SK1132019A3

SK1132019A3 - Izolačný materiál a spôsob jeho výroby

Info

Publication number: SK1132019A3
Application number: SK1132019A
Authority: SK
Inventors: Mgr. Chlandová Gabriela; Petr Španiel
Original assignee: First Point a.s.
Priority date: 2019-07-05
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2021-01-13
Also published as: US20220267565A1; EA202100255A1; BR112022000132A2; CL2021003581A1; JP2022538945A; SK288911B6; CN114096499A; AU2020311533A1; PL3994109T3; CZ2019446A3; EP3994109A1; WO2021004556A1; CZ308495B6; EP3994109B1; EP3994109C0; CA3140937A1; KR20220044736A

Abstract

Izolačný materiál, najmä priedušný protipožiarny zvukovo izolačný materiál, obsahujúci vodné sklo a gumu, najmä recyklovanú gumu, je tvorený vytvrditeľnou zmesou, ktorá obsahuje 47 až 61 % hmotn. gumového granulátu, 30 až 50 % hmotn. vodného kremičitanu sodného a 0,1 až 0,5 % hmotn. stabilizátora vodného skla. Opisuje sa spôsob výroby izolačného materiálu, podľa ktorého sú najprv gumené granuly premiešané s vodným roztokom sadzí tak, že celý ich povrch je sadzami obalený, pridaný je hydroxid hlinitý a všetko je premiešané tak, že vznikne izolačná zmes, a ďalej je do roztoku kremičitanu sodného pridaný stabilizátor vodného skla a následne je do tohto roztoku primiešané tvrdidlo vodného skla, pričom tento roztok je následne od 1 do 10 minút miešaný tak, že vznikne spojivový roztok a izolačná zmes je vmiešaná do spojivového roztoku, a výsledná zmes je naliata do aplikačného miesta.

Description

S K113-2019 Α3

Oblasť techniky

Výnález sa týka izolačného materiálu, najmä priedušného protipožiarneho zvukovo izolačného materiálu obsahujúceho vodné sklo a gumu, a spôsobu jeho výroby.

Doterajší stav techniky

Zo stavu techniky je známy technický problém, ktorým je riešenie recyklácie použitej gumy, najmä použitých pneumatík vozidiel.

Použité pneumatiky sú zvyčajne ukladané na skládky alebo sa likvidujú spaľovaním Oba dva spôsoby nie sú ekologické.

Známe je aj použitie recyklátov pneumatík vo forme gumového granulátu. Tento gumový granulát rôznej hrubosti je napríklad používaný v automobilovom priemysle, kde slúži na výrobu nárazníkov, tesnenia a pneumatík. Využitie nachádza tiež v stavebníctve ako prímes do asľaltu pri budovaní ciest. Ďalšie uplatnenie nachádza pri úprave povrchov detských a športových ihrísk, pri výrobe bezpečnostných prahov na železničný c h priecestiach, zámkovej dlažby či poklopov a mreží, ktoré sú relatívne viac odolné proti chemickým posypom a mrazu.

Ďalej existujú materiály, ktoré využívajú spojenie gumového granulátu, alebo granulátu iných plastických penových hmôt, a organických polymémych spojív. Toto spojenie predstavuje rad nevýhod, medzi ktoré predovšetkýmpatrí vysokáhorľavosťa nestabilita.

Z patentovej prihlášky CZ PV20I7-I27 je známy akustický a tepelný izolant pre použitie v stavebníctve, ktorý je tvorený kašovitou na vzduchu vytvrditeľnou zmesou obsahujúcou 5 až 76 % hmotn. sypkého tepelnoizolačného materiálu s mernou objemovou hmotnosťou pod 300 kg/m3, 9 až 36 % hmotn. tehlového prachu frakcie 0,001 až 1 mm, 6 až 30 % hmotn. vodného skla, 7 až 30 % hmotn. vody a do 5 % hmotn. saponátu. Nevýhodou tohto materiálu je to, že má nižšie tepelnoizolačné vlastnosti, veľkú hmotnosť, vyššiu horľavosť a vďaka veľkému množstvu vody malú súdržnosť.

Z ďalšej patentovej prihlášky CZ PV1990-2151 je známa tepelne izolačná hmota s protipožiarnym účinkom, ktorá obsahuje vodnú disperziu ľilmotvomého termoplastického polyméru, hydrosol oxidu kremičitého, inertné minerálne plnivá, odpadový kysličník kremičitý z výroby ferozliatin, expandované vulkanické hydraulické sklo, sypkú zmes korkovej a gumenej drie, a vodu. Spojivo tu je polyméma termoplastická vodná disperzia. Nevýhodou je nižšia izolačná schopnosť a hlavne nižšia požiarnu odolnosť.

