SK282996B6 - Minerálne vlákno - Google Patents

Abstract

Je opísané minerálne vlákno s nízkym obsahom železa, ktoré má vysokú odolnosť proti teplu. Minerálne vlákno má nasledujúce zloženie v % hmotnosti: oxid kremičitý SiO2 35 až 45 %, oxid hlinitý Al2O3 18 až 25 %, oxid titaničitý TiO2 do 3 %, oxid horečnatý MgO 12 až 20 %, oxid vápenatý CaO 10 až 20 %, zmes oxidu sodného a draselného Na2O + K2O do 3 %, zmes oxidu železitého a železnatého Fe2O3 + FeO do 3 %, oxid boritý B2O3 do 3 %, oxid fosforečný P2O5 do 4 %, iné do 3 %, pričom súčet zložiek oxidu železnatého a horečnatého FeO + MgO >= 15 % hmotnosti.ŕ

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka zvlákniteľných minerálnych zmesí a z nich vyrábaných minerálnych vlákien, ktoré majú vysokú tepelnú odolnosť.

Doterajší stav techniky

Minerálne vlákna vyrábané tavením a odstreďovaním minerálnych surovín, napríklad hornín alebo trosiek, sa vo veľkej mierke používajú na výrobu rohoží a pokrývok z minerálnych vlákien, ktoré sú vhodné na použitie ako tepelné a zvukové izolanty v stavebníctve. Okrem výroby rohoží, ktoré majú dobré tepelné a zvukové izolačné vlastnosti, začína sa venovať viac pozornosti i hygienickým vlastnostiam týchto rohoží.

Na trhu je k dispozícii mnoho izolačných výrobkov s rôznymi tepelnými izolačnými vlastnosťami, ale i s rôznym stupňom odolnosti proti teplu. Výrobky z minerálnych vlákien, ktoré majú tepelnú odolnosť sú takými výrobkami, ktoré môžu odolávať zvýšenej teplote počas dlhšieho času bez toho, aby vo väčšej miere zmenili tvar alebo rozmer. Také výrobky sú z hľadiska ochrany proti ohňu veľmi atraktívne.

Bežné sklené vlákna sú odolné proti teplote dosahujúcej hodnoty až 550 °C, zatiaľ čo odolnosť bežnej skalnej vlny je lepšia a dosahuje hodnoty až 700 °C. Záujem je o výrobky s ešte väčšou tepelnou odolnosťou dosahujúcou hodnoty 1100 - 1200 °C. Také výrobky sú už na trhu k dispozícii.

Výrobky s vláknom s vysoko tepelnou odolnosťou obsahujúce ako hlavnú zložku oxid kremíka SiO₂, oxid hliníka A1₂O₃ a oxid horčíka MgO. Okrem toho môžu vlákna obsahovať rôzne množstvo iných oxidov, napríklad titánu TiO, mangánu MnO, boru B₂O₃, zirkónu ZrO, chrómu Cr₂O₃, alkalické oxidy sodíka a oxid draslíka, Na₂O a K₂O a rôzne kontaminanty. Príklady relevantného doterajšieho stavu sú uvedené v US 4 461 840 a DE OS 1 496 662. Podľa poslednej zmieňovanej publikácie je možné získať veľmi dobrú kompozíciu, ak roztavená surovina obsahuje približne 4 - 12 % oxidu železa. V minerálnej tavenine sú oxidy železa prítomné vo forme dvojmocného železa (75 - 90 %) a v menšej mierke ako trojmocné železo (25-10 %). Obsah železa v minerálnej tavenine je dôsledkom skutočnosti, že mnoho ekonomicky atraktívnych surovín obsahuje železo v menšom či väčšom množstve. Prítomnosť dvojmocného železa má priaznivý vplyv na tepelnú odolnosť vlákna. V nedávnom čase sa celkom vážne začala venovať pozornosť možnému toxickému vplyvu železa v minerálnych vláknach, zvlášť vo vláknach, ktoré okrem tepelnej odolnosti majú i vysokú rozpustnosť v biologických kvapalinách.

