PL218301B1 - Sposób wytwarzania ognioodpornych płyt warstwowych z wypełnieniem ceramicznym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania płyt warstwowych z wypełnieniem ceramicznym, w których materiałem wypełniającym rdzeń jest spieniona krzemionka, a okładzinami są standardowe materiały wykorzystywane w płytach warstwowych (blacha stalowa, aluminiowa, blacha kwasoodporna itd.).

Płyty takie stosowane są do budowy ścian oraz dachów w budynkach takich jak: hale przemysłowe, magazynowe, kontenery, domki letniskowe, a także do ocieplenia istniejących już budynków. Cechują się wysoką odpornością termiczną i są bardzo lekkimi materiałami.

Znane są sposoby wytwarzania płyt warstwowych, w których jako rdzeń posiadający własności izolacyjne wykorzystywane są między innymi spieniony polistyren, pianka poliuretanowa, czy wełna mineralna. Okładziny płyt warstwowych wykonane są z różnego rodzaju materiałów, w zależności od przeznaczenia.

Płyty warstwowe mogą być stosowane jako elementy ścienne i dachowe dla lekkiej obudowy budynków przemysłowych, materiał izolacyjny (chłodnictwo, przemysł spożywczy) oraz jako materiał dociepleniowy w budownictwie ogólnym. Firma ta produkuje płyty z rdzeniem styropianowym, poliuretanowym oraz z wełny mineralnej. W zależności od rodzaju płyty stosuje się różne okładziny zewnętrzne i wewnętrzne. W płytach z rdzeniem poliuretanowym wykorzystuje się okładziny z materiałów takich jak: poliester, alucynk, stal nierdzewna oraz kilka rodzajów stali powlekanej (Colorcoat HPS 200, Colorcoat Prisma, Myriamax), płyty z rdzeniem styropianowym posiadają dodatkowo możliwość zastosowania okładzin z materiału Glasbord (materiał z włókna szklanego utwardzanego żywicą poliestrową) oraz laminatu. Płyty z rdzeniem z wełny mineralnej posiadają okładziny poliestrowe. Płyty z rdzeniem styropianowym powstają poprzez sklejenie rdzenia z dwiema warstwami okładzin, z kolei pozostałe płyty wytwarzane są w procesie ciągłym, w którym rdzeń spaja dwie warstwy okładzin.

Znane są także płyty warstwowe, których jako okładziny wykorzystuje się blachę stalową ocynkowaną, blachę nierdzewną, blachę stalową PLATAL (z twardą powłoką PCV) oraz włókno szklane Glasbord. Możliwe jest wykonanie płyt z różnymi wzorami profilowania okładzin w szerokiej bazie kolorystycznej, np.: falisty, trapezowy, gładki, schodkowy. Okładziny płyty warstwowe ścienne i dachowe te posiadają rdzeń styropianowy oraz rdzeń z wełny mineralnej.

Zadaniem przedstawionego wynalazku jest wytworzenie ognioodpornej płyty warstwowej, z ceramicznym rdzeniem. Cechą charakterystyczną tego rozwiązania jest wykorzystanie naturalnych składników przyjaznych środowisku do wytworzenia ceramicznego rdzenia. Płyty warstwowe są to materiały mające zastosowanie w budownictwie.

Sposób wytwarzania ognioodpornych płyt warstwowych z wypełnieniem ceramicznym według wynalazku charakteryzuje się tym, że do wykonania rdzenia płyty wykorzystany jest ceramiczny materiał składający się z krzemionki bezpostaciowej, waty włóknowej, bądź wełny mineralnej, pyłów o dużej zawartości SiO2, wody dejonizowanej i szkła wodnego sodowego, które po wymieszaniu w proporcjach (1-8):(0-1):(0-1):(0-6):(3-40), wysuszeniu w temperaturze 70-100°C poddawane są granulacji, a następnie wygrzewaniu w temperaturach 350-700°C przez 30-60 minut, po czym na uformowany rdzeń płyty nakłada się okładziny zewnętrzne, z jednej lub obu stron arkusze blachy. Jako krzemionkę bezpostaciową wykorzystuje się materiał o następujących parametrach: zawartość SiO2 85-100%, ₃ średni rozmiar ziaren: 7 nm-350 μm, gęstość nasypowa: 50-150 g/dm , pH: 3,7-8,0. Jako szkło wodne sodowe wykorzystuje się materiały o module krzemianowym M_k = 2,0-3,3 i gęstości 1,38-1,52 g · cm^- .

