UA74585C2 - Method for production of colloidal aqueous silicate dispersion and its use - Google Patents

Method for production of colloidal aqueous silicate dispersion and its use Download PDF

Info

Publication number
UA74585C2
UA74585C2 UA2003010459A UA2003010459A UA74585C2 UA 74585 C2 UA74585 C2 UA 74585C2 UA 2003010459 A UA2003010459 A UA 2003010459A UA 2003010459 A UA2003010459 A UA 2003010459A UA 74585 C2 UA74585 C2 UA 74585C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
dispersion
solution
mineral
oxide
mineral material
Prior art date
Application number
UA2003010459A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Paroc Group Oy Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8558593&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=UA74585(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Paroc Group Oy Ab filed Critical Paroc Group Oy Ab
Publication of UA74585C2 publication Critical patent/UA74585C2/uk

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B12/00Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/0004Preparation of sols
    • B01J13/0008Sols of inorganic materials in water
    • B01J13/0013Sols of inorganic materials in water from a precipitate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/0004Preparation of sols
    • B01J13/0034Additives, e.g. in view of promoting stabilisation or peptisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/0004Preparation of sols
    • B01J13/0039Post treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/0004Preparation of sols
    • B01J13/0047Preparation of sols containing a metal oxide
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/0052Preparation of gels
    • B01J13/0056Preparation of gels containing inorganic material and water
    • B01J13/006Preparation of gels containing inorganic material and water by precipitation, coagulation, hydrolyse coacervation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B12/00Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • C04B12/04Alkali metal or ammonium silicate cements ; Alkyl silicate cements; Silica sol cements; Soluble silicate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

Опис винаходу
Даний винахід відноситься до колоїдних силікатних дисперсій, що переважно мають низький вміст лужних сполук і додатково містять оксид алюмінію, і також до гелів, що одержують з таких дисперсій коагуляцією або гелеутворенням. Винахід також відноситься до способу одержання таких дисперсій з використанням діоксиду кремнію та оксиду алюмінію, які містять гранульовану силікатну мінеральну сировину. Додатково винахід направлений на використання дисперсій, одержаних таким чином, особливо як матеріалу з в'яжучою здатністю, тобто як зв'язувального агента або як зв'язувального компонента у композиції, що зв'язує, включаючи використання як речовини для покриття або адгезиву, або як зв'язувального компонента у композиціях для покриття або адгезивних композиціях. Особливо, матеріали за винаходом знаходять застосування у будівельних матеріалах, особливо як зв'язуюче при виробництві мінеральної вати або цементних або бетонних продуктів.
Рідке скло звичайно одержують плавленням кварцового піску з карбонатом натрію або калію при дуже високій температурі з подальшим розчиненням тонко диспергованого затверділого продукту у воді. Таким чином, 19 рідке скло може розглядатися як речовина, прийнятна з екологічної точки зору для включення у будівельні матеріали, як зв'язуюче у виробах з мінеральної вати або цементних виробах. Рідке скло також використовують як зв'язуюче у брикетах сировини для одержання мінеральної вати або як зв'язуючі для одержання ливарних форм або осердь або для використання як речовин для покриття і адгезивів. Так, наприклад, ОЕ 2804069 відноситься до способу одержання ізоляційного виробу зв'язуванням мінеральних волокон рідким склом.
Однак одним з недоліків, які відносяться до використання рідкого скла, є те, що при його виробництві використовують чисту сировину і те, що воно вимагає високих енерговитрат. Інший недолік полягає у тому, що таке рідке скло є виробом з високим вмістом лужних сполук, що може викликати проблеми стабільності, наприклад при використанні як зв'язуючого у цементних виробах. Рідке скло звичайно має коефіцієнт К 5 (молярне співвідношення БІО 5/Ма»О) від близько 1 до 4, коефіцієнт комерційно доступного рідкого скла с 29 звичайно складає приблизно 3,3. Го)
Також добре відоме використання суміші рідкого скла з іншими речовинами для різних цілей, такими як глина або цемент, як зв'язуюче для виробів з мінеральної вати, дивись, наприклад, ЗЕ 420488. Такий виріб, хоча і забезпечує хорошу водо- і теплостійкість, має низьку міцність на стиснення, є крихким і викликає пилоутворення. З іншого боку, ЕР В 466754 описує використання зв'язуючого, виготовленого з шлаку, о 30 активованого рідким склом, для одержання тепло- і вологостійкого виробу з мінеральної вати, який також с здібний витримувати тимчасові високі навантаження.
