PL51358B1 - - Google Patents

Description

18. IV. 1962 dla zastrz. 2, 3, 4, 5 6 02. III. 1963 dla zastrz. 1 Francja Opublikowano: 15. VIII. 1966 51358 KI. 12 i, 33/32 MKP C 01 b hb\hl telBLlOT* UKD Twórcu wynalazku Piere Rene, Roger Cóme, Boulogne sur Seine i wlasciciel patentu; (Francja) Sposób wytwarzania ekspandowanych zwiazków krzemowych o bardzo malym ciezarze wlasciwym Znane sa sposoby wytwarzania ekspandowanych materialów krzemianowych, polegajace na doda¬ waniu do krzemianów alkalicznych bardzo sub¬ telnych proszków krzemu lub glinu.Metodami tymi mozna otrzymac z krzemianów alkalicznych sztywne materialy komórkowe. Ma¬ terialy te mozna przez zmielenie przeksztalcic w proszki o malym ciezarze wlasciwym.Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwarza¬ nia krzemowych materialów ekspandowanych na drodze obróbki fizycznej, a wiec bez uzycia ja¬ kichkolwiek dodatkowych reagentów takich, jak proszki metaliczne. Substancje wyjsciowe nalezy tak dobrac lub spreparowac przed procesem we¬ dlug wynalazku, by czynniki ekspandujace byly zawarte w strukturze czasteczkowej samych krze¬ mianów alkaliów.Wedlug wynalazku ekspandowane materialy krzemowe otrzymuje sie przez podgrzewanie krze¬ mowych zwiazków alkaliów, zwlaszcza sproszko¬ wanego krzemianu sodowego, zawierajacego co najmniej 8°/o wody zwiazanej i w którym stosu¬ nek SiQ2 Na20 wynosi 2—2,9. Zawartosc tej wody zwiazanej moze byc rzedu 20°/o wagowych dla krzemianów sodowych, których stosunek SiQ2 Na20 wynosi od 2,6—2,7 lub 30—32°/o dla krzemianów, 2 w których ten stosunek wynosi okolo 2,9. Wody zwiazanej nie nalezy mylic z woda konstytucyj¬ na. Tylko woda zwiazana ma zasadniczy wplyw na strukture czasteczki i tym samym jest istot- 5 nym czynnikiem wplywajacym na zdolnosc do ekspandowania.W procesie wedlug wynalazku sproszkowany su¬ rowiec ogrzewa sie w temperaturze 250—300°C w ciagu 5—10 minut. 10 Mozna równiez przeprowadzic ekspandowanie przy uzyciu wysokich temperatur, a wiec w tem¬ peraturze 1000°C lub wyzszej. W tym przypadku stosuje sie bardzo krótkie czasy ogrzewania. Moz¬ na wiec na przyklad surowiec poddawany eks- 15 pandowaniu szybko przeprowadzic przez plomien.Najsilniejsze ekspandowanie nastepuje w przy¬ padku, gdy jako substancje wyjsciowa stosuje sie krzemiany alkaliów, zwlaszcza krzemiany sodu uwodnione lub calkowicie bezwodne (za wyjatkiem 20 SiO, wody konstytucyjnej), w których stosunek Na20 zawarty jest w granicach 2,6—2,9.Stwierdzono, ze w przypadku uzycia jako su- 25 rowca handlowych sproszkowanych krzemianów, optymalne ekspandowanie uzyskuje sie przy sto- SiOn sunku Na20 wynoszacym 2—2,6. Dla innych 30 krzemianów, które mozna wytworzyc na skale 5135851358 3 przemyslowa i które moga miec inna zawartosc wody niz krzemiany znajdujace sie w handlu, stosunek SiO„ Na20 moze miescic sie w granicach 2—2,9.Mozna przy tym zaobserwowac dwie prawidlo¬ wosci, a mianowicie produkt koncowy ekspando¬ wany ma tym mniejszy ciezar wlasciwy im Si02 mniejszy jest stosunek , a wzrost ciezaru NaaO wlasciwego produktu koncowego jest tym wiek¬ szy, im bardziej wartosc stosunku Si00 Na20 kracza 2,9.Sposobem wedlug wynalazku mozna otrzymac proszki krzemianowe ekspandowane o ciezarze wlasciwym duzo mniejszym od proszków uzyski¬ wanych dotychczas znanymi sposobami.Sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie pro¬ dukty o ciezarze