Z vyššie uvedeného stavu techniky je zrejmé, že hlavnou nevýhodou známeho stavu technik} sú nižšie izolačné schopnostiznámych materiálov a ich relatívne nízka požiarna odolnosť.

Cieľom vynálezu je konštrukcia izolačného materiálu, ktorý bude využívať recyklovaný gumový a plastický odpad, pričom bude mať vysokú požiarnu odolnosť, pričom zároveň bude pružný a ohybný, a bude odolný proti degradácii.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje a ciele vynálezu napĺňa izolačný materiál, najmä priedušný protipožiarny zvukovo izolačný materiál obsahujúci vodné sklo a gumu, najmä recyklovanú gumu, podľa vynálezu ktorého podstata spočíva v tom, že je tvorený vytvrditeľnou zmesou, ktorá obsahuje 47 až61 % hmotn. gumového granulátu, 30 až 52,5 % hmotn. vodného kremičitanu sodného, 0,5 % hmotn. stabilizátora vodného skla. Výhodou izolačného materiálu je vysoká nehorľavosť a žiaruvzdomosť. Ďalšou výhodou je veľmi dobrá priedušnosť a protiplesňové účinky. Velkou výhodou je potom veľmi dobrá priľnavosť na všetky povrchy, a výborné lepiace a tmeliace účinky. Hlavnou výhodou je potom veľmi dobrá zvukovo izolačná schopnosť. Gumový granulát môže byť s výhodou nahradený inýmekvivalentnýmgranulátoms rovnakými alebo s podobný mi vlastnosťami, napríklad plastovým granulátom, pričom materiálom tohto granulátu môže byť potom napríklad molitan.

Výtvrditeľná zmes ďalej s výhodou obsahuje 2 až 6 % hmotn. hydroxidu hlinitého. Výhodou je to, že hydroxid hlinitý ďalej výrazne zlepšuje retardáciu horenia.

Veľmi výhodné je, keď je povrch gumového granulátu opatrený sadzami, pričom čisté sadze tvoria 0,025 až 0,25 % hmotn. celkovej hmotn. Výhodou je to, že takto usporiadané sadze znižujú tepelnú vodivosť s tým, že sadze s výhodou do určitej miery absorbujú do gumového granulátu, čím je stabilizovaná ich väzba s gumeným granulátom vo výslednej zmesi. Výhodou je ďalej to, že sadze fungujú ako koretardér horenia. Výhodou je tiež to, že sadze plnia funkciu spomaľovača degradačných procesov v dôsledku slnečného žiarenia. Zachytávajú bežné voľné radikály kyslíka a spomaľujú tak prirodzenú degradáciu polyméru.

S K113-2019 Α3

Vo výhodnom prevedení je gumový granulát recyklovaný. Výhodne môžu recyklovaný gumový granulát nahradiť iné plastové penové materiály, ako napríklad PUR aPIR peny a molitan.

Výhodné tiež je, keď sú stabilizátorom vodného skla hydrofilné alkoxylové alkylamoniové soli.

Velkou výhodou potom je, keď má vodný roztok kremičitanu sodného hustotu v rozsahu 1 370 až 1 400 kg/m3 a molámy pomer SiO2 a Na2O je v rozsahu 3,2 až 3,4. Pomer mólových hmotností oxidu kremičitého a oxidu sodného a s ním spojená hustota roztoku a koncentrácia roztoku majú významný vplyv na reologické vlastnosti vodného skla ako polyméme zmesi, na elektrické vlastnosti, stlačiteľnosť a lepivosť ako pri elektrolyte, ďalej na tvrdosť, pevnosť a pod. Výhodou vyššie uvedených parametrov je to, že výsledný izolačný materiál je po zatuhnutí čiastočne pružný a tvarovo poddajný.

Izolačný materiál ďalej s výhodou obsahuje tvrdidlo vodného skla, ktorým môže byť glycerol mono až triacetát alebo ich zmes.