ЕР 59088 описує силікатні розчини з високим вмістом лужних сполук для використання як зв'язуючих о особливо для ливарних форм і осердь, дані розчини одержують розчиненням тонко диспергованого порошку «І діоксиду кремнію у лужному розчині, одержаний розчин має значення К 5 від 1,6 до 3,5. Силікатні розчини, 325 одержані таким чином, мають низький вміст оксиду алюмінію, звичайно менше 295. -
У першому аспекті, даний винахід відноситься до колоїдної силікатної дисперсії, тобто золю, що містить силікат, корисному для використання як зв'язувального агента, причому диспергований зв'язувальний компонент переважно базується на мінеральному матеріалі і має вміст кремнію та алюмінію, розрахований як їх відповідні « оксиди, у придатному співвідношенні, яке виражене як молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду З 40 алюмінію, тобто 5ІО5/АІ2О3, для забезпечення стабільного продукту для різних застосувань. Відповідно до с винаходу, мольне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду алюмінію у дисперсії складає від 2 до 12, тобто
Із» від 21 до 12:1. Переважно таке співвідношення складає від 2,5 до 8 і найбільш переважно від 3,5 до 6.
Даний винахід також відноситься до способу одержання таких дисперсій, відповідно до якого гранульований силікатний матеріал, що містить діоксид кремнію та оксид алюмінію у молярному співвідношенні від 2 до 12, 45 розчиняють у водному розчині з утворенням розчину, який містить як центри кристалізації повторно осаджені і частинки матеріалу, стабілізують розчин з утворенням дисперсії і необов'язково доводять вміст сухого залишку «» дисперсії.
Також об'єм винаходу включає дестабілізацію або коагуляцію дисперсії з утворенням гелю Таке утворення і-й гелю може проводитися різними способами, відомими у даній області техніки, такими як зміна рН дисперсії або о 20 додавання електроліту, такого як сіль, або видалення води з дисперсії.
Даний винахід також відноситься до використання силікатної дисперсії за винаходом. Таке використання сл включає використання як зв'язуючого, наприклад, у виробах з мінеральної вати або одержання брикетів сировини для одержання мінеральної вати або брикетів металевої руди, або як зв'язуючі для одержання ливарних форм або осердь. Також можливо використовувати дисперсії як добавки до цементу або на додаток до цементу, наприклад, у бетонних виробах, в яких вони, завдяки збільшеній частці оксиду алюмінію, прискорюють
ГФ) процес зв'язування і викупають як агенти, що укріплюють. Додаткові використання включають використання як юю матеріалів покриття у застосуваннях, в яких звичайно використовують звичайне рідке скло або золи діоксиду кремнію, або частинки діоксиду кремнію, такі як "аеросил" або зольний пил. Вони особливо застосовні для одержання вогнетривких покриттів, які завдяки високому вмісту оксиду алюмінію у дисперсії мають підвищену 60 стабільність у порівнянні зі звичайним рідким склом з високим вмістом лужних сполук, оксид алюмінію забезпечує поліпшену склоподібність і знижену кристалічність силікатного зв'язуючого. Дисперсії за винаходом можуть також використовуватися як вогнетривкий адгезив при виробництві, наприклад, лісоматеріалу, бетону, цеглин, скла, металу, клеєної фанери та гіпсового картону. Особливе застосування виявлене при склеюванні шаруватих матеріалів, наприклад, при формуванні шарів мінеральної вати або як адгезиву для приклеювання бо мінеральної вати, наприклад, до металу, такого як металевий лист, для одержання будівельних панелей.
Відповідно до винаходу забезпечується поліпшений і економічно виправданий силікатний зв'язувальний матеріал, який має чудові зв'язувальні, посилюючі та вогнетривкі властивості, і також прийнятний з точки зору гігієни праці. Додатково, зв'язуюче відповідно до винаходу може бути легко одержане з недорогої і легко доступної сировини або побічних продуктів, дозволяючи індивідуальне виготовлення або розробку композиції дисперсії для задоволення бажаної задачі. Важливою перевагою є те, що дисперсія за винаходом не представляє екологічної загрози для навколишнього середовища, оскільки містить тільки компоненти, які вже присутні у природі.
Відповідно до переважного варіанту винаходу, дисперсія за винаходом, на відміну від традиційного рідкого /о бкла, має низький вміст лужних сполук, тобто має низький вміст оксидів лужних металів, особливо оксидів натрію та калію. Відповідно до ще одного найбільш переважного варіанту, дисперсія за винаходом містить оксиди лужноземельних металів, такі як оксиди кальцію і/або магнію і/або оксид заліза. Такий варіант дозволяє забезпечити поліпшену водостійкість завдяки тому, що водна розчинність лужноземельних металів нижче, ніж розчинність лужних металів.
Низька лужність робить дисперсію корисною у великому числі застосувань, в яких бажана низька лужність, наприклад, як зв'язуюче у бетоні.
Відповідно до одного варіанту винаходу, колоїдна дисперсія містить діоксид кремнію та оксид лужного металу у молярному співвідношенні, такому, що співвідношення молей діоксиду кремнію до суми молей оксиду лужного металу, тобто, по суті, суми молей оксиду натрію і/або молей оксиду калію, знаходиться у діапазоні від 10 до 350, переважно від 15 до 150. Бажане молярне співвідношення може бути одержане правильним вибором вихідної мінеральної сировини, що використовується для одержання дисперсії.