wlasciwym 10 kg/m8—100 kg/m8, SiCL w których stosunek Na20 sto- czym ekspandowane krzemiany, w których Si02 sunek jest równy lub nieco wiekszy od 2 Na20 maja ciezar wlasciwy 10—20 kg/m8 a krzemiany Si02 o stosunku równym lub nieco mniejszym Na20 niz 2,9 maja ciezar wlasciwy 30^100 kg/m8.Material wyjsciowy przeznaczony do ekspando¬ wania mozna wstepnie suszyc przez ogrzewanie (suszenie) na lazni w temperaturze wyzszej niz 100°C. Po wysuszeniu otrzymuje sie produkt sta¬ ly, który przeksztalca sie na proszek przez zmie¬ lenie i nastepnie ekspanduje.Przed procesem suszenia mozna ewentualnie przeprowadzic ekspandowanie wstepne w tempe¬ raturach nizszych niz ekspandowanie wlasciwe i przez czas krótszy niz czas ekspandowania. Sto¬ pien ekspandowania wstepnego mozna regulowac zarówno wysokoscia stosowanej w nim tempera¬ tury jak i czasem jego trwania.Jako material wyjsciowy mozna stosowac rów¬ niez sproszkowane krzemiany, otrzymywane na drodze przemyslowej przez stracanie krzemianów alkalicznych.Do surowców stosowanych w sposobie wedlug wynalazku mozna dodawac substancje modyfiku¬ jace wlasciwosci fizyczne i chemiczne produktu.Dodatki te moga byc róznorodne, a wiec na przy¬ klad moga to byc proszki metalicznego glinu, krzemu, cynku itp., kaolin, borany, niektóre zy¬ wice itp. Dodatki te maja na celu zmiane wlas¬ ciwosci produktu, takich jak wytrzymalosc me¬ chaniczna, wodochlonnosc itp.Substancje modyfikujace mozna wprowadzac na zimno do mokrego surowca takiego jak ciekly krzemian, przy czym oczywiscie krzemian powi¬ lo prze- 15 20 wynosi od 2—2,9, przy a5 35 40 so 55 60 05 SiO, nien wykazywac stosunek- wynoszacy 2—2,9, Na20 a zawartosc wody zwiazanej powinna wynosic co najmniej 8^/e.Podczas prowadzonego w sposobie wedlug wy¬ nalazku ogrzewania, ilosc doprowadzonego ciepla winna byc tak dobrana, aby ekspandowanie prze¬ biegalo do konca, lecz by w przypadku krzemia¬ nów alkalicznych nie nastepowalo ich stapianie.Przypuszcza sie, ze ekspandowanie zachodzace w procesie wedlug wynalazku zachodzi z naste¬ pujacych powodów: Krzemiany po wysuszeniu zawieraja w czastecz¬ ce jeszcze pewna ilosc wody zwiazanej na skutek hygroskopijnosci atomów sodu, wchodzacych w ich sklad. Ogrzewanie krzemianu w taki sposób^ ze nastepuje odparowanie tej wody zwiazanej, po¬ woduje jego ekspandowanie. Powstaje produkt o bardzo malym ciezarze wlasciwym.Opierajac sie na tej hipotezie nalezy sadzic, ze krzemiany alkaliczne stosowane jako surowiec powinny zawierac dostateczna ilosc sodu aby za¬ trzymac wystarczajaca ilosc wody w czasteczce.Ilosc tej wody zwiazanej powinna byc wieksza niz 8*/©.Produkty otrzymane sposobem wedlug wynalaz¬ ku moga miec najrozmaitsze zastosowanie. Moz¬ na je wiec stosowac na przyklad jako material izolujacy termicznie. Wartosc izolacyjna tego materialu jest bardzo duza. Moze on równiez slu¬ zyc jako wypelnienie pomiedzy dwoma warstwa¬ mi muru, przegród itp. Do izolacji mozna sto¬ sowac ekspandowany produkt po uprzednim lek¬ kim jego sprasowaniu, co ma na celu unikniecie niepozadanego przemieszczania sie ziarn materia¬ lu. Podczas prasowania nie nalezy spowodowac istotnego zwiekszenia ciezaru wlasciwego ekspan¬ dowanego materialu.Z ekspandowanego produktu mozna wytwarzac aglomeraty, stosujac do tego celu rozmaite lepisz¬ cza. Aglomeraty te moga byc stosowane jako wy¬ pelniacze.Ponizej podano przyklady