SE425384B - Bindemedel baserat pa en alkalisilikatlosning - Google Patents

Description

7802527-7 ' PJ i bindemedlen. Bindemedlen enligt uppfinningen är baserade på alkalisilikater med molförhållande SiO2 : MZO inom om- rådet 1,8 till 4,0 och med en fast materialhalt av 20 till 55 viktprocent, som kännetecknas av en halt av kaliummeta- borat¿ _ . 1 De nya bindemedlen enligt uppfinningen innehåller så står mängd kaliummetaborat att molförhållandet SiO2 : KBO, ligger inom området 0,1 till 50 och företrädesvis 5 till. 20 .

Koncentrationen av silikatlösningarna och molför- 2 . era inbm vida gränser och beror på det speciella använd- hållandet SiO ~ alkalimetalloxid i lösningarna kan vari- ningsändamålet för bindemedlet. I allmänhet användas i handeln tillgängliga natrium-, kalium-, eller litiumsilikat- lösningar. iDet för framställning av det nya bindemedlet använda kaliummetaboratet erhålles lämpligen genom sammanblandníng av borsyra med den enligt formeln \H3BO3 + KOHV __? KBOZ + H20 erfoderliga stökiometriska mängden av kocentrerad kalium- hydroxídlösning.

Framställningen av bindemedlet genomföres genom enkel sammanblandníng av alkalisilikatlösningarna med den mängd kaliummetaboratlösning, som motsvarar det önskade molför- hållandet.

'De nya bindemedlen på basis av alkalisilikatlösning- ar kan innehålla tidigare kända tillsatser, exempelvis aminer och kvaternära ammoniumbaser. Genom sådana tillsatser kan egenskaperna hos bindemedelslösningarna och egenskaperna hos dešmed dessa framställda förbindningarna modifieras ytterligare. Dessa substanser inblandas i allmännhet i mängder från 0,05 till 1 vikt.-% baserad på totalmängden bindemedel.

De nya produkterna är lagringsstabila och uppvisar hög bindningsstyrka. Jämfört med tidigare kända vatten- glasbindemedel uppvisar de högre bindningshastighet. De med hjälp av dessa produkter framställda förbindningarna uppvisar väsentligt större vattenbeständighet än sådana 7802527~7 3 I som framställas med tidigare kända bindemedel på basis av vattenglas.

De i det följande angivna exemplen åskådliggör upp- Einningen utan att begränsa denna.

Exempel 1 För framställning av isolerformkroppar blandades vid varje försök 1000 g vermikalitpulver (kornstorlek 2-4 mm eller 3-6 mm) med 1000 g bindemedel. Den erhållna massan pressades i en formpress till plattor, varvid en förtätning till cirka 50% av den ursprungliga volymen erhölls. De på detta sätt erhållna formkropparna uppvisade redan efter pressningen en för transport tillräcklig råhàllfasthet.

Det tonkades vid rumstemperatur och tempererades därefter vid temperaturer från 180-300°C under 6 timmars tid.

Såsom bindemedel användes produkterna A, B och C enligt uppfinningen: A) 1887 g natriumsiiikatiösning (S102 = Nazo = 3,42, 29,2 vikt.% SiO,, 38,0 vikt.% East materialhalt, 40/420 Be) + 109 g kaliummetaboratlösning, framställd av 31 g (0,5 mol) borsyra, ren, och 78 g 38 %~ig kalíumhydroxidlös- ning. Molförhållande SiO2 : KBO2 = 17,6.

B) 1826 g natriumsilikat (samma som under A) + 174 g kaliummetaboratlösning framställd av 49,6 g (0,8 mol) bor- syra, ren, och 124 g 38 %-ig kaliumhydroxidlösning. Molför- hållande SiO2 : KBO2 = 10,6.

C) 1738 g natriumsilikatlösning (samma som enligt A) + 261,6 g kaliummetaboratlösning, framställd av 74,4 g (1,2 mol) borsyra, ren, och 187,2 g 38 ä-ig kaliumhydroxid- lösning. Molförhàllande Si02 : KBO2 = 6,75.

