SE8901361A0 - Sätt att modifiera ett bindemedel - Google Patents

Abstract

Satt an modifiera ett bindemedel for att anpassa detta till att Oka 5 reaktionsbenagenheten med andra material. Bindemedlet innefattar kiseldioxid, som pa i sig kant satt loses och aterbildas under bildande av en. hardad eller pr lymeriserad kropp, dvs ett sá kallat polymert silikat av den huvudtyp som principiellt inbegriper vattenglas och kvarts (Si02) finfordelad form, samt med tillsats av en aktiv kiselfOrening i form av 10 hogdisperserad, finfordelad, amorf/polymer Si02 fore hardning eller polymerisation i en kvantitet mellan 3-5 viksprocent, b,eraknad pa den sammaniagda torrvikten av de ingiende amnena, samt ett vattenabsorberande och hardande medel, sasom exempelvis natriumhexafluorosilikat. 15Sattet enligt uppfinningen bestar i att fore eller under hela eller delar av bindemedlets hardande eller polymerisation fOrandres dettas anjon-katjonhalt och/eller fordelning i relation till det eller de material, som skall bindas av bindemedlet, eller omvant fOrandras det eller de materials, som skall bindas av bindemedlet, anjon-katjonhalt och/eller_fOrdelning eller att 20 en kombination av dessa itgarder vidtages. Namnda anjon-katjonhalt avpassas sã att vasentligen inget overskott av namnda anjon-katjonhalt foreligger efter hardande eller polymerisation.

Description

15 20 '25 30 35 40 45 2 Det har nu överraskande visat sig att sàval massans hardningsegenskaper som andra viktiga egenskaper hos den hardade eller polymeriserade gjutmassan kan påverkas i önskad riktning genom forandringar i den ursprungliga gjutmassas - fore hardning e;ler polymerisatlon - anjon- katjonhalt och/eller fördelning darav under hela eller delar av hardnings- eller polymerisationsförloppet.

Denna överraskande upptackt har i sin tur lett till att en mängd material och materialkombinationer tillsammans med nämnda polymera silikat har utvarderats och analyserats - såsom framgår närmare nedan - vilka icke hade varit möjliga att erhålla utan utnyttjande av föreliggande uppfinning eller hade fått helt annorlunda egenskaper. - .

Föreliggande uppfinning baserar sig således pá insikten att nämnda polymeriserbara silikats - före hardning eller polymerisation - reaktion med andra material beror av halten anjoner och katjoner och/eller fördelningen därav och att denna halt i grunden icke i sig förändrar de -ingàende materlalens kemi men val deras inbördes bindningar i form av vidhaftning, uppbyggnad.

Harav följer att föreliggande uppfinning ger utomordentligt stora möjligheter att utnyttja nämnda polymera silikat såsom bindemedel i ett stort antal fall." dar bindning utan tillamning av uppfinningen hade omöjliggjorts eller f örsvàrats.

Uppf inningen beskrives nar mare nedan i anslutning till ett antal exe mpel. i vilka olika pàverkningsfaktorer har prövats och befunnits påverka det polymeriserande silikatet före och under hardning.

Grundmetodiken vid exemplen nedan är att gjutmassans/bindemedlets joniska laddning. halten anjoner-katjoner, och/eller fördelningen dememellan förändras före hardning eller polymerisatlon i bindemedlet och/eller på det eller de material, vilka skall bindas medelst bindemedlet. l ett första exempel pálades en låg likspanning i storleksordnings ca 10-25 bildning av integrerade natverk samt molekylkedjornas volt över bindemedlet via elektroder. nedstuckna i bindemedlet eller ' anslutna till bindemedlet, varigenom fördelningen av de befintliga anjonerna-katjonerna forandrades och bindemedlets stelningstid forkortades med ca 75%.

I ett andra exempel tillsattes ca 2-6 tt av svaga syror. exempelvis myrsyra. garvsyra, attiksyra. askorbinsyra. oxalsyra. forsforsyra m fl. till bindemedlet, varvid halten anjoner-katjoner förändrades så att halten katjoner ökades kraftigt och fick till resultat att stelningstiden förkortades med ca 50-9094. Oxalsyran noterades dessutom förbättra det polymeriserade bindemedlets mekaniska egenskaper, speciellt dess tryckhállfasthet ökade.

