fe- 25 nolowo-formaldehydowa, zywice epoksydowa, zywiec me- laminowa, zywice mocznikowo-fonnalde^ydowa lub zy¬ wice uretanowa. 6. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera zdolne do krystalizacji lub krystaliczne szklo wy- so tworzone w piecu obrotowym, zawierajace liczne peche¬ rzyki, które zmielone jest w ten sposób, ze na powierzchni zmielonych czastek znajduja sie liczne wglebienia pow¬ stale w wyniku rozerwania pecherzyków. 7. Mieszanka wedlug zastrz, 1. znamienna tym, ze 35 zawiera czastki zdolnego do krystalizacji lub krystalicz¬ nego szkla których powierzchnia zostala pokryta powlo¬ ka organicznej substancji wiazacej w procesie ich mie¬ lenia w mlynie kulowym. 8. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze 40 zawiera dodatek wlókien mineralnych, roslinnych lub syntetycznych. 9. Mieszanka wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera frakcje grubszych czastek w ilosci 25—75% wa¬ gowych w przeliczeniu na calkowita wage mieszanki. t.y-.-^r;..:-.-.;:-.: .•;.-y;.; t ^1 LZG Z-d 3, z. 54/1400/81, n. 95+20 egz.Cena* 45 zl PL