objasniajace sposób wedlug wynalazku, lecz nie ograniczajace go w ja¬ kiejkolwiek mierze.Przyklad I. Ciekly krzemian alkaliczny han- Si02 dlowy, w którym stosunek wynosi 2, o ges- Na20 tosci 51—52° Baume, o lepkosci 2.000 centipoisse, w temperaturze 10°C i 600 centipoisse w tempe¬ raturze 52°C, zmagazynowano w zbiornikach o po¬ jemnosci 20.000 litrów. Za pomoca pompy poda¬ wano ciecz do suszarni rozpylowej o wydajnosci 250 kg/godz. Otrzymany proszek o ciezarze wlas¬ ciwym 0,4 g/cm8. Proszek ten przetransportowano na miejsce budowy, na której mial byc stosowa¬ ny material ekspandowany. Tam poddano go dzia¬ laniu temperatury 275°C w ciagu 8 minut w beb¬ nie obrotowym. Uzyskano produkt ekspandowany o ciezarze wlasciwym 18—19 kg/m3.Przyklad II. Sproszkowany handlowy krze-51358 SiOn wynosi 2, mian sodowy, w którym stosunek — Na20 ogrzewano w bebnie obrotowym w ciagu 10 minut do temperatury 250°C. Uzyskano produkt o gestos¬ ci 20 kg/m8.Przyklad III. Sproszkowany handlowy krze- SiO„ mian sodowy o stosunku równym 2, podda- NaaO no analogicznej obróbce termicznej jak w przy¬ kladzie II z ta róznica, ze uprzednio ogrzewano go w ciagu 28 godzin do temperatury 130°C. Uzyska¬ ny produkt koncowy odznaczal sie gestoscia rów¬ na 20 kg/m8.Przyklad IV. Krzemian sodowy o stosunku Si02 wynoszacym 2,4 majacy postac subtelnego Na20 proszku, ogrzewano w ciagu 8 minut do tempe¬ ratury 275°C. Produkt wykazywal ciezar wlasci¬ wy nizszy niz 20 kg/m8. Analogiczny produkt uzys¬ kano, stosujac jako surowiec sproszkowany krze- SiOn mian sodowy, w którym stosunek wynosil Na20 2,6 i 2,7.Przyklad V. Suchy sproszkowany krzemian Si00 sodowy o stosunku ilosciowym równym 3,1 Na20 ogrzewano w ciagu 8 minut do temperatury 275°C.Otrzymano produkt o gestosci rzedu 100 kg/m8.Analogiczny produkt uzyskano poddajac surowiec przed obróbka termiczna suszeniu w ciagu 48 go¬ dzin przy temperaturze 130°C. 6 PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania ekspandowanych zwiaz¬ ków krzemowych o bardzo malym ciezarze wlasciwym, znamienny tym, ze krzemowe zwiaz¬ ki alkaliów, zwlaszcza krzemiany sodowe w po¬ staci proszku, zawierajace co najmniej 8?/o wo- SiO, dy zwiazanej i w których stosunek wy- Na20 10 nosi 2—2,9 ogrzewa sie w temperaturze 250— —30O°C w ciagu 5—10 minut, lub w tempera¬ turze 10O0°C lub wyzszej w ciagu bardzo krót¬ kiego czasu, na przyklad przeprowadzajac sub- strat przez plomien. 15
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze ja¬ ko surowiec stosuje sie zwiazki krzemowe alka- SiO. liów, w których stosunek wynosi 2—2,6. Na20 20
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze jako surowiec stosuje sie material otrzy¬ many przez wysuszenie w temperaturze wyzszej niz 100°C krzemianów alkalicznych i zmielenie otrzymanego stalego produktu na proszek. 25
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze jako surowiec stosuje sie handlowy sproszko¬ wany krzemian alkaliczny.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze przed procesem suszenia prowadzi sie ekspan- 30 dowanie wstepne, przy czym czas i tempera¬ tura tego wstepnego ekspandowania sa mniej¬ sze niz przy ekspandowaniu wlasciwym.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze do przeznaczonych do ekspandowania surow- 35 ców dodaje sie przed ekspandowaniem sub¬ stancje modyfikujace wlasciwosci chemiczne i fizyczne produktu. PL