Jako watę włóknową stosuje się materiał o składzie: AI2O3 + ZrO2 - minimalnie 52%, SiO2 - maksymal₃ nie 46%, Na2O + K2O - maksymalnie 0,4%, Fe2O3 - maksymalnie 0,2%, gęstości 40-80 kg/m³ i odporności temperaturowej 1430°C, a jako wełnę mineralną (włókna bazaltowe) stosuje się niepalne materiały o składzie SiO2 45-55%, AI2O3 14%, CaO 10%, FeO 5-14% MgO 45-12% Na2O i K2O 2-6%, TiO2

-1 -1

0,5-2%, współczynniku przewodności cieplnej λ = 0,032-0,045 W · m^-1 · K^-1. Jako pyły o dużej zawartości SiO2 stosuje się materiały o składzie: SiO2 68-90%, Fe2O3 5-7%, AI2O3 14-15%, 0-1%. Proces mieszania krzemionki bezpostaciowej ze szkłem wodnym sodowym przy użyciu dowolnego mieszadła prowadzi do uzyskania jednolitej zawiesiny w postaci zolu. Uzyskany zol suszony jest przez czas nie dłuższy niż 2 godziny w temperaturze z przedziału 70-100°C, następnie granulowany i wygrzewany w temperaturze z przedziału 350-700°C przez czas od 30 minut do 3 godzin.

W efekcie otrzymuje się płytę warstwową z rdzeniem ceramicznym na bazie koloidalnej krzemionki. W zasadzie gatunek blachy oraz materiał, z której jest ona wykonana, nie wpływa znacząco

PL 218 301 B1 na parametry cieplne gotowego wyrobu, dlatego dopuszczalne jest stosowanie dowolnej blachy występującej na rynku.

Przedmiot wynalazku przedstawiony został na podstawie poniższych przykładów.

P r z y k ł a d I

Do 2760 g szkła wodnego sodowego o gęstości 1,38 g/cm i module krzemianowym 3,3 dodaje ₃ się 800 g krzemionki bezpostaciowej o gęstości 150 g/dm (wielkości ziarna z przedziału 1-350 μm, zawartość SiO2 powyżej 85%, pH 6-8). Substraty mieszane są ze sobą, aż do uzyskania jednorodnej zawiesiny (zolu). Tak przygotowany materiał suszony jest w temperaturze 80°C przez 2 godziny, po czym materiał rozdrabnia się na granulki. Na dnie formy do wypiekania materiałów umieszcza się ocynkowaną blachę falistą, a następnie wcześniej przygotowany materiał i wygrzewa się w temperaturze 450°C przez 1 godzinę.

P r z y k ł a d II

Do 1035 g szkła wodnego sodowego o gęstości 1,38 g/cm i module krzemianowym 3,3 dodaje ₃ się 280 g krzemionki bezpostaciowej o gęstości 150 g/dm³ (zawartość SiO2 powyżej 85%, pH 6-8, rozmiar ziarna z zakresu 1-350 μm) miesza się aż do uzyskania jednolitej konsystencji. Materiał poddaje się suszeniu w temperaturze 90°C przez 2 godziny. Następnie, na dnie formy umieszcza się blachę kwasoodporną, a na niej wysuszony materiał w postaci granulatu. Pod wieczkiem formy umieszcza się blachę kwasoodporną. Tak przygotowany materiał wygrzewa się w piecu muflowym w temperaturze 450°C przez 1 godzinę.

P r z y k ł a d III

Do 1932 g szkła wodnego sodowego o gęstości 1,38 g/cm i module krzemianowym 3,3 dodaje się 200 g wody dejonizowanej. Składniki miesza się ze sobą i następnie dodaje się 344 g krzemionki ₃ bezpostaciowej o gęstości 150 g/dm³ (zawartość SiO2 powyżej 85%, pH 6-8, rozmiar ziarna z zakresu

1-350 μm). Do tak przygotowanego zolu dodaje się 52 g waty włóknowej (rozdrobnionej na kawałki o rozmiarze ok. 10 mm x 10 mm), która zawiera 52% AI2O3 +ZrO2 oraz 46% SiO2, Na2O + K2O - mak₃ symalnie 0,4%, Fe2O3 - maksymalnie 0,2%, o gęstości 40-80 kg/m³ i odporności temperaturowej 1430°C. Po dokładnym wymieszaniu składników zol suszy się w temperaturze 90°C przez 2 godziny. Tak przygotowany materiał granuluje się i wygrzewa w formie z blachą stalową jako okładziną zewnętrzną przez 30 minut w temperaturze 450°C.

