PL173085B1 - Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej o właściwościach magnetycznych i masa ceramicznopodobna o właściwościach magnetycznych - Google Patents

Abstract

1. Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej o wlasciwosciach magnetycznych, przez wia- zanie zywica syntetyczna, w srodowisku bezwodnym, napelniacza nieorganicznego zawierajacego suszone odpady fosfogipsowe i substancje o wlasciwosciach magnetycznych, w obecnosci stosownego utwardzacza, znamienny tym, ze 1 0 0 czesci objetosciowych napelniacza nieorganicznego w postaci fizycz- nie ujednorodnionej suchej kompozycji o wielkosci ziaren do 18 µm, zawierajacej w swym skladzie odpowiednio w proporcji objetosciowej 0,72 - 1,42 : 1 magnetyt oraz uprzednio wygrzewane przez co najmniej 1,5 godziny, w temperaturze nie nizszej od 440 K, przy mieszaniu ciaglym, w czasie 0,2 - 5 godzin, wprowadza sie do 50 - 222 czesci objetosciowych zywicy epoksydowej, utrzymujac lepkosc surowej kompozycji nie wyzsza od 4 150 mPas, po czym dodaje sie 4,4 - 44,4 czesci objetosciowych znanego utwardzacza typu tróletylenoczteroamina. 4. Masa ceramicznopodobna o wlasciwosciach magnetycznych, stanowiaca kompozycje napelniacza nieorganicznego, zywicy syntetycznej i utwardzacza, znamienna tym, ze na kazde 1 0 0 czesci objetoscio- wych odpadów fosfogipsowych zawiera 72 -142 czesci objetosciowych magnetytu, 8 6 - 537 czesci objeto- sciowych zywicy epoksydowej, 7 - 107 czesci objetosciowych trójetylelenoczteroaminy i do 29 czesci objetosciowych acetonu lub styrenu. PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej o właściwościach magnetycznych i masa ceramicznopodobna o właściwościach magnetycznych, zawierająca w swym składzie odpady fosfogipsowe. Masa ta jest szczególnie przydatna do stosowania, zwłaszcza w środowiskach powodujących korozję lub środowiskach agresywnych chemicznie, jednocześnie zaś sposób umożliwia zagospodarowywania odpadów fosfogipsowych.

Znany jest bowiem powszechnie występujący problem odpadów fosfogipsowych, powstających przy wytwarzaniu kwasu fosforowego metodą mokrą. Jednym ze znanych sposób utylizacji tych odpadówjest metoda opisana w 'Fosfogipsach, spoiwach i elementach budowlanych - E. Osieckiej, polegające na dokładnym wymieszaniu w pierwszym etapie fosfogipsu z tlenkiem wapnia lub mączką wapienną, w ilości 6 -12 % masowych w stosunku do suchego fosfogipsu, po czym w drugim etapie otrzymaną mieszaninę najpierw suszy się, a następnie praży. Niedogodnością tak obrobionego fosfogipsu jest to, iż otrzymywane z niego spoiwo budowlane - tężejące w wyniku ulatniającej się wody - w warunkach przedłużającego się zawilgacania, wykazuje tendencję do tworzenia wykwitów powierzchniowych. Znane są również sposoby wiązania w środowisku wodnym napełniaczy nieorganicznych, w tym stanowiących fosfogipsy, z żywicami syntetycznymi, jak to przedstawiono w polskich opisach patentowych 113 573 i 147 599, dla uzyskania mas mających zastosowaniejako masy posadzkowe lub surowiec do wykonywania tynków szlachetnych. Niedogodnością tych sposobów jest otrzymywanie nimi produktów raczej kruchych i porowatych, a więc o dużej

