PL226185B1

PL226185B1 - The method of producing a mineral-glass filler

Info

Publication number: PL226185B1
Application number: PL404436A
Authority: PL
Inventors: Beata Jabłońska; Beata Jablonska; Ewa Siedlecka
Original assignee: Politechnika Częstochowska
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2017-06-30
Also published as: PL404436A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wypełniacza mineralno-szklanego z odpadów poszlifierskich hut szkła. Wypełniacze wytwarzane sposobem według wynalazku mogą być stosowane do lakierów, farb, gumy i tworzyw sztucznych.The subject of the invention is a method for the production of a glass-mineral filler from post-grinding waste of glassworks. The fillers produced by the method of the invention can be used for varnishes, paints, rubber and plastics.

Znane są dotychczas ziarniste wypełniacze mineralne, których udział w tworzywie stanowi od kilku do kilkudziesięciu procent, takie jak: kreda, kaolin, talk, mika, chalcedonit, baryt, wodorotlenek glinu, dolomit, sadza, grafit, proszki metaliczne, krzemionka, kwarc oraz kulki i płatki szklane. Wypełniacze te zwiększają masę i objętość kompozycji oraz obniżają jej cenę. Wypełniacze mogą zwiększać gęstość kompozycji, zmniejszać skurcz przetwórczy, modyfikować inne właściwości na przykład przewodnictwo cieplne, przewodnictwo elektryczne oraz poprawiać odporność chemiczną i odporność na ścieranie.There are known granular mineral fillers, the share of which in the material is from several to several dozen percent, such as: chalk, kaolin, talc, mica, chalcedonite, barite, aluminum hydroxide, dolomite, carbon black, graphite, metallic powders, silica, quartz and balls and glass flakes. These fillers increase the mass and volume of the composition and reduce its price. Fillers can increase the density of the composition, reduce processing shrinkage, modify other properties such as thermal conductivity, electrical conductivity, and improve chemical resistance and abrasion resistance.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL 193676 sposób wytwarzania wypełniaczy polegający na tym, że wypełniacze wytwarza się w procesie alkoholizy poli(tereftalanu etylenu), korzystnie pochodzącego z odpadów butelek, folii i włókien. Proces alkoholizy prowadzi się w temperaturzeThere is known from the Polish patent description PL 193676 a method of producing fillers, which consists in the fact that the fillers are produced in the process of alcoholysis of poly (ethylene terephthalate), preferably derived from waste bottles, foil and fibers. The alcoholysis process is carried out at temperature

160-260°C dwufunkcyjnymi alkoholami o budowie liniowej bez podstawników bocznych lub o budowie cyklicznej i/lub alkoholami jednofunkcyjnymi o budowie liniowej bez podstawników bocznych lub o budowie cyklicznej, również nie zawierających dodatkowych podstawników. Z otrzymanej żywicy tereftalowej, po zmieleniu jej, uzyskuje się wypełniacze, które posiadają odpowiednie właściwości dla zastosowania ich w wyrobach lakierowych wodorozcieńczalnych i rozpuszczalnikowych i w innych tego typu kompozycjach.160-260 ° C bifunctional alcohols with linear structure without side substituents or with cyclic structure and / or monofunctional alcohols with linear structure without side substituents or with cyclic structure, also without additional substituents. The obtained terephthalic resin, after grinding it, is used to obtain fillers that have appropriate properties for their use in water-based and solvent-borne varnishes and in other compositions of this type.

Znany jest także z polskiego opisu patentowego PL 193980 sposób wytwarzania wypełniacza typu szklanego do tworzyw i żywic, polegający na tym, że najpierw szklany materiał mieli się do segmentów, następnie miesza się te segmenty z zestawem sklejającym zawierającym związek chemiczny z grupy silanów, po czym suszy się mieszaninę segmentów szklanego materiału i zestawu sklejającego z wytworzeniem zwartych granulek o przeciętnej maksymalnej wielkości w granicach od 20 do 60 mikrometrów, z których każda zawiera liczne segmenty oraz części wysuszonego zestawu sklejającego.Also known from the Polish patent specification PL 193980 is a method of producing a glass-type filler for plastics and resins, consisting in first grinding the glass material into segments, then mixing these segments with an adhesive set containing a chemical compound from the silane group, and then drying a mixture of the segments of glass material and the gluing assembly is formed to form compact granules with an average maximum size ranging from 20 to 60 micrometers each containing a plurality of segments and parts of the dried gluing assembly.

Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania z odpadów powstających przy szlifowaniu szkła węglikiem krzemu, wypełniacza mineralno-szklanego o wysokiej twardości i odporności na agresywne czynniki chemiczne.The aim of the invention was to develop a method for the production of a glass-mineral filler with high hardness and resistance to aggressive chemical agents from the waste generated during grinding glass with silicon carbide.

Istotą sposobu według wynalazku jest to, że do odpadu mineralno-szklanego o uziarnieniu od 0,1 do 15 pm i uwodnieniu 50%, zawierającego węglik krzemu, szkło i substancję organiczną w postaci kopolimeru akrylamidu dodaje się kwas siarkowy, a potem miesza się aż do uzyskania roztworu o wartości pH od 3 do 4, po czym do roztworu dodaje się laminarnie mieszając utleniacza w postaciThe essence of the process according to the invention is that sulfuric acid is added to the glass-and-glass waste with a grain size of 0.1 to 15 µm and 50% hydration, containing silicon carbide, glass and organic substance in the form of acrylamide copolymer, sulfuric acid is added, and then it is mixed until to obtain a solution with a pH value of 3 to 4, then to the solution is added laminarically while stirring the oxidant in the form

30% nadtlenku wodoru w ilości od 20 do 50 cm³ na 1 dm³ uzyskanej mieszaniny, następnie mieszaninę odstawia się na 2 do 4 godzin, a następnie przemywa się ją wodą aż do uzyskania pH 5 do 6, po czym mieszaninę filtruje się i suszy.30% hydrogen peroxide in the amount of 20 to 50 cm ³ per 1 dm ^{3 of the} resulting mixture, then the mixture is left to stand for 2 to 4 hours, and then it is washed with water until the pH is 5 to 6, then the mixture is filtered and dried .

Sposób według wynalazku umożliwia uzyskanie wypełniacza mineralno-szklanego w postaci proszku o doskonałym rozdrobnieniu, cechującym się bardzo dobrą zwilżalnością w spoiwach lakierniczych i posiadającym stosunkowo wysoki współczynnik załamania światła wynoszący n = 2,5, co nadaje mu właściwości krycia. Wyroby lakierowe zawierające wypełniacz mineralno-szklany otrzymany sposobem według wynalazku wykazują odporność na ścieranie, chemikalia, gazy spalinowe i temperaturę oraz wysoką odporność chemiczną na środowisko agresywne.The method according to the invention makes it possible to obtain a glass-mineral filler in the form of a powder with excellent fragmentation, characterized by very good wettability in lacquer binders and having a relatively high refractive index of n = 2.5, which gives it hiding properties. The varnish products containing the glass-mineral filler obtained by the method according to the invention show resistance to abrasion, chemicals, exhaust gases and temperature, as well as high chemical resistance to an aggressive environment.

Poza tym, zaletą opracowanego sposobu jest wykorzystanie ziarna węglika krzemu i szkła o uziarnieniu 0,1-15 pm powstającego w procesie szlifowania szkła, stanowiącego dotychczas bezużyteczne odpady poprodukcyjne.Moreover, the advantage of the developed method is the use of silicon carbide and glass grains with a grain size of 0.1-15 µm, produced in the glass grinding process, which until now constituted useless production waste.