För jämförelse användes produkterna D till F såsom bindemedel: D) _Natriumsilikatlösning (samma som under A), men utan tillsats.

E) 1929 g natríumsilikatlösning (samma som under A) + 71 g natriummetaboratlösning framställd av 31 g (0,5 mol) hwrsyra, ren, mvh 40 q G0 ï~h3nutríumhydrnaidlünning. Mol- förhällande SiO2 : NaB02 = 17,9. 7so2s27-7 F) 1880 g natriumsilíkatlösning (samma som under A) + 113,6 g natriummetaboratlösning, framställd av 49,6 g (0,8 mol) borsyra, ren, och 64 g 50 %-ígnatriumhydroxid- lösning. Molförhållande SiO2 : NaBO2 = 10,95.

G) 1865 g natriumsílikatlösning (samma som under A) + 67,5 g natriummetafosfatlösning, framställd av 30,6 g (NaPO3)6 och 36,9 g vatten. Molförhållande SíO : NaPO = 14,5. ” De med bindemedlen A, B och C enligt uppfinningen 2 3 framställda formkropparna uppvisade högre hållfasthet, i synnerhet vid kanterna, än de med produkterna D till G erhållna.

För bestämning av vattenhållfastheten lagrades iso- leringsformkropparna i dejoniserat vatten och provades med intervall av 24 timmar beträffande hâllfastheten. Re- sultaten av dessa provningar anges i tabell 1.

TABELL 1 A Vattenbeständighet hos vermikulit-isolerformkroppar.

Bindemedel Värmebehandlad (tempererad) vid 1ao°c 3oo°c A 5 Veckor 7 Veckor B 5 Veckor 7 Veckor C 6 Veckor 7 Veckor D 1 Dygn 1 Dygn E 3 Dygn ' 1 Dygn F 5 Dygn 2 Dygn G 1 Dygn 4 Dygn Jämförbara resultat erhållas om man för framställ- ning av formkroppar använder vermikulit-bindemedelbland- ningar i viktförhâllandet 2 : 1, 3 : 1 och 4 : 1.

Exempel 2 1000 g natriumsilikatlösning (SiO2 : Na20 = 2,481, 33,2 vikt.% 5102, 47,0 vikc.% fast materiaihait, so/52° ne) försattes med 87,2 g knliummetnboratlösning, som framställts 78025 27-7 av 24,8 g (0,4 mol) borsyra, ren, och 62,4 g 38%-ig kalium- hydroxídlösning. I det på detta sätt erhàllna bindemedlet var molförhållandet SiO2 : KBO2 = 13,8.

För framställning av gjutkärnor blandades 9,6 kg Iormsand med 400 g av det ovan beskrivna bindemedlet. Bland- ningen pressades i formar och presskropparna härdades genom gasning med koldioxid (0,5 atö C02, 7 Sek) Och Värmebehand- lades därefter under 60 minuters tid vid 180OC. För bestäm- ning av lagringsstabiliteten lagrades därefter de på detta sätt framställda gjutkärnorna vid 25OC och 75% luftfuktig- het i klimatskáp. Såsom mått på lagringsbeständigheten fastställdes skärhâllfastheten hos gjutkärnorna med de i tabell 2 angivna tidsintervallen efter framställningen.

För jämförelse framställdes gjutkärndr enligt den ovan beskrivna metoden men med användning av de ovan an- givna natriumsilikatlösningarna utan KBO2-tillsats och provades beträffande beteendet vid lagring. Resultaten beträffande 1ngringstabilitotsprovníngen anges i tabell 'I ._ u TABELL 2 Lagringsstabilitet hos gjutkärnor vid 25OC och 75% luftfuktighet.