Uvedené nedostatky ďalej do značnej miery odstraňuje a ciele vynálezu napĺňa spôsob výroby izolačného materiálu, najmä spôsob výroby priedušného protipožiarneho zvukovo izolačného materiálu obsahujúceho vodné sklo a gumu, podľa vynálezu ktorého podstata spočíva v tom, že najprv sú gumené granule premiešané s vodným roztokom sadzí tak, že celý ich povrch je sadzami obalený, ďalej je pridaný hydroxid hlinitý a všetko je premiešané tak, že vznikne izolačná zmes, a ďalej je do roztoku kremičitanu sodného pridaný stabilizátor vodného skla a následne je do tohto roztoku primiešané tvrdidlo vodného skla, pričom tento roztok je následne od 1 do 10 minút miešaný tak, že vznikne spojivový roztok, a ďalej je izolačná zmes vmiešaná do druhej zmesi, a ďalej je výsledná zmes naliala na aplikované miesto. Výhodou je to, že je možné vyrábať ako pevné výrobky, akými sú napríklad izolačné dosky, tak možno izolačný materiál aplikovať aj v jeho tekutom stave.

Veľmi výhodné je, keď je spojivový roztok pred vložením izolačnej zmesi predhriaty približne na teplotu 65 °C. Pri tejto teplote dôjde k vytvoreniu slabých interakcn medzi skupinami vodného skla a gumy a vzniká pružné a pevné spojenie.

Výhodou je, keď je výsledná zmes naliala do aplikovaného miesta, ktorým je forma, pričom ďalej je z výslednej zmesi pomocou lisu vytlačené také množstvo spojivového roztoku, aby vznikol požadovaný pomer izolačnej zmesi a spojivového roztoku. Výhodou je to, že je možné jednoducho vyrobiť výrobok s presnými parametrami.

Výhodné tiež je, keď je nakoniec výsledná zmes ponechaná v pokoji do vytvrdnutia. Výhodou je to, že sa dá výslednú izoláciu vytvoriť presne s ohľadom na tvarové parametre izolovaného priestoru s tým, že vďaka tomu, že sa dá regulovať dĺžka vytvrdnutia, možno izolačný materiál presne vytvarovať do požadovaného tvam.

Hlavnou výhodou izolačného materiálu a spôsobu jeho výroby podľa vy nálezu je to, že má výrazne lepšie izolačné vlastnosti a vyššiu požiarnu odolnosť, než doteraz známe izolačné materiály využívajúce recyklovanú gumu alebo recyklované penové materiály, pričom je paropriepustný, odolný proti zrážkovej v ode a vlhkosti, protiplesňový, pružný, odolný voči vonkajším vplyvom, ako je UV žiarenie. Ďalšou výhodou sú jednoduché spôsoby aplikácie. Z izolačného materiálu možno vytvárať obkladové dosky a tvarovky, ale rovnako je možné ho aplikovať ako kvapalnú zmes naťahovaním, liatím a striekaním. Izolačný materiál je tak vhodný na podlahy a stropy, vodorovné aj mieme šikmé strechy. Výhodou je to, že kremičitan sodný po vytvrdnutí účinne odráža plameň, a pretože má záporné spalné teplo, účinne znižuje horenie každej zmesi, v ktorej sa nachádza. Dokonale obalí gumený granulát a chráni ho pred ohňom.

Dobre sa na rozdiel od izolácie pomocou dosiek z minerálnej vaty alebo polystyrénu aplikuje do málo prístupných miest a do členitých krajov plochy. Má dobrú priľnavosť na rôzne podklady vrátane trapézových a falcovaných plechov, eternitu alebo asfaltu, ktoré bývajú na strechách. Izolačný materiál je súčasne dostatočne pevný, môže byť aj pochôdzny. Veľkou výhodou izolačného materiálu podľa vynálezu je oproti existujúcim materiálom aj možnosť kombinácie dosiek a tvaroviek a kvapalnej zmesi. Jedným z problémov spojených s kotvením dosiek z bežného polystyrénu je výplň špár medzi doskami a otvorov okolo hmoždiniek. Vďaka možnosti vyplnenie týchto medzier a otvorov kvapalnou formou izolačného materiálu vznikne veľmi jednoducho a rýchlo jednoliata plocha bez tepelných mostov. Veľkou výhodou je tiežto, že polotovar izolačného materiálu vo forme kvapalnej zmesi možno aplikovať ako izolačný obklad v priemysle, napr. spotrebnom, v elektrotechnikom, automobilovom atď.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad 1

Priedušný protipožiarny zvukovo izolačný materiál je tvorený vytvrditeľnou zmesou, ktorá obsahuje 54 % hmotn. recyklovaného gumového granulátu, 40 % hmotn. vodného kremičitanu sodného, 0,3 % hmotn. stabilizátora vodného skla, 4 % hmotn. hydroxidu hlinitého, a 1,2 % hmotn. tvrdidla vodného skla.

Povrch gumového granulátu je opatrený sadzami, pričom sadze tvoria 0,5 % hmotn. celkovej hmotnosti.

