PL227330B1

PL227330B1 - Method for producing shaped products from a porous material

Info

Publication number: PL227330B1
Application number: PL410316A
Authority: PL
Inventors: Paweł Palutkiewicz
Original assignee: Politechnika Częstochowska
Priority date: 2014-11-29
Filing date: 2014-11-29
Publication date: 2017-11-30
Also published as: PL410316A1

Abstract

Sposób wytwarzania wyrobów kształtowych z materiału porowatego polega na tym, że do mieszanki złożonej z 3 części wagowych dyspersji styrenowo akrylowej jako polimeru oraz 1 części wagowej mączki drzewnej jako wypełniacza dodaje się wody jako płynnego środka porotwórczego w stosunku wagowym 2:1, a następnie całość miesza się z podgrzanym do temperatury 80°C spoiwem hydratacyjnym składającym się z gipsu i wody w stosunku wagowym 3:1, zaś wsad formy zamraża się na wskroś.The method of producing shaped products from porous material consists in adding water as a liquid blowing agent in a weight ratio of 2:1 to a mixture consisting of 3 parts by weight of styrene-acrylic dispersion as a polymer and 1 part by weight of wood flour as a filler, and then the whole thing is mixed. consists of a hydration binder heated to 80°C, consisting of gypsum and water in a weight ratio of 3:1, and the mold charge is frozen through.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów kształtowych z materiału porowatego przeznaczony dla przetwórstwa tworzyw sztucznych. Sposób według wynalazku może mieć zastosowanie do odlewania wyrobów konstrukcyjnych w budownictwie, a także w odlewnictwie wyrobów artystycznych.The subject of the invention is a method of manufacturing shaped products from porous material intended for the processing of plastics. The method according to the invention may be used for the casting of construction products in the building industry, as well as in the casting of artistic products.

Znany jest z polskiego opisu zgłoszeniowego wynalazku nr 387526 sposób wytwarzania trwałych spienionych struktur polegający na tym, że sporządza się roztwór chitozanu w rozcieńczonym kwasie organicznym, zawierający dodatek substancji spieniającej oraz sieciującej, po czym przygotowany roztwór poddaje się intensywnemu mieszaniu aż do wytworzenia struktury spienionej, którą formuje się do dowolnego kształtu, zamraża w temperaturze nie wyższej niż -25°C i następnie suszy liofilizacyjnie w temperaturze od -25°C do 30°C.A method for producing permanent foamed structures is known from the Polish patent application No. 387526, which consists in preparing a chitosan solution in dilute organic acid, containing the addition of a foaming and cross-linking substance, and then the prepared solution is subjected to intensive mixing until a foamed structure is formed, which it is formed into any shape, frozen at a temperature of not more than -25 ° C, and then freeze-dried at a temperature of -25 ° C to 30 ° C.

Znany jest z polskiego opisu patentowego nr 215940 sposób wytwarzania implantów kostnych z materiału porowatego polega na tym, że roztwór chitozanu w roztworze kwasu octowego, zawierający hydroksyapatyt, poddaje się elektrolizie, a powstały w wyniku elektrolizy hydrożel chitozanu z uwięzionymi w nim cząsteczkami hydroksyapatytu zamraża się, a następnie poddaje liofilizacji.A method for producing bone implants from a porous material is known from Polish patent specification No. 215940, which consists in the fact that a chitosan solution in an acetic acid solution containing hydroxyapatite is subjected to electrolysis, and the chitosan hydrogel formed as a result of electrolysis with hydroxyapatite particles trapped in it is frozen, and then freeze-dried.