Lagringstid Skjuvhållfasthet i kp/cmz Bindemedel enligt Jämförelse uppfinningen 24 Timmar 80 65 72 Timmar 60 28 1 Vecka 49 26 2 Veckor 42 32 3 Veckor 42 31 4 Veckor 35 26 7ao2s27-7 Exempel 3 För framställning av starkare byggnadselement samman- limmades asbestcementplattor och asbestcement-cellulosa- plattor med varandra. Såsom bindemedel användes de i exempel 1 under A till C beskrivna med kaliummetaborat modifierade natriumsilikatlösningarna. Kompositplattorna torkades under 6 timmars tid vid 180°C. När man lagrade de på detta sätt erhållna byggnadselementen under 6 veckors tid i vatten och därefter försökte att lösgöra sammanbíndningen med anbringande av kraft brast plattorna i materialet och icke i sammanlimningsfogen För jämförelse sammanlimmades asbestcementplattor och asbestcement-cellulosaplattor med användning av en natriumsilikatlösning (SiO2 : Na2O = 3,42, 29,2 vikt.% SiO2, 38,0 vikt.% fast materialhalt, 40/420 Be) utan kalium- metaborattillsats och torkades under 6 timmars tid vid 180°C. När man lagrade dessa kompositelement i vatten kunde plattorna redan efter 3 dygns tid utan skador på materialet skiljas från varandra vid limfogen.

Exempel 4 ' Vid framställning av spirallindade papprör lindas med ett vattenglasbíndemedel bestrukna pappersbanor spiral- formigt på en spindel, pressas och vidaretransporteras samtidigt på spindeln. Härvid måste sammanbindningen mellan pappersskikten inom bråkdelar av sekunder erhålla sådan styrka att banorna vid vidaretransporten av det lindade röret icke mer kan förskjutas i förhållande till varandra.

Vid skärning av rullstyckena vid slutet av spindeln får de vid snittkanten liggande ändarna av de yttre pappers- banorna icke lösgöras. “ För att uppfylla kraven på hastig hållfasthetsökning eller bindning av sammanbindningsstället har man hittills varit tvungen att använda vattenglaslösningar med hög fast- materialhalt och hög viskositet (= 350 mP). Viskosíteten hos denna lösning måste före påföringen på pappersbanan genom uppvärmning sänkas i sådan grad (150 - 180 mP) att ett tunt bindemedelsskikt säkerställes.

Vid användning av bindemedel enligt uppfinningen 7802527-; kan dess viskositet sänkas genom utspädning till det för pâföríngen erfoderliga värdet utan att den erfoderliga mini- mibindningshastigheten underskrides.

I ett motsvarande praktiskt försök användes såsom tidigare känt bindemedel en natriumsilikatlösning (SiO2 : N30 = 2,69, 31,3 vikt.% SiO2, halt, 47,50 Be) med en viskositet av cirka 400 mP. Om denna 43,3 vikt.% fast material- lösning päfördes vid 55 - 6C0C kunde man erhålla felfria rör om pappersbanorna tillfördes till spindeln med en hastig- het av 30 m/min. Såsom bindemedel enligt uppfinningen an- vändes den ovan beskrivna men med kaliummetaborat modifierade natriumsilikatlösningen (SiO2 : KBO2 = 15,3). Viskositeten inställdes till 180 mP. Om bindemedlet påfördes vid rums- temperatur kunde pappersbanorna tillföras med en hastighet av upp till 30m/minut utan att störningar uppträdde. Om hindemedlet påfördes vid 40 - 45OC kunde bandhastigheten stiga till 40m/min.

Claims (1)

1. 7802527-7 PATENTKRAV Bindemedel baserat på alkalisilikatlösning med ett molförhållande Si02$M20, varvid M betecknar alkalimetall, inom området 1,8-4,0 och en fastmaterialhalt av 20-55 vikt- procent, k ä n n e t e c k n a t därav, att bindemedlet innehåller kaliummetaborat, varvid molförhållandet SiO 2 kaliummetabørat ligger inom området 0,1-50 och företrädesvis 5-20. ANFuRnA PußL1KAT1o~ER= ns 1 646 447 (ço b 17/04)