173 085 wodochłoności. Także proces polimeryzacji przebiega w nich dość wolno, co wyklucza zastosowanie metod wytłaczania lub wtryskowych. Znany jest także z polskiego zgłoszenia patentowego, nr P. 283 240 sposób wytwarzania masy ceramicznej w wyniku wiązania, w środowisku bezwodnym, uprzednio suszonego w temperaturze 390 - 420 K, fosfogipsu odpadowego żywicami poliestrowymi z dodatkiem przyspieszacza, utwardzacza oraz ewentualnie acetonu. Uzyskana rym sposobem masa nadaje się do przetwarzania na wyroby poprzez wytłaczanie lub wtrysk i charakteryzuje się dość dobrą wytrzymałością mechaniczną, jak i niską wodo- i olejochłonnością. Znane jest także stosowanie substancji o właściwościach magnetycznych, jak w europejskim patencie nr EP 142 297, w którym opisano sposób zwiększania właściwości magnetycznych w procesie formowania wypełnianych tworzyw termoplastycznych, przy wykorzystaniu pola magnetycznego, porządkującego orientację cząstek magnetropowego wypełniacza tworzywa. Znany jest również z europejskiego zgłoszenia nr EP 224 298 sposób wykorzystujący właściwości magnetyczne niektórych substancji dla wytworzenia medium spajającego szyby, głównie naftowe, ze złożem, przy czym medium to w czasie zalewania szybu jest poddawane działaniu pola magnetycznego, wywołującego ruch cząstek magnetycznych w medium, zanim cement ulegnie zestaleniu. Znane jest również z amerykańskich patentów o nr-ach 4 876 305 i 4 988 755 wykorzystywanie żywic syntetycznych, w tym epoksydowych, jako jednego ze składników tworzących kompozycje ochronne na powierzchniach materiałów o właściwościach magnetycznych, zawierających metale ziem rzadkich.

Nieoczekiwanie okazało się, iż stosowanie napełniacza nieorganicznego, zawierającego suszone uprzednio fosfogipsy odpadowe i magnetyt, w postaci ujednorodnionej fizycznie suchej kompozycji o wielkości ziaren nie przekraczającej 18 μm i związanie tej kompozycji żywicą epoksydową, przy zachowaniu środowiska bezwodnego, pozwala otrzymać masę o właściwościach magnetycznych, ceramicznopodobną tak ze względu na bardzo dobre właściwości chemicznie, jak i mechaniczne, ale równocześnie łatwoformowalną, zwłaszcza przez odlewanie i podatną obróbkę mechaniczną.

Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej o właściwościach magnetycznych przez związanie żywicą syntetyczną, w środowisku bezwodnym, napełniacza nieorganicznego, zawierającego uprzednio suszony fosfogisp i substancje o właściwościach magnetycznych, wobec stosownego utwardzacza, według wynalazku polega na tym, że 100 części objętościowych napełniacza nieorganicznego w postaci ujednorodnionej fizycznie suchej kompozycji o wielkości ziaren nie przekraczającej 18 μm, zawierającej odpowiednio w proporcji objętościowej 0,72 - 1,42 : 1 magnetyt oraz odpady fosfogipsowe uprzednio wygrzewane przez co najmniej 1,5 godziny, w temperaturze nie niższej od 440 K, wprowadza się przy mieszaniu ciągłym, w czasie 0,2 - 5 godzin do 50 - 222 części objętościowych żywicy epoksydowej i ewentualnie dla utrzymywania lepkości surowej kompozycji nie wyższej od 4 150 mPa · s dodaje się znany rozcieńczalnik organiczny jak aceton łub styren w ilości do 12 części objętościowych, po czym dodaje się 4,4 - 44,4 części objętościowych znanego utwardzacza typu trójetylenoczteroamina, otrzymując do zakończeniu polimeryzacji masę ceramicznopodobną o właściwościach magnetycznych.

Masa ceramicznopodobna o właściwościach magnetycznych, stanowiąca utwardzoną kompozycję żywicy syntetycznej i napełniacza nieorganicznego, według wynalazku na każde 100 części objętościowych fosfogipsu odpadowego zawiera 72 -142 części objętościowych magnetytu, 78 - 537 części objętościowych żywicy epoksydowej, 7 -107 części objętościowych trójetylenoczteroaminy i do 29 części objętościowych acetonu lub styrenu.

Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej o właściwościach magnetycznych według wynalazku z jednej strony umożliwia efektywne zagospodarowanie nader uciążliwych i wciąż narastających odpadów fosfogipsowych, z drugiej zaś pozwala na wytwarzanie masy łatwoformowalnej, zwłaszcza przez odlewanie i posiadającej po zakończonej polimeryzacji, dobre właściwości mechaniczne oraz charakteryzującej się dobrą odpornością na różne środowisko chemiczne i nader niską wodochłonnością. Masa nie w pełni spolimeryzowana wykazuje bardzo dobrą adhezję od różnych materiałów. Tym samym - bez konieczności stosowania odrębnych substancji typu lepiszcza lub kleje - elementy z masy

173 085 otrzymywanej według wynalazku można łączyć ze sobą lub z elementami z drewna, betonu, szkła, metalu lub tworzyw, wykorzystując tę właśnie masę nie w pełni spolimeryzowaną. Ponadto ze względu na swe właściwości magnetyczne, przy jednoczesnej odporności chemicznej, w tym także na korozję, masa według wynalazku umożliwia zastąpienie niektórych elementów wykonywanych dotychczas z metali o właściwościach magnetycznych, elementami wykonanymi z niej i jednocześnie bardziej trwałych w środowiskach agresywnych lub narażonych na korozję.

