PL158273B1 - Mineral, alkali-resistant fibres and method for manufacturing mineral, alkali-resistant fibres - Google Patents

Description

© OPIS PATENTOWY © PL © 158273 © BI

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Numer zgłoszenia: 272621

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej

Data zgłoszenia: 20.05.1988 © IntCl^5:

C03C 13/06

C03B 37/00

Włókna mineralne, alkaloodporne i sposób wytwarzania włókien mineralnych, alkaloodpornych

Zgłoszenie ogłoszono:

27.11.1989 BUP 24/89

O udzieleniu patentu ogłoszono : 31.08.1992 WUP 08/92

Uprawniony z patentu:

Politechnika Sla.ska im. Wincentego Pstrowskiego, Gliwice, PL

Twórcy wynalazku:

Małgorzata Sopicka-Lizer, Katowice, PL Stanisław Pawłowski, Katowice, PL Stanisław Serkowski, Katowice, PL Mariusz Woynarski, Katowice, PL Bronisław Wieńczyk, Zabrze, PL

1. Włókna mineralne alkaloodporne, zwane włóknami wolastonitowymi, znamienne tym, że zawierają SiC>2 i CaO w stosunku wagowym SiOz/CaO wynoszącym 1,2-2,4 oraz w procentach wagowych 2-10% AI2O3 i dodatek mineralizatora w ilości 0,5-8%.

PL 158273 BI

WŁÓKNA MINERALNE, ALKALOODPORNE I SPOSÓB WYTOWRZZAIA WŁÓKIEN MINERALNYCH, ALKALOODPORNYCH

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Włókna mineralne, alkaloodptrne, zoane włóknami oolasttnitooymi, znamienne tym, że zawierają Sio., i CaO o stosunku oagtoym SiOj/CaO wynoszącym 1,2 - 2,4 •oraz, o procentach Wagoo^ch, 2-10% ^A^2°3 * d°datek mineralizatora o itości 0,5-8%.
2. 2. Włókna oedług zastrz. 1, znamienne tym, że jakt mineralizattr zawierają tlenek miedzi lub jegt połączenie, o ilości, o procentach oagoo/ch, 0,5-2%, o przeliczeniu na CuO.
3. 3. Włókna oedług zastrz. 1, znamienne tym, że jako mineralizator zawierają denek chromu lub jego połączenia, o procentach 2-8%, o przeliczeniu na Cr₂O3.
4. 4. Włókna oedług zastrz. 1, znamienne tym, że jako mineralizator zawierają denek cyrkonu, o procentach oagooych, o ilości 2-8%.
5. 5. Włókna oedług zastrz. 1, znamienne tym, że jako mineralizator zawierają denek tytanu, o procentach oagoo/ch, o ilości 2-8%.
6. 6. Sposób oytoarzania ołókien mineralnych, alkaloodpornych, zoanych ołóknami oolasttnitowymi, polegający na rtzołóknieniu strugi stopu krzemianool-oapniowego o znany sposób, znamiennny tym, że uzyskane ołókna poddaje się obróbce cieplnej o tem^r^tturze ^600-800°^C przez ²-⁶⁰ minut.

   Przedmiotem oynalazku są ołókna mineralne, alkatoodporne o średnicy poniżej 15 mikrometróo, o postaci oaty, maty lub ołókien ciągłych, stosooane jakt maaeriał zbrojący ^dt oytoarzania oyrtbóo oi^ązan^ych cementem lu^b jako izolacja cieplna ^do temperatury ⁸⁵⁰°C i sposób oytoarzania tych ołókien mineralnych, alkaloodpornych.

   Dotychczas znane ołókna alkaloodporne zawierają, o procentach oagooych 50-75% SiO₂, 2-10% A12O3, 2-20 % CaO oraz dochodzące do 20% dodatki ZrO^ lub TiOj. Włókna te posiadają strukturę szklistą i ich podoyższona odporność chemiczna jest oynikiem dużego udziału denkóo ZrO₂, B2°3 lub TiO₂· Dodatki te znacznie ptdo/^zszają koszt ich produkcji.