Відповідно до ще одного варіанту винаходу, дисперсія містить оксид кальцію і/або магнію або заліза, де молярне співвідношення діоксиду кремнію та суми оксиду кальцію, магнію і заліза знаходиться у діапазоні від 0,5 до 2, переважно від 0,6 до 1,5. Оксид заліза розраховують у формі Бео. сч
Відповідно до переважного варіанту, первинний розмір частинок у дисперсії складає від 1 до 1О0ООнм, переважно від 10 до 10Онм. (8)
Вміст сухого залишку дисперсії може змінюватися, в залежності від застосування, що передбачається, але для більшості цілей вміст сухого залишку перевищує 195, прийнятна така зміна, як від 5 до 6095 по вазі. Вміст сухого залишку дисперсії може бути доведений видаленням води, наприклад випаровуванням або додаванням ю зо води придатним чином.
Як пояснюється більш детально нижче, дисперсія за винаходом може бути легко переведена у гель, со наприклад, при використанні фізико-хімічних способів, таких як зняття електростатичного відштовхування між ю частинками дисперсії шляхом зміни рН або додаванням електроліту або поверхнево-активної речовини.
Гелеутворення може також проводитися висушуванням дисперсії. «
Метою даного винаходу також є спосіб одержання вказаної дисперсії, який включає стадії: ї- - розчинення гранульованого мінерального матеріалу, що містить у водному розчині діоксид кремнію та оксид алюмінію у молярному співвідношенні від 2 до 12, з одержанням розчину, який містить як центри кристалізації повторно осаджені частинки матеріалу; - стабілізації таким чином одержаного розчину з утворенням дисперсії, що має бажаний розмір частинок, і « необов'язково в с - доведення вмісту сухого залишку дисперсії.
Переважно гранульований мінеральний матеріал, який використовується як вихідний матеріал, являє собою ;» матеріал, що має склоподібну аморфну структуру. Така склоподібна структура має кращі властивості розчинення у порівнянні з кристалічною структурою і утворюється, наприклад, коли мінеральну сировину плавлять і
Формують у волокна при високій температурі. Придатна сировина, таким чином, являє собою матеріал з -І мінеральної вати або виріб з мінерального волокна, наприклад, відходи або побічний продукт при одержанні мінерального волокна, такий як прядильні відходи, невикористані мінеральні волокна або вироби, як і вторинна ве сировина з мінерального волокна. с Мінеральний матеріал, придатний для використання як вихідний матеріал, містить БІО 5 у кількості від 35 5р до 4590 по вазі та АІ2О» у кількості від 8 до 2590 по вазі. со Відповідно до переважного варіанту винаходу гранульований мінеральний матеріал з низьким вмістом сп лужних сполук містить, розрахований у 9о по вазі, 8іОо 35-45
АІ2О3 10-25 о Во2Оо /0,2-3 ка де К означає Ма або К. Додатково такий матеріал може містити, розрахований у 95 по вазі, во Сао 12-35
Мао 6-20
ГРеФі(Все залізо) 2-10
Додатковий придатний тип мінерального матеріалу являє собою матеріал, що має наступний склад, в розрахований у 9о по вазі,
8іОо 35-45
Аг Оз 8-13
Во 0,2-1 де К означає Ма або К. Додатково такий матеріал може містити, розрахований у 95 по вазі,
Са 30-40
Мао 5-11 70 РеФі(Все залізо) 0,1-1
Дана композиція є типовою композицією, наприклад, для виробу з шлакової вати. Таким чином, переважним вихідним матеріалом для одержання дисперсії може бути продукт або побічний продукт, одержаний при виробництві шлакової вати. 75 Включення оксидів лужноземельних металів має додаткову перевагу, забезпечуючи матеріали, придатні як водостійкі покриття і зв'язуючі. Такі включення мають особливо важливе значення, наприклад, при використанні у брикетах, таких як брикети сировини для одержання мінеральної вати або брикетів руди, як і для забезпечення водостійких і стабільних покриттів та адгезивів.
Переважно вихідний матеріал, що використовується для одержання дисперсії, має форму матеріалу з мінеральної вати, особливо одержаного у вигляді побічного продукту або відходів при виробництві мінеральної вати, як відмічалося вище. Таким чином, може бути вибраний матеріал, який має оптимальну або бажану композицію для одержання дисперсій відповідно до винаходу. Такі відходи утворюються у великих кількостях, звичайно у кількості аж до 20-3095 по вазі від вихідної сировини, у формі прядильних відходів, твердих включень і невикористаних волокон відбракованих волоконних виробів (допродажні вироби). Одним з придатних сч ов джерел матеріалів є також різні демонтовані пристрої, в яких використовувався матеріал мінеральної вати, наприклад, термоізоляція (продукти, що повторно використовуються). Такі відходи вже тонко подрібнені, (о) звичайно у формі волокон і можуть таким чином безпосередньо використовуватися, або альтернативно можуть бути подрібнені у ще більш тонку форму з одержанням продукту з великою площею поверхні, такою як 0,4м 2/г або більше, наприклад аж до 25Мм2/г і, таким чином, мають хороші властивості розчинення у водному розчині. ю
Волокна, одержані при виробництві мінеральної вати, звичайно мають діаметр від 0,5 до 20мкм, звичайно від 2 до 15мкм, як, наприклад, від З до 5мкм відповідно до вимірювань ОМ або 5ЕМ при використанні придатного со способу наприклад, Коепід еї а!., Апаїуса Спітіса Асіа, 1993, 280, 289-298; СНгізіепзеп еї аІ., АМ ІМО НУО ю
АЗБОС (54) Мау 1993) і довжину від 0,5 до 5Омм, звичайно від 2 до 20мм, наприклад, від З до 10мм.