Wynalazek jest przedstawiony w niżej zamieszczonych przykładach, nie ograniczających zakresu jego stosowania.

Przykład I. Przygotowuje się jednorodną fizycznie suchą kompozycję o wielkości ziarna do 12 μ m, zawierającą 5,5 dm³ magnetytu i 4 dm³ fosfogipsu odpadowego, uprzednio wygrzewanego w temperaturze 580 K przez 2,5 godziny, którą następnie wprowadza się przy uruchomionym mieszadle, w czasie 40 - 45 minut do 4 dm3 żywicy Epidian 53, dodając równocześnie 1,1 dm3 styrenu. Następnie nadal mieszając do surowej kompozycji dodaje się 0,9 dm3 trójetylenoczteroaminy i dalej miesza przez około 10 minut. Otrzymaną masę, zawierającą w przeliczeniu na 100 części objętościowych fosfogipsu odpowiednio części objętościowych magnetytu -137,5; żywicy epoksydowej -100; trójetylenoczteroaminy - 22,5; styrenu - 27,5; którą wylewa się do form, z których po około 160 godzinach wymuje się elementy korpusu transformatora niskonapięciowego, zastępujące dotychczas stosowane blachy stalowe. Elementy nadają się do montażu po około następnych 120 godzinach.

Przykład II. Suchą kompozycję, ujednorodnioną fizycznie do wielkości ziaren do 16 μ m, składającą się z 0,3 dm3 magnetytu i 0,4 dm3 odpadów fosfogipsowych uprzednio wygrzewanych przez 1,8 godziny w temperaturze 480 K, wprowadza się przy uruchomionym mieszadle w czasie 25 minut do 1,5 dm3 żywicy Epidian 555, po czym dodaje się 0,23 dm3 trójetylenoczteroaminy. Otrzymaną masę, zawierającą przeliczeniu na 100 części objętościowych fosfogipsu odpowiednio części objętościowych magnetytu - 75; żywicy epoksydowej - 375; trójetylenoczteroaminy - 57,5; wylewa się do form, z których po 60 godzinach wymuje się części zamków magnetycznych do mebli.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (4)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób otrzymywania masy ceramicznopodobnej o właściwościach magnetycznych, przez wiązanie żywicą syntetyczną, w środowisku bezwodnym, napełniacza nieorganicznego zawierającego suszone odpady fosfogipsowe i substancję o właściwościach magnetycznych, w obecności stosownego utwardzacza, znamienny tym, że 100 części objętościowych napełniacza nieorganicznego w postaci fizycznie ujednorodnionej suchej kompozycji o wielkości ziaren do 18 μm, zawierającej w swym składzie odpowiednio w proporcji objętościowej 0,72 - 1,42 : 1 magnetyt oraz uprzednio wygrzewane przez co najmniej 1,5 godziny, w temperaturze nie niższej od 440 K, przy mieszaniu ciągłym, w czasie 0,2 - 5 godzin, wprowadza się do 50 - 222 części objętościowych żywicy epoksydowej, utrzymując lepkość surowej kompozycji nie wyższą od 4 150 mPa-s, po czym dodaje się 4,4 - 44,4 części objętościowych znanego utwardzacza typu tróletylenoczteroamina.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się odpady fosfogipsowe powstające przy produkcji kwasu fosforowego z apatydów.
3. 3. Sposób według zastrz. 1 lub zastrz. 2, znamienny tym, że dla utrzymania lepkości surowej kompozycji nie wyższej od 4 150 mPa • s dodaje się do 12 części objętościowych rozcieńczalnika organicznego typu aceton lub styren.
4. 4. Masa ceramicznopodobna o właściwościach magnetycznych, stanowiąca kompozycję napełniacza nieorganicznego, żywicy syntetycznej i utwardzacza, znamienna tym, że na każde 100 części objętościowych odpadów fosfogipsowych zawiera 72 - 142 części objętościowych magnetytu, 86 - 537 części objętościowych żywicy epoksydowej, 7 -107 części objętościowych trójetylelenoczteroaminy i do 29 części objętościowych acetonu lub styrenu.

   * * Λ