Z dôvodu toxického rizika sa ukazuje potreba minimalizovať v minerálnych vláknach celkový obsah železa, čo na druhej strane vedie k zhoršeniu odolnosti proti teplu.

Claims (2)

1. Podstata vynálezu

   Podľa tohto vynálezu sa problém poklesu odolnosti proti teplu, pri použití malého množstva železa, vyriešil v kompozícii minerálneho vlákna, ktorá obsahuje ako hlavné oxidy dioxid kremíka, oxid hliníka a oxid vápnika. Problém sa vyriešil kompenzáciou neprítomnosti, alebo malého množstva dvojmocného železa, pridaním oxidu horčíka v takom množstve, pri ktorom celkové množstvo MgO a FeO predstavuje aspoň 15 % hmotnosti. Touto cestou sa získa kompozícia minerálneho vlákna, ktoré je odolné proti teplu a pritom má malú toxicitu.

   Vynález sa zvlášť týka minerálnych vlákien, ktoré majú nasledujúce zloženie vyjadrené v % hmotnosti,

   SiO₂ 35-45 A1₂O₃ 18-25 TiO₂ do 3 MgO 12-20 CaO 10-20 Na₂O + K₂O do 3 (Fe₂O + FeO) do 3 B₂0j do 3 P₂O₅ do 4 iné do 3

   pričom súčet FeO + MgO > 15 % hmotnosti.

   Uvedený výraz „iné“ zahrnuje také možné znečisťujúce látky, ktoré nemajú na vlastnosti vyrábaného vlákna podstatný význam.

   Je známe, že obsah oxidu hliníka v rozmedzí 0 - 15 % je úmerný stabilite vlákna v biologických roztokoch, pričom platí, že čím je obsah oxidu hliníka v kompozícii väčší, tým je výrobok stabilnejší alebo menej rozpustný. Pri väčšom množstve dochádza k obrátenému stavu, takže platí, že rozpustnosť vlákna sa zvyšuje s obsahom oxidu hliníka v kompozícii. Podľa tohto vynálezu bolo vyrobené vlákno s dobrou tepelnou odolnosťou, s nízkou toxicitou a vysokou rozpustnosťou v biologických roztokoch.

   Prednosť sa dáva tomu, aby kompozícia obsahovala v podstate rovnaké množstvo MgO a CaO. Podľa ďalšieho uskutočnenia, ktorému sa dáva prednosť, je súčet FeO + + MgO £ 32 % hmotnosti.

   Podľa uskutočnenia, ktorému sa dáva prednosť, sa vynález týka vlákna, ktoré má nasledujúce zloženie v % hmotnosti: SiO₂ 38-42 A1₂O₃ 18-22 TiO₂ 1 -3 MgO 14-18 CaO 14-18 Na₂O + K₂O do 2 (Fe₂O + FeO) 1-3 B₂O₅ 1-2 P₂O₅ 1-2 iné do 2

   Podľa veľmi špecifického uskutočnenia sa vynález týka vlákna, ktoré obsahuje:

   SiO₂ 38 A1₂O₃ 20 TiO₂ 2 MgO 15 CaO 15 Na₂O + K₂O 1 (Fe₂O + FeO) 3 b₂o₃ 2 p₂o₅ 2 iné 2

   Minerálna kompozícia sa vyrába bežným spôsobom miešaním vhodnej suroviny, napríklad kameňa, piesku dolomitu, apatitu, olivínu, skla a rôznych trosiek a iných vhodných materiálov, a to vo vhodných pomeroch. Podľa vynálezu, ktorému sa dáva prednosť, je dominantným materiálom vysokopecná troska, ktorá sama osebe neobsahuje železo. Žiaduce zvýšenie obsahu oxidu hliníka je možné dosiahnuť pridaním vhodnej suroviny s obsahom hliníka, napríklad bauxitu, a to vo vhodnom množstve. Minerálne vlákno sa vyrába z kompozície obvyklým spôsobom, napríklad metódou stupňovitého odstreďovania.

   Príklady uskutočnenia vynálezu

   Do kupolovej peci sa pridali nasledujúce komponenty indikované v tabuľke, pričom množstvá sú uvedené v % hmotnosti.