S K113-2019 Α3

Stabilizátorom vodného skla sú hydrofilné alko^lové alkylamoniové sok, vo forme 98 % vodného roztoku N, N, N', N'-Tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediaminu.

Vodný roztok kremičitanu sodného má hustotu v rozsahu 1 380 kg/m3 a molámy pomer SiO2 a Na2O v rozsahu 3,3.

Tvrdidlom vodného skla je zmes čistého diacetátu/triacetátu glycerolu v pomere 7 :3 objemových dielov, s koncentráciou 3 % hmotn. k čistému vodnému sklu.

Podľa spôsobu výroby priedušného protipožiarneho zvukovo izolačného materiálu sú najprv gumené granule premiešané s vodným roztokom s koncentráciou 25 % hmotn. sadzí tak, že celý ich povrch je sadzami obalený, ďalej je pridaný hydroxid hlinitý a všetko je premiešané tak, že vznikne izolačná zmes, a ďalej je do roztoku kremičitanu sodného pridaný stabilizátor vodného skla a následne je do tohto roztoku primiešané tvrdidlo vodného skla, pričom tento roztok je následne 3 minúty miešaný tak, že vznikne spojivový roztok, ktorý je predhriaty na teplotu 65 °C, a ďalej je izolačná zmes vmiešaná do spojivového roztoku, a ďalej je výsledná zmes naliata do silikónovej formy, pričom je ďalej z výslednej zmesi pomocou lisu vytlačené také množstvo spojivového roztoku, aby vznikol požadovaný pomer izolačnej zmesi a spojivového roztoku.

Výsledným výrobkom je izolačná doskaalebo izolačná tvarovka.

Príklad 2

Priedušný protipožiarny zvukovo izolačný materiál je tvorený vytvrditeľnou zmesou, ktorá obsahuje 61,4 % hmotn. recyklovaného gumového granulátu, 30 % hmotn. vodného kremičitanu sodného, 0,1 % hmotn. stabilizátora vodného skla, 6 % hmotn. hydroxidu hlinitého, a 1,5 % hmotn. tvrdidla vodného skla.

Povrch gumového granulátu je opatrený sadzami, pričom sadze tvoria 1 % hmotn. celkovej hmotn.

Vodný roztok kremičitanu sodného má hustotu v rozsahu 1 400 kg/m3 a moláma pomer SiO2 a Na2O v rozsahu 3,4.

Tvrdidlom vodného skla je zmes čistého diacetátu/triacetátu glycerolu v pomere 7 : 3 objemových dielov, s koncentráciou 5 % hmotn. vzhľadom k vodnému sklu.

Podľa spôsobu výroby priedušného protipožiarneho zvukovo izolačného materiálu sú najprv gumené granule premiešané s vodným roztokom s koncentráciou 25 % hmotn. sadzí tak, že celý ich povrch je sadzami obalený, ďalej je pridaný hydroxid hlinitý a všetko je premiešané tak, že vznikne izolačná zmes, a ďalej je do roztoku kremičitanu sodného pridaný stabilizátor vodného skla a následne je do tohto roztoku primiešané tvrdidlo vodného skla, pričom tento roztok je následne od 10 minút miešaný tak, že vznikne spojivový roztok, ktorý je predhriaty na teplotu 65 °C, a ďalej je izolačná zmes vmiešaná do spojivového roztoku, a ďalej je výsledná zmes naliata na aplikované miesto.

Ďalej je výsledná zmes naliata do silikónovej formy, pričom je ďalej z výslednej zmesi pomocou lisu vytlačené také množstvo spojivového roztoku, aby vznikol požadovaný pomer izolačnej zmesi a spojivového roztoku.

Nakoniec je výsledná zmes ponechaná v pokoji do vy tvrdnutia.

Výsledným výrobkom je izolačná tvarovka.

Príklad 3

Priedušný protipožiarny zvukovo izolačný materiál je tvorený vytvrditeľnou zmesou, ktorá obsahuje 47 % hmotn. recyklovaného gumového granulátu, 50 % hmotn. vodného kremičitanu sodného, 0,5 % hmotn. stabilizátora vodného skla, 2 % hmotn. hydroxidu hlinitého, a 0,4 % hmotn. tvrdidla vodného skla.

Povrch gumového granulátu je opatrený sadzami, pričom sadze tvoria 0,1 % hmotn. celkovej hmotnosti.

Stabilizátorom vodného skla sú hydrofilné alkoxylové alkylamoniové sok, vo forme 98 % vodného roztoku N, N, N', N'-Tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediaminu.

Vodný roztok kremičitanu sodného má hustotu v rozsahu 1 370 kg/m3 a molámy pomer SÍO2 a Na2O v rozsahu 3,2.