Znany jest z amerykańskiego opisu patentowego nr US2012088857 sposób wytwarzania porowatego materiału mającego zwiększoną wytrzymałość na ściskanie, polegający na utworzeniu aerożelu, który zawiera polimer posiadający grupę funkcyjną zdolną do ulegania reakcji sieciowania i jest rozproszony w ośrodku rozpraszającym. Aerożel zamraża się tak, aby zestalić dyspersję, a następnie suszy się w celu sublimacji medium dyspersyjnego i uformowaniu materiału porowatego.There is known from the American patent description No. US2012088857 a method of producing a porous material having increased compressive strength, consisting in forming an airgel which contains a polymer having a functional group capable of undergoing a cross-linking reaction and is dispersed in a dispersion medium. The airgel is frozen to solidify the dispersion and then dried to sublimate the dispersion medium and form a porous material.

Znany jest także z południowokoreańskiego opisu patentowego nr KR20110088910 sposób wytwarzania porowatego kompozytu o określonej strukturze porów polegający na kontrolowanym zamrożeniu wsadu, suszeniu sublimacyjnym, oraz spiekaniu w celu uzyskania porowatej struktury. Zamrożeniu poddawana jest odlewana zawiesina wsadu, w którym medium dyspersyjne stanowi alkohol. W tym celu tlenek glinu miesza się z popiołami lotnymi w stosunku molowym tlenku glinu do tlenku krzemu od 1,2 do 1,8. Spoiwo i dyspergent są dodawane do zawiesiny stanowiącej wsad, a zawiesinę wtryskuje się do odpowiedniej formy i zamraża, po czym alkohol odparowuje się, a uzyskany materiał jest ogrzewany, po czym spieka się go przez 1 do 3 godzin w temperaturze od 1200 do 1500 stopni Celsjusza.Also known from the South Korean patent description No. KR20110088910 is a method of producing a porous composite with a specific pore structure, consisting in controlled freezing of the charge, freeze-drying and sintering to obtain a porous structure. Freezing is applied to the cast charge suspension, in which the dispersion medium is alcohol. For this purpose, alumina is mixed with fly ash in a molar ratio of alumina to silicon oxide from 1.2 to 1.8. The binder and dispersant are added to the batch slurry, the slurry is injected into a suitable mold and frozen, then the alcohol is evaporated and the resulting material is heated and sintered for 1 to 3 hours at 1200 to 1500 degrees Celsius .

Celem wynalazku było opracowanie sposobu wytwarzania wyrobów metodą odlewania, posiadających właściwości mechaniczne wyrobów litych, ale o mniejszej masie i bez wad w postaci skurczów i zapadnięć.The object of the invention was to develop a method of manufacturing products by casting, having the mechanical properties of solid products, but with a lower weight and without the drawbacks of shrinkage and sinking.

Istotą sposobu według wynalazku jest to, że do mieszanki złożonej z 3 części wagowych dyspersji sterynowo akrylowej jako polimeru oraz 1 części wagowej mączki drzewnej jako wypełniacza dodaje się wody jako płynnego środka porotwórczego w stosunku wagowym 2:1, a następnie całość miesza się z podgrzanym do temperatury 80°C spoiwem hydratacyjnym składającym się z gipsu i wody w stosunku wagowym 3:1, zaś wsad formy zamraża się na wskroś dla uzyskania jednolitej struktury.The essence of the process according to the invention is that water is added as a liquid blowing agent in a weight ratio of 2: 1 to a mixture consisting of 3 parts by weight of a sterile acrylic dispersion as a polymer and 1 part by weight of wood flour as a filler, and then it is mixed with a preheated mixture. temperature of 80 ° C with a hydration binder consisting of gypsum and water in a weight ratio of 3: 1, and the mold charge is through-frozen to obtain a uniform structure.

Sposób według wynalazku umożliwia uzyskanie za pomocą znanych maszyn i narzędzi przetwórczych wyrobu o zwiększonej izolacyjności cieplnej i akustycznej oraz zmniejszonej masie w stosunku do takich samych kształtem wyrobów litych. Sposób dzięki wykorzystaniu metody odlewania charakteryzuje się łatwością odzwierciedlenia formy wytwarzanego wyrobu. Dodatkowo sposób cechuje duża oszczędność energii.The method according to the invention makes it possible to obtain, by means of known machines and processing tools, a product with increased thermal and acoustic insulation and a reduced weight in relation to the same shape of solid products. Thanks to the use of the casting method, the method is easy to reflect the form of the manufactured product. In addition, the method is characterized by high energy savings.