Водний розчин являє собою кислий розчин, такий як, наприклад, водний розчин, підкислений додаванням в неорганічної або органічної кислоти, такої як НСІ, НМО з, Н»ЗОХ, НзРО), мурашиної, оцтової, пропіонової кислоти або будь-якої іншої придатної мінеральної або органічної кислоти. рН розчину встановлюють відповідним чином. Низьке значення рН приводить до швидкого розчинення мінерального матеріалу з утворенням гелю, час гелеутворення залежить від рН, більш низький рН приводить до більш швидкого « гелеутворення, ніж більш високий рН. Хороше розчинення для широкого діапазону мінеральних матеріалів 70 одержане при рН від 0 до 6. Сила кислоти може бути, в залежності від кислоти, що використовується, від 0,1 до 8 с 10ОМ, наприклад від 0,5 до 5М. й Водний розчин може бути також лужним розчином, таким як розчин гідроксиду лужного або лужноземельного "» металу, карбонату або гідрокарбонату, особливо розчином гідроксиду натрію, калію або літію або розчином гідроксиду амонію. Такий розчин переважно є від 0,1 до 2М по відношенню до лужного агента або має рН від 10 до 14, для полегшення розчинення такої мінеральної сировини, яка погано розчинна у нейтральних розчинах. -І При лужному рН дисперсія стає стабільною і може спостерігатися збільшення розміру частинок. При збереженні дисперсії при лужному рН протягом відповідного часу або шляхом збільшення рН від приблизно ве нейтрального до рН 10 досягається збільшення розміру частинок, збільшення менш виражене, якщо розчин ос додатково містить солі. При наявності достатньої кількості солей, таких як неорганічні солі, наприклад, хлорид натрію, частинки прагнуть до агрегування з утворенням гелів, які осаджуються. Таке ж гелеутворення со також буде відбуватися при забезпеченні кислотного рН розчину, за допомогою чого рН від приблизно 2 до с нижче 7 придатний для гелеутворення.
Таким чином, регулюванням рН можна підтримувати дисперсний стан або дисперсію можна перетворювати у гель. Гель може бути диспергований і стабілізований при використанні перемішування з високим зсувом і підвищенні рН і потім знову може бути переведений у гель шляхом повторної зміни (пониження) рН або доданням електроліту.
Ф, Гранульовані мінеральні матеріали, які містять оксид алюмінію, особливо ті, що містять від приблизно 10 ко до 2595ваг. оксиду алюмінію, звичайно відносно погано розчинні у нейтральних розчинах, але мають поліпшене розчинення у кислому і лужному середовищі, таким чином забезпечуючи водні дисперсії, які містять розчинений бо діоксид кремнію та розчинений оксид алюмінію, у бажаному співвідношенні. Відповідно до винаходу, при розчиненні матеріалу у кислому розчині, органічні кислоти переважні по відношенню до неорганічних кислот. Це зумовлене тим фактом, що неорганічні кислоти можуть утворювати нерозчинні сольові осади, наприклад, з кальцієм і магнієм, що містяться у вихідному матеріалі. Також деякі з неорганічних кислот є сильно корозійними і таким чином не є переважними з очевидних причин. 65 Відповідно до переважного варіанту, розчинення сировини переважно проводять при підвищеній температурі, такій як температура від 80 до 1002, переважно при одночасному перемішуванні, для полегшення процесу розчинення. Розчинення проходить протягом від 1 до 2 годин, аж до 20 годин, в залежності від середовища, що розчинює, яке використовується, та вмісту твердих речовин у розчині.
Переважно кількість вихідного мінерального матеріалу розчиняють у розчині для одержання розчину, що містить оксид металу, який переважно містить більше 195, переважно від 5 до бО9оваг. сухого залишку, що являє собою придатну концентрацію для подальшого використання як зв'язуючого. Після завершення розчинення у матеріалі утворюються центри кристалізації, і він повторно осаджується з утворенням дисперсії з заданим розміром частинок. Подальшу стабілізацію дисперсії здійснюють створенням у розчині електростатичного відштовхування між частинками. На електростатичне відштовхування між частинками можна впливати, /о наприклад, забезпеченням відповідних іонів у розчині або зміною рН розчину. Якщо необхідно, може додаватися або видалятися додаткова вода, наприклад, шляхом випарювання, якщо необхідно, наприклад, для регулювання в'язкості одержаного розчину.