   Calc. bauxit Kremičitý piesok Troska Apatit 01 i vínový piesok Množstvo zložka 20,0 14,0 33,0 5,0 28,0 SiO 5,0 99,1 36,0 3,2 42,0 A1₂O₃ 86,5 0,6 9,0 0,3 0,5 TiO₂ 4,0 0,0 l,o 0,0 0,0 MgO 0,0 0,0 10,2 0,5 49,3 CaO Na₂O + + K₂O 0,0 0,0 37,8 50,8 0,0 0,3 0,1 0,1 0,0 0,0 železo 1,9 0,1 0,3 0,8 7,1 b₂o₃ 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 p₂o₅ 0,2 0,0 0,0 33,0 0,0 iné 0,0 0,1 1,1 8,3 1,1

   Z taveniny získané vlákna sa vyrábajú obvyklým spôsobom stupňovitým odstreďovaním, pričom vlákna sa zhromažďujú na dopravníku, kde sa vyrába rohož z minerálnych vlákien. Minerálne vlákna majú nasledujúce zloženie.

   SiO₂ 40,0 A1₂O₃ 21,2 TiO₂ 1,2 MgO 17,8 CaO 15,5 Na₂O + K₂O 0,4 (Fe₂ + FeO) 1,7 BjO₃ 0,0 p₂0₅ 1,7 iné 0,5

   3. Minerálne vlákno podľa nároku 1 alebo 2, v y

   z n a č u j ú ce sa tým, že súčet zložiek oxidu železnatého, oxidu horečnatého a oxidu vápenatého FeO + MgO + CaO < 32 % hmotnosti. 4. Minerálne vlákno podľa nároku 1, 2 alebo 3, vyznačujúce sa tým, že má nasledujúce zloženie v % hmotnosti: oxid kremičitý SiO₂ 3 8 až 42% oxid hlinitý ai₂o₃ 18 až 22% oxid titaničitý TiO₂ 1 až 3 % oxid horečnatý MgO 14 až 18% oxid vápenatý CaO 14 až 18% zmes oxidu sodného a draselného Na₂O + K₂O do 2 % zmes oxidu železitého a železnatého Fe₂O₃ + FeO 1 až 3 % oxid boritý B₂O₃ 1 až 2 % oxid fosforečný P₂O₅ 1 až 2 %

   iné do 2 %, pričom súčet zložiek oxidu železnatého a horečnatého FeO + MgO > 15 % hmotnosti.

   5. Minerálne vlákno podľa nároku 4, v y z n a - čujúce sa tým, že má nasledujúce zloženie v % hmotnosti: oxid kremičitý SiO₂ 38% oxid hlinitý ai₂o₃ 20% oxid titaničitý TiO₂ 2% oxid horečnatý MgO 15% oxid vápenatý CaO 15% zmes oxidu sodného a draselného Na₂O + K₂O 1 % zmes oxidu železitého a železnatého Fe₂O₃ + FeO 3 % oxid boritý B₂O₃ 2% oxid fosforečný P2O5 2% iné 2%.

   Koniec dokumentu

   PATENTOVÉ N t ÍROKY 1. Minerálne vlákno, vyznačuj ú c e sa tým, že má nasledujúce zloženie v % hmotnosti: oxid kremičitý SiO₂ 35 až 45% oxid hlinitý A1₂O₃ 18 až 25% oxid titaničitý TiO₂ do 3 % oxid horečnatý MgO 12 až 20% oxid vápenatý CaO 10 až 20% zmes oxidu sodného a draselného Na₂O + K₂O do 3 % zmes oxidu železitého a železnatého Fe₂O₃ + FeO do 3 % oxid boritý b₂o₃ do 3 % oxid fosforečný P₂0₅ do 4 % iné do 3 %,

   pričom súčet zložiek oxidu železnatého a horečnatého FeO + MgO >15% hmotnosti.
2. 2. Minerálne vlákno podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že obsahuje rovnaké množstvo oxidu horečnatého MgO a oxidu vápenatého CaO.