Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела | |
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) |
Навигация: => | На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2290379
СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
Имя изобретателя: Кудяков Александр Иванович (RU); Радина Татьяна Николаевна (RU); Иванов Михаил Юрьевич
Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет"
Адрес для переписки: 665709, Иркутская обл., г. Братск, ул. Макаренко, 40, ГОУ ВПО "Братский государственный университет", патентный отдел, С.В. Кварацхелия
Дата начала действия патента: 2005.07.14
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве гранулированного теплоизоляционного материала, особо легкого заполнителя для бетонов промышленного и гражданского строительства. Технический результат - снижение энергозатрат за счет исключения стадии предварительной термообработки сырцовых гранул, уменьшение насыпной плотности и повышение общей пористости гранулированного теплоизоляционного материала. Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала содержит, масс.%: микрокремнезем - 41,4, карамель - отход сульфатно-целлюлозной переработки древесины - 0,2-0,8, раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% в пересчете на Na2O - 21,5, вода - остальное. Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из указанной выше сырьевой смеси включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку ее при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, грануляцию и последующую термообработку сырцовых гранул при 350-400°С в течение 10 мин.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к получению пористых искусственных изделий, и может быть использовано при производстве зернистого теплоизоляционного материала, особо легкого заполнителя для бетонов промышленного и гражданского строительства.
Известен способ получения гранулированного теплоизоляционного материала [RU 2177921, 2002], включающий приготовление высокомодульного жидкого стекла с силикатным модулем 4-7, грануляцию и термообработку сырцовых гранул. Высокомодульное жидкое стекло получают гидротермальной обработкой при 68-73°С и атмосферном давлении в течение 5-10 мин суспензии из кремнеземсодержащего аморфного материала микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния состава: 83-93 масс.% SiO2 и 6-16 масс.% углеродистых примесей - графита (С) и карборунда (SiC) в щелочном растворе гидроксида натрия при соотношении жидкой и твердой фаз Ж/Т=0,94-1,008, термообработку сырцовых гранул проводят при 350-400°С в течение 20-30 мин.
Недостатками известного способа получения являются увеличенные энергозатраты вследствие длительного режима термической обработки сырцовых гранул и повышенная насыпная плотность гранулированного теплоизоляционного материала.
Известен способ получения гранулированного теплоизоляционного материала [RU 2177462, 2001], включающий приготовление и грануляцию сырьевой смеси с последующей термообработкой. Сырьевую смесь готовят из микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния с размером частиц (0,01-0,1)×10-6 м, имеющего состав: 83-93 масс.% SiO2 и 6-16 масс.% углеродистых примесей, раствора гидроксида натрия и воды, подогретой до 85-95°С при соотношении жидкой и твердой фаз Ж/Т=0,813-1,0, а термообработку проводят при 350-400°С в течение 20-30 мин.
Недостатками известного способа получения являются увеличенные энергозатраты за счет использования подогретой воды и длительного режима термической обработки сырцовых гранул, а и повышенная насыпная плотность гранулированного теплоизоляционного материала.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала [RU 2246462, 2003]. Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала включает микрокремнезем, раствор гидроксида натрия и воду и дополнительно гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11Н - водный раствор метилсиликоната натрия с концентрацией 26,2% при следующем соотношении компонентов, масс.%: микрокремнезем - 41,20; раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% в пересчете на Na2О - 21,38; ГКЖ-11Н с концентрацией 26,2% - 0,21-0,62; вода - остальное. Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из сырьевой смеси включает приготовление суспензии из микрокремнезема, раствора гидроксида натрия и воды, гидротермальную обработку суспензии, грануляцию полученных сырцовых гранул с последующей термообработкой при 350÷400°С. При получении теплоизоляционного материала из сырьевой смеси для приготовления суспензии дополнительно используют гидрофобизирующую кремнийорганическую жидкость ГКЖ-11Н - водный раствор метилсиликоната натрия с концентрацией 26,2%, гидротермальную обработку суспензии проводят при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, сырцовые гранулы предварительно термообрабатывают при 100°С в течение 10 мин, а продолжительность последующей термообработки при 350-400°С составляет 10 мин.
Недостатками сырьевой смеси и способа являются повышенные энергозатраты вследствие двухстадийного режима термообработки сырцовых гранул, относительно высокая насыпная плотность и относительно низкая общая пористость гранулированного теплоизоляционного материала.
Техническим результатом изобретения являются снижение энергозатрат за счет исключения стадии предварительной термообработки сырцовых гранул, уменьшение насыпной плотности и повышение общей пористости гранулированного теплоизоляционного материала.