Стабілізація може також досягатися використанням відповідних поверхнево-активних речовин і/або полімерів, особливо неіонних. Неіїонні поверхнево-активні речовини і полімери можуть бути переважними у /5 деяких випадках, оскільки вони не дуже чутливі до навколишнього середовища, яке містить високі концентрації електролітів та інших хімічних речовин, особливо при високій іонній силі. Прикладами відповідних полімерів є поліетиленоксид і поліетиленгліколь. Прикладами відповідних поверхнево-активних речовин є нонілфеноли,
Тмжееп і Зрап. Звичайно такі поверхнево-активні речовини і полімери використовують у кількості від 0,5 до 2,590ваг., розрахованих за загальним вмістом твердих речовин у розчині. Як показано вище, розмір частинок у дисперсії може регулюватися зміною рн.
Відповідно до винаходу таким чином можна одержати дисперсії, які містять переважно оксид кремнію у комбінації з іншими оксидами металів, що походять з вихідного мінерального матеріалу, такого як оксид кальцію, оксид магнію, оксид алюмінію і можливо інших оксидів металу у менших кількостях. Також можливо регулювати умови реакції так, щоб одержати дисперсії з бажаним розміром частинок. Дисперсії, одержані таким сч г чином, можуть бути переведені у гель безпосередньо після утворення або тільки відразу перед використанням, наприклад перед використанням дисперсії як зв'язуючого у мінеральних волокнах при виробництві мінеральної і) вати. Дисперсія також може бути переведена у гель при нагріванні або випарюванні води при формуванні кінцевого продукту.
Кількість дисперсії, що використовується, для будь-якого певного застосування легко може бути визначена ю зо фахівцем у даній області техніки. Як приклад можна зазначити, що при використанні як зв'язуючого при виробництві мінеральної вати кількість зв'язуючого звичайно складає приблизно від 1 до 159оваг., розрахованого со по сухій речовині, від ваги продукту для звичайного ізоляційного виробу, але, природно, можливо ю використовувати більші або менші кількості в залежності від бажаного продукту і реакційної здатності зв'язуючого. При використанні як зв'язуючого у ливарних формах звичайна кількість буде приблизно від 1 до « 15965, наприклад від 1 до 595 по вазі від загальної ваги завантаження. ї-
Наступні приклади ілюструють винахід, при цьому не обмежуючи його. Проценти є процентами по вазі, якщо не вказано спеціально.
Приклад 1
Зв'язуюче за винаходом може бути одержане наступним способом. « 7,5г мінеральних волокон, які містять 42,190 ЗО 2, 17,490 АІ2Оз, 17,390 Сас, 13,79 Мо, 5,895 БеО, 1,690 ет») с Маг, 0,696 К»О, залишок складають домішки, волокно з діаметром від З до 4мкм і довжиною волокна від З до . 10мм, змішують з 1Т100мл 5М розчину мурашиної кислоти. Для змішування треба використовувати змішувач з а високим зсувом для забезпечення ефективного змішування та прискорення процесу розчинення. Розчинення звичайно завершується за період від 1 до 2 годин. Коли волокна повністю розчинені, додають невелику кількість полімеру, такого як поліетиленгліколь з молярною масою від 1000 до 10000, приблизно 195 по вазі від загального -І вмісту твердих речовин у розчині. Протягом додавання полімеру розчин постійно перемішують для стабілізації утворених частинок. Зміною кількості полімеру та часу додавання, тобто моменту часу, коли всі волокна о розчинені, можна змінювати розмір частинок золю для одержання оптимальних гелетвірних і зв'язувальних с властивостей. Колоїдні частинки золю потім залишають при постійному перемішуванні для забезпечення того, щоб полімер адсорбувався на поверхні частинок. со При використанні як зв'язуючого для одержання виробів з мінеральної вати одержане таким чином зв'язуюче с може бути нанесено напиленням на мінеральні волокна звичайним способом. Зв'язуюче затвердіває, і надлишок води видаляють підвищенням температури до приблизно 15020.
Вказане зв'язуюче також може використовуватися як зв'язуюче у брикетах змішуванням зв'язуючого з дрібноподрібненою мінеральною сировиною у змішувачі, наприклад Непзспе! типу. Може бути переважним додавати невелику кількість води для утворення суміші у формах. Затвердіння досягається підвищенням іФ) температури, але висушування на повітрі також можливе. ко Приклад 2 2,1г волокон, які мають склад, відповідний тому, що і у прикладі 1, розчиняли в 1ї00мл 1М мурашиної бо Кислоти. Після розчинення волокон розчин центрифугували для видалення домішок. Зразок потім досліджували, використовуючи вимірювання світлорозсіюванням. Утворення центрів кристалізації вихідних частинок мало місце у розчині, і частинки мали постійний ріст, тобто збільшення розміру з плином часу, що можна бачити на Фіг.1, яка додається.