P r z y k ł a d IV

Do 2346 g szkła wodnego sodowego dodaje się 820 g krzemionki bezpostaciowej o gęstości ₃

130 g/dm³ i miesza się aż do uzyskania jednolitej masy. Następnie, porcjami dodaje się 820 g pyłu krzemionkowego (zawartość SiO2 ok. 68%, AI2O3 ok. 14%, Fe2O3 ok. 7%) i miesza się aż do uzyskania jednolitej masy. Materiał poddany jest suszeniu w temperaturze 80°C przez 3 godziny. Następnie, granuluje się i wygrzewa się w formie stalowej z umieszczonymi w niej okładzinami w temperaturze 450°C przez 30 minut. Tak przygotowany materiał granuluje się i wygrzewa w formie z blachą stalową ocynkowaną.

P r z y k ł a d V

Do 2346 g szkła wodnego sodowego o gęstości 1,38 g/cm i module krzemianowym 3,3 dodaje ₃ się 820 g krzemionki bezpostaciowej o gęstości 150 g/dm³ (zawartość SiO2 powyżej 85%, pH 6-8, rozmiar ziarna z zakresu 1-350 μm) i miesza się aż do uzyskania jednolitej masy. Następnie, porcjami dodaje się 820 g pyłu krzemionkowego (zawartość SiO2 ok. 68%, AI2O3 ok. 14%, Fe2O3 ok.7%, CaO 0-1%) i miesza się aż do uzyskania jednolitej masy. Materiał poddany jest suszeniu w temperaturze 80°C przez 3 godziny. Następnie, granuluje się i wygrzewa się w formie stalowej z umieszczonymi w niej okładzinami z blachy aluminiowej w temperaturze 450°C przez 30 minut.

Claims (7)

1. Sposób wytwarzania ognioodpornych płyt warstwowych z wypełnieniem ceramicznym, znamienny tym, że do wykonania rdzenia płyty wykorzystany jest ceramiczny materiał składający się z krzemionki bezpostaciowej, waty włókowej, lub wełny mineralnej, pyłów o dużej zawartości SiO2, wody dejonizowanej i szkła wodnego sodowego, które po wymieszaniu w proporcjach (1-8):(0-1):(0-1):(0-6):(3-40), wysuszeniu w temperaturze 70-100°C poddawane są granulacji, a następnie wygrzewaniu w temperaturach 350-700°C przez 30-60 minut, po czym na uformowany rdzeń płyty nakłada się okładziny zewnętrzne, z jednej lub obu stron arkusz blachy.

PL 218 301 B1

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako krzemionkę bezpostaciową wykorzystuje się materiał o następujących parametrach: zawartość SiO₂ 85-100%, średni rozmiar ziaren: 7 nm-350 μm, ₃ gtość nasypowa: 50-150 g/dm³, pH- 3,7-8,0.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako szkło wodne sodowe wykorzystuje się materiały o module krzemianowym M_k = 2,0-3,3 i gęstości 1,38-1,52 g · cm^- .

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako watę włóknową stosuje się materiał o składzie: AI2O3 + ZrO2 - minimalnie 52%, SiO2 - maksymalnie 46%, Na2O + K2O - maksymalnie 0,4%, ₃

Fe2O3 - maksymalnie 0,2%, gęstości 40-80 kg/m³ i odporności temperaturowej 1430°C, a jako wełnę mineralną (włókna bazaltowe) o składzie SiO2 45-55%, AI2O3 14%, CaO 10%, FeO 5-14% MgO 45-12% Na2O i K2O 2-6%, TiO2 0,5-2%, współczynniku przewodności cieplnej λ = 0,032-0,045 W · m^-1 · K^-1.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako pyły o dużej zawartości SiO2 stosuje się materiały o składzie: SiO2 68-90%, Fe2O3 5-7%, AI2O3 14-15%, CaO 0-1%.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proces mieszania krzemionki bezpostaciowej ze szkłem wodnym sodowym przy użyciu dowolnego mieszadła prowadzi do uzyskania jednolitej zawiesiny w postaci zolu.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że uzyskany zol suszony jest przez czas nie dłuższy niż 2 godziny w temperaturze z przedziału 70-100°C, następnie granulowany i wygrzewany w temperaturze z przedziału 350-700°C przez czas od 30 minut do 3 godzin.