Tvrdidlom vodného skla je zmes čistého diacetátu/triacetátu glycerolu v pomere 7 : 3 objemových dielov, s koncentráciou 0,8 % hmotn. vzhľadom k vodnému sklu.

Podľa spôsobu výroby priedušného protipožiarneho zvukovo izolačného materiálu sú najprv gumené granule premiešané s vodným roztokom s koncentráciou 25 % hmotn. sadzí tak, že celý ich povrch je sadzami obalený, ďalej je pridaný hydroxid hlinitý a všetko je premiešané tak, že vznikne izolačná zmes, a ďalej je do roztoku kremičitanu sodného pridaný stabilizátor vodného skla a následne je do tohto roztoku primiešané tvrdidlo vodného skla, pričom tento roztok je následne 1 minútu miešaný tak, že vznikne spojivový roztok, ktorý je predhriaty na teplotu 65 °C, a ďalej je izolačná zmes vmiešaná do spojivového roztoku, a ďalej je výslednázmes naliata do aplikovaného miesta.

Ďalej je výsledná zmes naliata do plochého členitého priestore strechy, je rozotretá, povrchovo upravená a ponechanáv pokoji do vytvrdnutia.

S K113-2019 Α3

Priemyselná využiteľnosť

Izolačný materiál podľa vynálezu možno najmä využiť pre vytvorenie priedušného protipožiarneho zvukovo izolačného systému v stavebníctve.

Claims

S K113-2019 Α3

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Izolačný materiál, najmä priedušný protipožiarny zvukovo izolačný materiál obsahujúci vodné sklo a gumu, najmä recyklovanú gumu, vyznačujúci sa tým, že je tvorený vytvrditeľnou zmesou, ktorá obsahuje 47 až 61 % hmotn. gumového granulátu, 30 až 50 % hmotn. vodného kremičitanu sodného, 0,1 až 0,5 % hmotn. stabilizátora vodného skla.
2. Izolačný materiál, podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vytvrditeľná zmes ďalej obsahuje 2 až 6 % hmotn. hydroxidu hlinitého.
3. Izolačný materiál, podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že povrch gumového granulátu je opatrený sadzami, pričom sadze tvoria 0,1 až 1 % hmotn. celkovej hmotnosti.
4. Izolačný materiál, podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že gumový granulát je recyklovaný.
5. Izolačný materiál, podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že stabilizátorom vodného skla sú hydroľilné alkoxylové alkylamoniové sok.
6. Izolačný materiál, podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že vodný roztok kremičitanu sodného má hustotu v rozsahu 1 370 až 1 400 kg/m3.
7. Izolačný materiál, podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov vyznačujúci sa tým, že vodný roztok kremičitanu sodného má molámy pomer SiO2 a Na2O v rozsahu 3,2 až 3,4.
8. Izolačný materiál, podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, vyznačujúci sa tým, že ďalej obsahuje tvrdidlo vodného skla.
9. Spôsob výroby izolačného materiálu, najmä spôsob výroby priedušného protipožiarneho zvukovo izolačného materiálu obsahujúceho vodné sklo a gumu, podľa niektorého z nárokov laž8, vyznačujúci sa tým, že najprv sú gumené granule premiešané s vodným roztokom sadzí tak, že celý ich povrch je sadzami obalený, ďalej je pridaný hydroxid hlinitý a všetko je premiešané tak, že vznikne izolačná zmes, a ďalej je do roztoku kremičitanu sodného pridaný stabilizátor vodného skla a následne je do tohto roztoku primiešané tvrdidlo vodného skla, pričom tento roztok je následne od 1 do 10 minút miešaný tak, že vznikne spojivový roztok, a ďalej je izolačná zmes vmiešaná do spojivového roztoku, a ďalej je výsledná zmes naliata do aplikačného miesta.
10. Spôsob výroby izolačného materiálu, podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že spojivový roztok je pred vložením do izolačnej zmesi predhriaty na teplotu 65 °C.
11. Spôsob výroby izolačného materiálu, podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že výsledná zmes je naliata do aplikačného miesta, ktorým je forma, pričom je ďalej z výslednej zmesi pomocou lisu vytlačené také množstvo spojivového roztoku, aby vznikol požadovaný pomer izolačnej zmesi a spojivového roztoku.
12. Spôsob výroby izolačného materiálu, podľa niektorého z nárokov 8a 9, vyznačujúci sa tým, že nakoniec je výslednázmes ponechanáv pokoji do vy tvrdnutia.

Koniec dokumentu