Якщо дисперсія не стабілізована, вона буде застигати з плином часу, як видно з Фіг.2, що додається, яка б5 ілюструє тести, що проводяться розчиненням 1,15г волокон, які мають описаний вище склад, у 100мл мурашиної кислоти при різних концентраціях. Як можна бачити з Фіг.2, час гелеутворення змінювався від 5 до 12 днів.
Для того, щоб дослідити зміну рН як функцію від часу, 1,15г волокон, які мають описаний вище склад, розчиняли у 100мл оцтової кислоти, що має різну концентрацію, як показано на Фіг.3, рівноважного рН досягають протягом пари годин, показуючи, що волокна матеріалу розчинялися. Більш низькі концентрації кислоти приводили до більш високих рН, показуючи, що менша кількість кислоти залишалася у розчині. При більш високих концентраціях кислоти більша кількість кислоти залишалася після розчинення волокон, таким чином підтримуючи рН на більш низькому рівні.
Подібне дослідження проводили розчиненням 1,15г волокон (діаметр 3-4мкм і довжина від приблизно З до 10мм), що мають склад вказаний вище, у 100мл мурашиної кислоти, яка має різну концентрацію. При низькій 7/0 Концентрації необхідний для розчинення час складав приблизно від 15 до 20 годин. При збільшенні концентрації час розчинення зменшувався до 1-2 годин.

Claims (27)

Формула винаходу
1. Спосіб одержання колоїдної силікатної дисперсії, яка містить діоксид кремнію та оксид алюмінію, що включає: - розчинення гранульованого мінерального матеріалу, який містить у водному розчині діоксид кремнію та оксид алюмінію у молярному співвідношенні від 2 до 12, з одержанням розчину, що містить як центри кристалізації повторно осаджені частки матеріалу; стабілізацію таким чином одержаного розчину з утворенням дисперсії.
2. Спосіб за п.1, в якому вміст сухого залишку в дисперсії доводять шляхом видалення води.
З. Спосіб за п.1, в якому вміст сухого залишку в дисперсії доводять шляхом додавання води.
4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, в якому гранульований мінеральний матеріал має склоподібну аморфну сч ов структуру.
5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, в якому молярне співвідношення діоксиду кремнію та оксиду алюмінію (о) знаходиться у діапазоні від 2,5 до 8, переважно від З,5 до 6.
6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, в якому гранульований мінеральний матеріал містить оксид лужного металу або оксиди лужних металів і молярне співвідношення діоксиду кремнію та суми оксидів лужних металів ю зо Знаходиться у діапазоні від 10 до 350, переважно від 15 до 150.
7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, в якому гранульований мінеральний матеріал містить оксид кальцію і/або со оксид магнію, і/або оксид заліза, де молярне співвідношення діоксиду кремнію та суми оксиду кальцію, оксиду ю магнію і оксиду заліза (у вигляді Ред) знаходиться у діапазоні від 0,5 до 2, переважно від 0,6 до 1,5.
8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, в якому гранульований мінеральний матеріал містить від 35 до 45 мас. 90 «І ЗІО» і від 8 до 25 мас. 95 АІ2Оз. їм
9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, в якому гранульований мінеральний матеріал містить компоненти при такому співвідношенні, мас. бо: вібо 35-45 « 20 АІ2О3 10-25 -в с ІБ) 0,2-3, ц » де К означає Ма або К. п
10. Спосіб за п. 9, в якому гранульований мінеральний матеріал містить компоненти при такому співвідношенні, мас. 90: -І сао 12-35 т» Мао 6-20 сл гео 2-10. (ее) 50
11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, в якому гранульований мінеральний матеріал містить компоненти при такому співвідношенні, мас. бо: сл вібо 35-45 АІ2О3 8-13 ІБ) 0,2-1, (Ф) де К означає Ма або К. іме) й о. - й Я
12. Спосіб за п. 11, в якому гранульований мінеральний матеріал містить компоненти при такому співвідношенні, мас. 90: 60 СаО 30-40 Мао 5-11 гео 0,1-1. бо
13. Спосіб за будь-яким з пп. 1-12, в якому гранульований мінеральний матеріал є матеріалом з мінеральної вати, відходами при одержанні мінерального волокна, такими як прядильні відходи, невикористані мінеральні волокна або вироби, а також вторинна сировина з мінерального волокна.
14. Спосіб за будь-яким з пп. 1-13, в якому розчин стабілізують шляхом зміни рН або зміни характеру електроліту розчину.
15. Спосіб за будь-яким з пп. 1-14, в якому розчин стабілізують за допомогою поверхнево-активних речовин і/або полімерів.
16. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, в якому водний розчин являє собою розчин неорганічної або органічної кислоти, переважно водний розчин, що містить кислоти, вибрані з НСІ, НМО»з, НьЗО), НзРО) або органічної кислоти, такої як мурашина, оцтова та пропіонова кислота. 70
17. Спосіб за п.16, в якому кислота є мурашиною, оцтовою або пропіоновою кислотою.