   Znane są róonież sptstby podo^zenia odporności chemicznej ołókien przez zastostoanie szkieł, które mają zdolność dt gwałtoonej nukleacci i krystalizacji bez deformacci przy pootórnjm ogrzeoaniu do temperatury rzędu 700-1035°C. Po krystalizacji ołókna te slcła^ją się ze spinelu lub diopsydu, które toorzą główną fazę krystalćczną. Krystalizacja tych faz rozpoczyna się głóonie od powierzchni ołókien i przebiega do ich onętrza, co znacznie osłabia oftrzymałość ołókien. Ponadto diopsyd krystalizuje o postaci rozległych płytek o pokroju koadratowym, ct róonież nie jest korzystne dla ^trzymałości ołókien. Ditpsyd podczas krystalizacji oykazuje także dużą łatwość podstaoień izomorficznych takich kationóo jak Al, Fe, Na, K itd, ct spraoia, że skład fazy krystalicznej ołókien, a oięc ich charakter chemiczny, silnie odbiega td charakteru chemicznego zaczynu cementooego.

   Wszystkie znane ołókna alkatoodporm zawierają SiO₂ i CaO o stosunku oagooym znacznie przekraczającym 2,5.

   Istotą oynalazku są ołókna mineralne, tlkaloodpornl i sposób ich ^toarzania, zoane dalej ołóknami ooltttonilovymi charakteryzujące się tjrni, że zawierają SiO₂ i CaO o stosunku 1,2-2,4 oraz o procentach oagooych 2-10% AljO^ i dodatek mineralizatora 0,5-8^%. Jako mneralizator stosuje się związki miedzi korzystnie o procentach oagooych 0,5-2% o przeliczeniu na denek lub zoiązku cyrkonu, chromu lub tytanu najkorzystniej o postaci denkooej, korzystnie o procentach oagoi^ch 2-8% o przeliczeniu na tlenki.

   158 273

   Będący przedmiotem wynalazku sposób otrzymywania włókien mineralnych, alkaloodpornych, zwanych włóknami wolastonitowyrni, polega na uzyskaniu, znanymi metodami, ze stopu włókien, ^kti5re nastę^pnie poddaje się obróbce cie^plnej w temperaturze 600-800°C w czasie 2-60 minut, w wyniku czego ich szklista struktura przechodzi w strukturę szkło-ceramiczną z utworzeniem drobnokrystalicznego wolastonitu. Proces ten zapewnia uzyskanie przez włókna doskonałej odporności na działanie środowiska alkaUcznego. Dodatek mineralizatora zapewnia objętościowo krystalizację włókien. Włókna w3lastoni.o^*^e według wynalazku nadają się do wytwarzania maaeriałów budowlanych, włókno-cementowych lub jako izolacja cieplna do temperatury ⁸5⁰°C.

   Przykład I: Mieszaninę złożoną, w procentach wagowycn, z 65% piasku kwarcowego, 25% wapna palonego, 9% technicznego tlenku glinu i 1% technicznego CuO, topi w piecu łukowym i rozwłóknia na wirujących dyskach otrzymując w komarze osadczej watę włóknistą. Następnie włókna wygrzewa się w llektrycznym piecu tuneoowym w ten sposób, że w maksymaanej temperaturze 800^OC włókna ^prd^by^^^^{ą 5} minut. Mrzjmani wtókna positóayją mikrostrukturę charakterystyczną dla szkłoceramiki z ziarnami wolastonitu o średnicy 0,05-0,10 mikrometra, rozmieszczonymi w osnowie pozostałego szkła. Są odporne na działanie alkal^nego środowiska.

   Przykład II: Mieszaninę złożoną, w procentach wagowych, z 55% kwarcytu, 35% kamienia wapiennego, 10% piasku cyrkonowego, topi się w piecu szybowym i rozwłóknia na wirujących dyskach, otrzymując w komorze osadczej włókna w postaci wojłoku. Następnie włókna wygrzewa się w tune^nym piecu o konstrukcji pieców do odprężenia szkła w ten sjoosób, że w maksymmlnej temperaturze ⁶50°C włókna ^prce^byoają przez ⁶⁰ minut. ^W otrzm^lteh włóknach znajduje się wolastonit o średnicach kryształów 0,01-0,05 mikrometra, nadający włóknom odporność chemiczną w środowisku alkαliczyym.

   Przykład III: Mieszaninę złożoną, w procentach wagowych, z 43% piasku zawierającego aizamum 96% SiO₂, 15% gliny G-4, 38% kamienia wapiennego oraz 4% TiO₂, topi się w piecu łukowym i rozwłóknia w dowolny znany sposób. Następnie uzyskane włókna wygrzewa si.ę w temperaturze 7²⁰°C przez 15 minut. Otrzymane wtókna zawierają, w amoofic^^ ^roiU¹ kryształki wolastonitu o średnicy 0,03-0,05 mikrometra i odznaczają się doskonałą odpornością na działanie środowiska alkalίcznego.