I ett tredje exempel tillsattes material ca 240% till bindemedlet i form av granulerad slagg, fosfat, glas i form av kross, fibrer och kulor samt sura cellulosafibrer upp till ca 75% minskade bindemedlets slelningstid med ca 50-90tt, fosfaten ökade dessutom det polymeriserade bindemedlets draghállfasthet med ca 50%. De sura cellulosaflbrerna ökade dessutom det H) 15 20 25 30 35 4 (i 45 3 polymeriserade bindemedlets draghállfasthet med ca 100% och minskade dess varmeledningsformàga och varmekapacitet med ca 50%.

Tillsatser ca 2-5 tt i form av aktiva metalloxider, exempelvis zink- och magnesiumoxid. minskade bindemedlets stelningstid med ca 50%.

I ett fiarde exempel tillsattes till bindemedlet obehandlade eller galvaniserade stálfibrer i mängder ca 4%. De galvaniserade stålfibrerna gav ett battre resultat i det polymeriserade bindemedlet bl a av det skalet att de icke rostar i snittytan och att dess ytbelaggning ar speciellt rikt på ioner.

Dylika tillsatsmaterial inte enbart ökade det polymeriserade bindemedlets hàllfasthetsegenskaper - såsom tidigare ar kant i andra sammanhang - utan dessa förkortade aven stelningstiden med ca 30% samt förbattrades overraskande vidhaftningsförmágan mot andra metaller och metallegeringar, olika stàllegeringar och mot. aluminiumYtterst överraskande förändrades aven mot det polymeriserade bindemedlet liggande, andra materialytors egenskaper, exempelvis rostfritt stal och aluminium". Fördelaktigt visade det sig har aven vara att nyttja. med skarolja förorenade stálspànor, utgörande spillmaterial från spànskarande bearbetning Ett ytterligare intressant resultat var att namnda, till det polymeriserande silikatet tillsatta spánfibrer aven minskade det polymeriserade bindemedlets f riktionskoeff icient.

Tillsatser till bindemedlet iform av stàlull och/eller polypropylénduk gav, förutom ovan angivna, förbättrade egenskaper, en battre fördelning av sådana ytsprickor, vilka uppstår vid större punktbelastningar på det poly- meriserade bindemedlet och speciellt vid nämnda duk uppstod kraftig in- bördes materiaivandring med resulterande starka inbördes bindningar. l ett femte exempel tillsattes till det polymeriserande bindemedlet glasfibrer i form av matta och rowing, varigenom stelningstiden forkortades med ca 30% och ökade vidhaftningen mot exempelvis glas samt forbattrade det polymeriserade bindemedlets mekaniska egenskaper, speciellt tryckhàllfasthet, draghållfasthet och sammanhállningsförmagan.

Naturfibrer av cellulosa, exempelvis vass, halm, cellulosanollfibrer. nassla. linne, och aven animala i form av har minskade bl a stelningstiden och okade det polymeriserade bindemedlets slaghállfasthet och sammanhállningsformága.

Tillsatser i form av ca 2% fosfater till det polymeriserande bindemedlet okade det polymeriserade bindemedlets tryckhallfasthel och sammanhállningsformága med ca 50%. Tillsats av starkt kationladdade amnen av typ perborater, sprit, aromatiska lösningsmedel har aven prövats och gav snabbare oxidering och darigenom battre vidhaftning mot anslutande materialytor. l ett siatte exempel tillsattes grafit. mikrobalionger eller talistensgranulat. varigenom det polymeriserade bindemedlets slipbarhet. polerbarhet samt bearbetbarhet med eggverktyg ökade. Tillsatsen bitumen gjordes till det polymeriserande bindemedlet. vilket hade till effekt bl a att skärande bearbetning och skärning medelst laga av det. polymeriserade bindernedlet i det narmaste omöiliggiordes. Dessutom agerade bitumen såsom li) 15 20 25 30 35 40 45 4 forkomprimerad utfyllnad och fyllde i det polymeriserade bindemedlet ut eventuellt uppstàende mikrosprickor.

Tillsatser till det polymeriserande bindemedlet av stål- och glasmaterial forbattrar ej enbart de mekaniska egenskaperna enligt ovan utan dessa tillsatser ökar såval yttre som inre vidhaftningsförmåga samt motliggande materialytors egenskaper på grund av jonvandringar.