18. Спосіб за будь-яким з пп. 1-15, в якому водний розчин є лужним розчином.
19. Спосіб за п. 18, в якому лужний розчин є розчином лугу або амонію, або гідроксиду лужноземельного металу, карбонату або гідрокарбонату, переважно вибраного з групи, що включає розчин гідроксиду натрію, калію, літію або амонію, або кальцію, або магнію.
20. Спосіб за будь-яким з пп. 1-19, в якому у дисперсії доводять вміст сухого залишку від 5 до 60 мас. 905.
21. Спосіб за будь-яким з пп. 1-20, в якому розчинення проводять при температурі від 80 до 100 єс, переважно при перемішуванні.
22. Спосіб за будь-яким з пп. 1-21, що включає додаткову стадію утворення гелю з дисперсії.
23. Спосіб за п. 22, в якому гелеутворення проводять зміною рН і/або додаванням солі і/або видаленням Води з дисперсії.
24. Застосування продукту, одержаного способом за будь-яким з пп. 1-23, як зв'язувального агента.
25. Застосування за п. 24 як зв'язувального агента при одержанні виробів з мінеральної вати або брикетів сировини для одержання мінеральної вати.
26. Застосування за п. 24 як матеріалу для покриття або як компонента такого матеріалу для виробів з с Мінеральної вати.
27. Застосування за п. 24 як адгезиву у ламінатах з мінеральної вати або у будівельних панелях, що о включають шар мінеральної вати, ламінований на металевий лист для зв'язування такого шару з металевим листом. ІФ) (ее) ІФ) « і -
- . и? -і щ» 1 (ее) сл іме) 60 б5
UA2003010459A 2000-06-20 2001-06-19 Method for production of colloidal aqueous silicate dispersion and its use UA74585C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20001458A FI110261B (fi) 2000-06-20 2000-06-20 Menetelmä kolloidisen silikaattidispersion valmistamiseksi
PCT/FI2001/000578 WO2001097963A2 (en) 2000-06-20 2001-06-19 Colloidal silicate dispersion, method for its preparation and its use

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA74585C2 true UA74585C2 (en) 2006-01-16

Family

ID=8558593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003010459A UA74585C2 (en) 2000-06-20 2001-06-19 Method for production of colloidal aqueous silicate dispersion and its use

Country Status (22)

Country Link
US (1) US6918954B2 (uk)
EP (1) EP1292384B2 (uk)
CN (1) CN1210096C (uk)
AT (1) ATE276041T1 (uk)
AU (2) AU6916201A (uk)
BG (1) BG107403A (uk)
CA (1) CA2411480C (uk)
CZ (1) CZ2003157A3 (uk)
DE (1) DE60105603T3 (uk)
DK (1) DK1292384T3 (uk)
EA (1) EA005972B1 (uk)
EE (1) EE200200708A (uk)
ES (1) ES2223885T3 (uk)
FI (1) FI110261B (uk)
HU (1) HUP0301215A2 (uk)
NO (1) NO20026058L (uk)
PL (1) PL200234B1 (uk)
PT (1) PT1292384E (uk)
SI (1) SI1292384T1 (uk)
SK (1) SK286679B6 (uk)
UA (1) UA74585C2 (uk)
WO (1) WO2001097963A2 (uk)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005121313A2 (en) * 2004-06-07 2005-12-22 Sampath Kumar Thothathri A composition for growth of diatom algae
US7989732B2 (en) * 2005-06-15 2011-08-02 Lincoln Global, Inc. Method of AC welding using a flux cored electrode
FI122069B (fi) * 2006-05-24 2011-08-15 Kemira Oyj Menetelmä happosilikaattiliuoksen valmistamiseksi
JP5410095B2 (ja) * 2006-12-22 2014-02-05 電気化学工業株式会社 非晶質シリカ質粉末、その製造方法及び半導体封止材
NZ579082A (en) * 2007-03-15 2012-10-26 Dsm Ip Assets Bv Stable suspensions of micronised particles of a solid organic compound which is free of surfactants, thickeners, poly-electrolytes or block copolymers
EP2085365A1 (en) 2008-02-01 2009-08-05 Rockwool International A/S Method of producing a bonded mineral fibre product
CN101875561B (zh) * 2010-05-07 2013-10-16 高树森 纳米SiO2、CaO复合陶瓷结合硅质耐火浇注料及其制备方法
US9550697B2 (en) * 2012-11-12 2017-01-24 Valorizacion Y Logistica Ambiental, S.L.L. Briquette used for the production of rock wool and method for the production of said briquette
CN112265997A (zh) * 2020-09-30 2021-01-26 万华建筑科技(烟台)有限公司 一种岩棉废弃物的处理方法及其工艺
CN112250075A (zh) * 2020-09-30 2021-01-22 万华建筑科技(烟台)有限公司 一种岩棉废弃物制备二氧化硅气凝胶的方法及其工艺
CN115557723B (zh) * 2022-11-21 2023-03-14 湖南大学 一种硅酸钙盐晶种胶体及其制备方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3993499A (en) * 1974-10-04 1976-11-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for producing a particulate mullite fibril containing composition
AU554310B2 (en) 1981-02-20 1986-08-14 White Sea & Baltic Co. Ltd., The Silicate solutions, their production and uses as binders
EP0148280B1 (de) * 1982-12-16 1987-09-09 Hüls Troisdorf Aktiengesellschaft Wasserhaltige härtbare Formmassen auf Basis von anorganischen Bestandteilen und Verfahren zur Herstellung von Formkörpern
GB8302952D0 (en) * 1983-02-03 1983-03-09 British Aluminium Co Plc Alumina sols
US4961089A (en) * 1988-12-27 1990-10-02 Eastman Kodak Company Method and apparatus for web tracking with predictive control
FI891659A (fi) 1989-04-06 1990-10-07 Partek Ab Foerfarande foer framstaellning av en mineralullsprodukt med god temperaturtaolighet.