P r z y k ł a dP r z k ł a d

Do wytworzenia wyrobu kształtowego z materiału porowatego przygotowane zostały oddzielnie składniki mieszaniny, która była wsadem formy o kształcie rozety. W tym celu sporządzone zostało spoiwo hydratacyjne, stanowiące 40% składu przygotowywanej mieszaniny, składające się z gipsu zmieszanego z wodą w stosunku wagowym 3 części gipsu i 1 część wody. Uzyskane spoiwo zostało podgrzane do temperatury 80°C w celu opóźnienia procesu hydratacji. Osobno w następnej kolejności przygotowane zostało dalsze 40% składu mieszaniny, to jest mieszanka dyspersji styrenowo akrylowej jako polimeru z mączką drzewną jako wypełniacza w stosunku wagowym 3 części dyspersji styrenowo akrylowej i 1 część mączki drzewnej. Do mieszanki dyspersji styrenowo akrylowej i mączki dodano następnie wodę jako płynny środek porotwórczy w stosunku wagowym 2 do 1. Woda stanowiła pozostałe 20% przygotowywanej mieszaniny. Po czym do tak przygotowanej całości dodane zostało uprzednio przygotowane spoiwo hydratacyjne podgrzane do temperatury 80°C. Otrzymany wsad został wlany do formy gdzie nastąpiło ukształtowanie wyrobu. Forma z wsadem została następnieFor the production of a shaped product from a porous material, the components of a mixture which was a rosette-shaped mold charge were prepared separately. For this purpose, a hydration binder was prepared, constituting 40% of the composition of the prepared mixture, consisting of gypsum mixed with water in a weight ratio of 3 parts of gypsum and 1 part of water. The resulting binder was heated to 80 ° C in order to delay the hydration process. Separately, in the next step, a further 40% of the composition of the mixture was prepared, i.e. a mixture of the styrene acrylic dispersion as polymer with wood flour as filler in a weight ratio of 3 parts of styrene acrylic dispersion and 1 part of wood flour. Water was then added as a liquid blowing agent in a weight ratio of 2 to 1 to the mixture of styrene acrylic dispersion and flour. Water constituted the remaining 20% of the prepared mixture. After that, the previously prepared hydration binder was added to the prepared whole, heated to the temperature of 80 ° C. The resulting charge was poured into the mold where the product was shaped. The mold with the batch was then

PL 227 330 B1 zamrożona w temperaturze -10°C, tak aby wsad został zamrożony na wskroś w celu zamarznięcia cząsteczek wody które nie uległy procesowi hydratacji. Następnie uzyskany wyrób został wyjęty z formy i osuszony w temperaturze pokojowej, a niezwiązana z gipsem woda została odprowadzona poprzez mikropory w uzyskanym wyrobie. Uzyskany wyrób z materiału porowatego posiadał postać rozety stanowiącej dekoracyjny wyrób sztukatorski.The batch was frozen at -10 ° C so that the batch was fully frozen in order to freeze the water molecules that did not undergo the hydration process. The resulting product was then removed from the mold and dried at room temperature, and the free water was drained off through the micropores in the obtained product. The obtained product made of porous material had the form of a rosette, which was a decorative stucco.

Claims

1. The method of producing shaped products from a porous material consisting in mixing a polymer with a filler, binder and a liquid blowing agent, placing the resulting mixture in a form corresponding to the shape of a given product and freezing it, and then drying it, characterized in that for a mixture consisting of 3 parts by weight of dispersion of styrene acrylic as a polymer and 1 part by weight of wood flour as a filler, water is added as a liquid blowing agent in a 2: 1 weight ratio, and then the whole is mixed with a hydration binder heated to 80 ° C consisting of gypsum and water in a weight ratio of 3 : 1, while the mold charge is completely frozen.