P r z y k ł a d 1 ₃ Example 1 ₃

Odpady poszlifierskie o uziarnieniu od 0,1 do 0,2 pm i uwodnieniu 50% w objętości 1 dm³, zawierające węglik krzemu, szkło i substancję organiczną w postaci kopolimeru akrylamidu, wymieszano ₃ z 30% kwasem siarkowym. Po ustaleniu wartości pH=3 do roztworu dodano 20 cm³ utleniacza w postaci 30% nadtlenku wodoru. Proces utleniania uzyskanej mieszaniny prowadzono w czasie 2 godzin. Po zakończonym procesie zdekantowano ciecz, rozdzielono części stałe od pozostałej cieczy w procesie filtracji, a uzyskany osad przemywano wodą aż do otrzymania w odcieku wartości pH = 5. Przemyty osad odfiltrowano i wysuszono uzyskując wypełniacz mineralno-szklany. Uzyskany osad zostałAbrasive waste, grain size from 0.1 to 0.2 µm and 50% hydration in the volume of 1 dm ³ , containing silicon carbide, glass and organic substance in the form of acrylamide copolymer, was mixed ₃ with 30% sulfuric acid. After adjusting the pH value to 3, 20 cm ^{3 of} oxidant in the form of 30% hydrogen peroxide were added to the solution. The oxidation process of the obtained mixture was carried out for 2 hours. After the end of the process, the liquid was decanted, the solids were separated from the remaining liquid in the filtration process, and the resulting precipitate was washed with water until the pH value in the effluent was 5. The washed precipitate was filtered off and dried to obtain a glass-mineral filler. The obtained sediment remained

PL 226 185 B1 wykorzystany jako wypełniacz do produkcji tworzywa epoksydowego. Wypełniacz nadawał się także do produkcji farb chlorokauczukowych chemoodpornych oraz alkidowych antykorozyjnych.PL 226 185 B1 used as a filler in the production of epoxy. The filler was also suitable for the production of chemical-resistant chlorinated rubber and anti-corrosion alkyd paints.

P r z y k ł a d 2 ₃ Example 2 ₃

Odpady poszlifierskie o uziarnieniu od 13 do 15 gm i uwodnieniu 50% w objętości 1 dm , zawierające węglik krzemu, szkło i substancję organiczną w postaci kopolimeru akrylamidu, wymieszano ₃ z 35% kwasem siarkowym. Po ustaleniu wartości pH=4 do roztworu dodano 50 cm³ utleniacza w postaci 30% nadtlenku wodoru. Proces utleniania uzyskanej mieszaniny prowadzono w czasie 4 godzin. Po zakończonym procesie zdekantowano ciecz, rozdzielono części stałe od pozostałej cieczy w procesie filtracji i przemywano wodą uzyskany osad aż do uzyskania w odcieku wartości pH = 6. Przemyty osad odfiltrowano i wysuszono uzyskując wypełniacz mineralno-szklany. Uzyskany wypełniacz mineralno-szklany może zostać wykorzystany w procesach wytwarzania tworzyw sztucznych, gumy, gumy o podwyższonych własnościach na ścieranie i dużej odporności na agresywne środowiska chemiczne.Grinding wastes with a particle size of 13 to 15 gm 50% hydrated and in a volume of 1 liter, containing silicon carbide, glass and organic matter in the form of a copolymer of acrylamide was mixed with ₃ of 35% sulfuric acid. After adjusting the pH value to 4, 50 cm ^{3 of} oxidant in the form of 30% hydrogen peroxide were added to the solution. The oxidation process of the obtained mixture was carried out for 4 hours. After the end of the process, the liquid was decanted, the solids were separated from the remaining liquid in the filtration process, and the obtained precipitate was washed with water until the pH value in the effluent was 6. The washed precipitate was filtered off and dried to obtain a glass-mineral filler. The obtained mineral-glass filler can be used in the production processes of plastics, rubber, rubber with increased abrasion properties and high resistance to aggressive chemical environments.

Claims

The method of producing glass-mineral filler, in which the obtained filler is filtered and dried, characterized in that the grinding waste with a grain size of 0.1 to 15 gm and 50% hydration, containing silicon carbide, glass and organic substance in the form of acrylamide copolymer, is added sulfuric acid, then stirred until a solution having a pH of 3 to 4, and ₃ and then added to the solution laminar mixing 30% hydrogen peroxide in an amount of from 20 to 50 cm ^{3 of} ₃

1 dm ^{3 of the} resulting mixture, then the mixture is left to stand for 2 to 4 hours, then it is washed with water until the pH is 5 to 6, then the mixture is filtered and dried.