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала включает микрокремнезем, раствор гидроксида натрия и воду, причем она дополнительно содержит карамель - отход сульфатно-целлюлозной переработки древесины при следующем соотношении компонентов, масс.%: микрокремнезем - 41,4; карамель - 0,2-0,8; раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% в пересчете на Na2O - 21,5; вода - остальное.
Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из сырьевой смеси характеризуется тем, что включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку ее при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, грануляцию и последующую термообработку сырцовых гранул при 350-400°С в течение 10 мин.
Микрокремнезем конденсированный представляет собой пылевидный материал, состоящий из ультрадисперсных частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов.
Микрокремнезем получают путем отбора материала с рукавных или электрических фильтров системы газоочистки печей. Микрокремнезем имеет насыпную плотность в пределах 150-300 кг/м3, удельную поверхность 2500-3400 м2/кг и следующий химический состав (масс.%): SiO2 - 90,79; Al2О 3 - 0,79; Fe2О3 - 0,45; CaO - 0,36; MgO - 1,08; Na2O - 0,43; К2О - 0,36; потери при прокаливании - 4,38.
Свойства микрокремнезема соответствуют требованиям ТУ 5743-048-02495332-96.
Карамель является отходом сульфатно-целлюлозной переработки древесины и представляет собой шлакоподобные куски темно-коричневого цвета, легко размалываемые в порошок и растворимые в щелочах. Карамель отлагается на стенках реакторов в процессе инверсии предгидролизата (обработанной водной средой при температуре 170°С древесной щепы). Инверсия (кислотная обработка) длится 10-12 часов при температуре 95-100°С и концентрации кислоты (H2SO4) 0,4-0,6%. Среднемассовая молекулярная масса карамели =4000. Степень полидисперсности (соотношение среднемассовой и среднечислительной молекулярных масс) / n=2,2. Формула макромолекулы карамели построена из фенилпропановых структурных единиц С6-С3 . Элементный состав карамели (масс.%): углерод - 63,6; водород - 6,3; кислород - 30,1.
Свойства карамели соответствуют требованиям ТУ 13-7308058-08-88.
Свойства раствора гидроксида натрия соответствуют требованиям ГОСТ 2263-79. Гидроксид натрия может быть использован в виде водного раствора различной концентрации. Концентрация раствора гидроксида натрия в составе сырьевой смеси 45,22%, а его количество указано в пересчете на Na2 O.
Вода соответствует требованиям ГОСТ 23732-79.
Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала заключается в следующем: необходимое количество микрокремнезема, карамели, раствора гидроксида натрия и воды перемешивают в течение 1-1,5 мин до получения суспензии. Далее гидротермальной обработкой суспензии при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин получают высокомодульную жидкостекольную композицию, которая поступает в экструдер. Сформированные сырцовые гранулы опудриваются микрокремнеземом и поступают на термообработку в сушильный барабан. Термообработка заключается в низкотемпературном вспучивании сырцовых гранул при 350-400°С в течение 10 мин.
В таблице 1 приведены сравнительные результаты предлагаемого и известного способов.
В таблице 2 приведены показатели качества предлагаемого и известного материалов.
Таблица 1. | ||
Показатели | Способ | |
известный | предлагаемый | |
Количество стадий термообработки, шт. | 2 | 1 |
Общее время термообработки, мин | 20 | 10 |
Таблица 2. | ||
Показатели | Материал | |
известный | предлагаемый | |
Насыпная плотность, кг/м3 | 80-120 | 71,2-111,6 |
Общая пористость, % | 78-90 | 93,4-95,1 |
Представленные в таблицах 1-2 данные свидетельствуют о том, что предлагаемые сырьевая смесь и способ позволяют снизить энергозатраты за счет исключения стадии предварительной термообработки сырцовых гранул, а и на 7-11% снизить насыпную плотность и на 5,7-19,7% повысить общую пористость гранулированного теплоизоляционного материала.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала, включающая микрокремнезем, раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карамель - отход сульфатно-целлюлозной переработки древесины, при следующем соотношении компонентов, мас.%.
Микрокремнезем | 41,4 |
Карамель | 0,2-0,8 |
Раствор гидроксида натрия | |
с концентрацией 45,22% в пересчете на Na2O | 21,5 |
Вода | Остальное |
2. Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из сырьевой смеси по п.1, характеризующийся тем, что включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку ее при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, грануляцию и последующую термообработку сырцовых гранул при 350-400°С в течение 10 мин.
Версия для печати
Дата публикации 17.01.2007гг
Created/Updated: 25.05.2018