US5832457A (en) * 1991-05-06 1998-11-03 Catalina Marketing International, Inc. Method and apparatus for selective distribution of discount coupons based on prior customer behavior
JP3388769B2 (ja) * 1991-10-09 2003-03-24 水澤化学工業株式会社 繊維状アルミノケイ酸塩及びその製法
US5254327A (en) * 1992-04-03 1993-10-19 Intevep, S.A. Zeolitic catalyst of MFI type, its preparation and use
SI1198630T1 (sl) 1999-06-24 2009-06-30 Paroc Oy Ab Postopek za pripravo veziva in njegova uporaba

Also Published As

Publication number Publication date
FI20001458A (fi) 2001-12-21
SK592003A3 (en) 2003-06-03
PL359070A1 (en) 2004-08-23
EP1292384B2 (en) 2013-12-04
FI110261B (fi) 2002-12-31
ATE276041T1 (de) 2004-10-15
US20040011246A1 (en) 2004-01-22
EP1292384A2 (en) 2003-03-19
DE60105603T3 (de) 2014-04-30
DE60105603T2 (de) 2005-09-22
AU2001269162B2 (en) 2005-11-03
NO20026058D0 (no) 2002-12-17
EA200300041A1 (ru) 2003-04-24
BG107403A (bg) 2003-07-31
EA005972B1 (ru) 2005-08-25
EE200200708A (et) 2004-08-16
CN1210096C (zh) 2005-07-13
US6918954B2 (en) 2005-07-19
FI20001458A0 (fi) 2000-06-20
PT1292384E (pt) 2004-11-30
EP1292384B1 (en) 2004-09-15
DE60105603D1 (de) 2004-10-21
CN1437505A (zh) 2003-08-20
AU6916201A (en) 2002-01-02
HUP0301215A2 (en) 2003-08-28
ES2223885T3 (es) 2005-03-01
CZ2003157A3 (cs) 2003-05-14
NO20026058L (no) 2002-12-17
DK1292384T3 (da) 2004-11-08
SK286679B6 (sk) 2009-03-05
WO2001097963A3 (en) 2002-04-11
SI1292384T1 (en) 2005-04-30
CA2411480C (en) 2007-04-24
CA2411480A1 (en) 2001-12-27
PL200234B1 (pl) 2008-12-31
WO2001097963A2 (en) 2001-12-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2010323416B2 (en) Inorganic binder system for the production of chemically resistant construction chemistry products
US5472498A (en) Lightweight concrete
CN110650934A (zh) 基于硫铝酸钙的无机泡沫
UA74585C2 (en) Method for production of colloidal aqueous silicate dispersion and its use
WO2008048617A2 (en) Compositions of and methods for generating concrete compounds
KR100673074B1 (ko) 결합제 제조방법 및 그 용도
AU2001269162A1 (en) Colloidal silicate dispersion, method for its preparation and its use
JP4614122B2 (ja) 湿潤接着性が向上した水硬性組成物
JPH10102058A (ja) 地盤注入材
JP6831976B2 (ja) ジオポリマー用収縮低減剤及びジオポリマー硬化体
Azevedo et al. Production of fly ash-based geopolymers using activator solutions with different Na2O and Na2SiO3 compositions
JPH06115987A (ja) セメント質物質
RU2786460C2 (ru) Неорганическая пена на основе сульфоалюмината кальция
Yusslee et al. The Physical Properties Study of The Hybrid One-Part Alkali-Activated Mortar
CN117964299A (zh) 一种水泥基渗透结晶型防水材料及其制备方法
FI110126B (fi) Menetelmä sideaineen valmistamiseksi mineraalivillatuotteita varten ja menetelmä mineraalivillatuotteiden valmistamiseksi
US20230108043A1 (en) Novel cement, concrete, mortar and grout embodiments and methods for manufacture and placement
JPH08310842A (ja) ガラス質セメント
JPH01224254A (ja) 固結用材料
JPH0692707A (ja) 無機硬質材