I ett sjunde exempel gjordes försök med tillsatser av metaller med annan galvanisk spanning an den metall mot vilken vidhaftning skall åstadkommas med hjalp av det polymeriserande bindemedlet. Exempel på metalltillsatser ar stàl mot rostfritt. stål. eller aluminium, zink mot koppar etc. llarvid ökades bindemedlets vidhaftningsformåga avsevärt. Vidare provades olika organiska plaster med annan jonspanning an hos det plast.- material, mot vilket vidhaftning skall åstadkommas, såsom tillsatser det polymeriserande bindemedelt, varvid vidhaftningen ökade på grund av jonvandring. Olika lösningsmedel med annan jonisk spanning an det polymeriserande bindernedlet tillsattes, varvid vidhaftningsförmågan ökades genom påverkan av det organiska plastmaterial, mot vilket vidhaftning åstadkommes. l ett ytterligare försök tillsattes till bindemedlet organiska plaster innehållande amnen, vilkas egenskaper helt eller delvis medelst laddade joner överföras till andra. motliggande materialskikt. exempelvis mjukgörare. En liknande effekt ernås genom tillsats av stål till det polymeriserande bindemedlet, vilket då det anbringas mot en korroderad metallyta reducerar den darpå befintliga oxiden, varigenom fortsatt korrosion stoppas.

I ett åttonde exempel förändrades det polymeriserande bindemedlets hygrositet genom tillsattande av i flyktiga medel lösta material, exempelvis maleinharts i sprit. bitumen i aromatiska lösningsmedel. Vidare provades tillsatser av sådana emulsioner. vilka utmärkte sig av att i emulsionen ingående vattenmangd icke samarbetade med vattnet i det polymeriserande bindemedlet, exempel på en dylik emulsion är polyvinylacetatemulsion. Det polymeriserande bindemedlet är i grundutforandet kansligt för kyla pà grund av det ingående vattnet men genom tillsats av exempelvis ca 2% etylglycol blev bindemedlet frostbestandigt ned till -15 grader Celsius. l ett nionde exempel tillsattes till det polymeriserande bindemedlet ohardade organiska hardplaster. vilka hardade parallellt med det polymeriserande bindemedlet, varvid bl a hardningstiden forkortades.

Exempel på dylika hardplaster ar akrylat. fenolharts, epoxi etc. Emulsioner med organiska plaster har aven tillsatts det polymeriserande bindemedlet, exempel pà sådana emulsioner ar akryl, latex. konstgummi och andra kolvateamnen. l ett tionde exempel tillsattes till det polymeriserande bindemedlet aluminiumsilikat och/eller zirkoniumoxid. varigenom det polymeriserade bindemedlets sintrings-temperatur höjdes ca. 5-600 grader Celsius.

Tillsatser av tensšder till det polymeriserande bindemedel och upphettiiing 10 15 5 resulterade i cellbildning i det polymeriserade bindemedlet med innebörd. att det polymeriserade bindemedlet fick ökad varmeisolationsformàga.

I ett elfte exempel forandrades jonvandringsformâgan i det polymeriserande bindemedlet genom tillsatser som ökade den elektriska ledningsformågan, exempelvis med grafit, med metaller i form av fibrer, ull, granulat, magnetit eller dylikt. och genom tillsatser som minskade den elektriska ledningsformàgan, exempelvis syntetiskt gummi, neopren, EPDM, butyl- eller bitumengummi.

I ett tolfte exempel minskades eller eliminerades det polymera silikatets vidhaftningsfnrmåga mot andra materialvtor genom att sistnämnda ytor bestroks med kraftigt kationladdade amnen. exempelvis hograffinerade fetter. En snabbare ythardning av det polymerade silikatet erhölls då nämnda fett blandades med syra, exempelvis fosforsyra. i ett trettonde exempel pâlades lågfrekventa ljudvågor inom det hdrbara frekvensområdet, varigenom fördelningen och koncentrationen i olika delar av aniomkationhalten ferandrades i det polymeriserande -bindemedlet varvid bl a hárdnings- eller polymerisationstiden forkortades. Liknande förhållanden och resultat erhölls vid applioering av högfrekventa mikrovâgor på det polymeriserande bindemedlet.

Claims (8)

5 10 15 20 25 30 35 40

1. Patentkr av l, Satt att modifiera ett bindemedel f or att anpassa detta till att öka reaktionsbenagenheten med andra material, vilket bindemedel innefattar kiseldioxid, som påi sig kant satt loses och äter-bildas under bildande av en hardad eller polymeriserad kropp, dvs ett så kallat polymert silikat av den huvudtyp som principiellt inbegriper vattenglas och kvarts (Si02l i finfordelad form. samt med tillsats av en aktiv kiselforening i form av hogdisperserad. f infördelad, amorf/polymer SiO2 före hardning eller polymerisatlon i en kvantitet mellan 3-5 viksprocent, beräknad pâ den sammanlagda torrvikten av de ingående amnena. samt ett vattenabsorberande och hardande medel. såsom exempelvis natriumhexafluorosilikat. . k a n n e t e c k n a t av av att fore eller under hela eller delar av bindemedlets hardande eller polymerisation förändras dettas anion-katjon- halt och/eller fördelning i relation till det eller de material, som skall bindas av bindemedlet, eller omvänt förändras det eller de materials. som skall bindas av bindemedlet, anjon-katjonhalt och/eller fördelning eller att en kombination av dessa atgarder vidtages och av att namnda anion- katioiihalt avpassas så att väsentligen inget överskott av namnda anion- kationhalt f oreligger efter bardande eller polymerisation.

2. Satt enligt krav krav l, ' k a n n e t e c k n a t av att en eller flera typer av syror tillsattes bindemedlet i så avpassad kvantitet före hardande ellefipolymerisation och/eller till de andra material. med vilka bindemedlet skall reagera. före kontakt med bindemedlet. att väsentligen inget överskott i ionhalt föreligger efter hardande eller polymerisation.

3. Satt enligt krav l, k a n n e t e c k n a t av att en eller flera typer av basiska material. exempelvis kristallsoda, tillsattes binde medlet i sá avpassad kvantitet före hardande eller polymerisation och/eller till de andra material, med vilka bindemedlet skall reagera. fore kontakt med bindemedlet. att vasentligen inget överskott i ionhalt föreligger efter hardande eller polymerisation. 4 Satt enligt krav l, k a n n e t e c k n a t av att en eller flera typer av aromatiska lösningsmedel. exempelvis trikloretylen. tillsattes bindemedlet i så avpassad kvantitet fore hardande eller polymerisation och/eller till de andra material. med vilka bindemedlet skall reagera. före kontakt med bindemedlet, att vasentligen inget överskott i jonhalt foreligger efter nardande eller polymerisation.

4. Kil lÛ 15 20 2

5. S. Satt enligt krav l, b k a n n e t e c k n a t av att en eller flera typer av tensider eller vegetabiliska oljor tillsattes bindemedlet i så avpassad kvantitet fore hardande eller polymerisation och/eller till de andra material. med vilka bindemedlet skall reagera. före kontakt med bindemedlet, att väsentligen inget överskott i jonhalt föreligger efter hardande eller polymerisatlon.

6. Satt enligt något av föregående krav 2-5. i k a n n e t e c k n a t av att en kombination av olika typer av syror. luter, aromatiska lösningsmedel, tensider och vegetabiliska olior tillsattes bindemedlet i så avpassad kvantitet före nárdande eller polymerisation och/eller till de andra material, med vilka bindemedlet skall reagera. fore kontakt med bindemedlet. att väsentligen inget överskott i ionhalt föreligger efter hardande eller polymerisation.

7. , Satt enligt något av föregående krav, k a n n e t e c k n a t av att namnda anjon-katjonhalt och/eller fördelning andras eller pâverkas i bindernedlet eller på det eller de andra material, vilka bindemedlet skall reagera med. genom att en avpassad elektrisk spänning pálagges före hardande eller polymerisation.

8. Satt enligt något av föregående krav, k a n n e t e c k n a t av att anjon-kationhalten och/eller fördelning andras eller påverkas medelst pålaggning av vågrörelser med avpassad frekvens, lämpligen inom det hörbara frekvensområdet. 10 15 20 Sammandrag Satt att modifiera ett bindemedel för att anpassa detta till att öka reaktionsbenagenheten med andra material. Bindemedlet innefattar kiseldioxid, som pá i sig kant satt löses och áterbildas under bildande av en , hardad eller prlymeriserad kropp, dvs ett så kallat polymert silikat av den huvudtyp som principiellt inbegriper vattenglas och kvarts (SiO2) i f inf ordelad form, samt med tillsats av en aktiv kiselförening i form av hogdisperserad, f infordelad, amorf/polymer SiO2 fore hardning eller polymerisation i en kvantitet mellan 3-5 viksprecent, beräknad på den sammanlagda torrvikten av de ingående ämnena. samt ett vattenabsorberande och hardande medel, såsom exempelvis natriumhexafluorosilikat. Sattet enligt uppfinningen består i att före eller under hela eller delar av bindemedlets hardande eller polymerisation förändras dettas anion-kation- halt och/eller fördelning i relation till det eller de material, som skall bindas av bindemedlet, eller omvant förändras det eller de materials. som skall bindas av bindemedlet, anjon-katjonhalt och/ellerfordelning eller att en kombination av dessa àtgarder vidtages. Namndaaniön-katjonhalt -avpassas så att väsentligen inget överskott av namnda anion-kationhalt föreligger efter nardande eller polymerisation.