close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY9424

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 9424
(13) C1
(19)
C 04B 22/00
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЕВОЙ ПАСТЫ
(21) Номер заявки: a 20050009
(22) 2005.01.04
(43) 2006.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Физико-технический
институт Национальной академии
наук Беларуси " (BY)
(72) Авторы: Волочко Александр Тихонович; Мачнев Вячеслав Петрович;
Богданова Наталья Петровна (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Физико-технический институт Национальной академии
наук Беларуси " (BY)
(56) RU 2134665 C1, 1999.
RU 2194029 C2, 2002.
RU 2109707 C1, 1998.
RU 2138458 C1, 1999.
US 3970577, 1976.
GB 1147992, 1969.
BY 9424 C1 2007.06.30
(57)
Способ производства алюминиевой пасты, включающий диспергирование алюминиевых частиц в жидкости до получения суспензии, отличающийся тем, что перед диспергированием алюминиевые частицы подвергают нагреву в защитной атмосфере при 300450 °С в течение не менее 30 мин, а диспергирование осуществляют в две стадии: на первой стадии - в присутствии 5-10 мас. % жидкости, содержащей гидрофобизатор для парафинизации, на второй стадии - в присутствии 30-60 мас. % жидкости, содержащей гидрофилизатор и ингибитор коррозии алюминия.
Способ относится к области порошковой металлургии и строительных материалов, в
частности к способам получения газообразователя для производства поробетона, поризации бетонных и других неорганических смесей, водных алюминиевых пигментов.
В настоящее время для производства поробетона используется алюминиевая пудра,
которая активно реагирует с известью с выделением водорода, формируя пористую структуру бетона. Алюминиевая пудра ПАП-1, ПАП-2 ГОСТ 5494-71 получается размолом
алюминиевых частиц в среде защитных газов. Недостатком использования пудры является низкая экологичность (пыльность), взрывоопасность, плохая смачиваемость пудры водой, большой расход металла на изделие.
Известен способ получения водной алюминиевой пасты, заключающийся в том, что в
стандартные барабаны с алюминиевой пудрой подают водный раствор смачивателей и ингибиторов при одновременном погружении смешивающего винтообразного устройства
шнекового типа [1].
Недостатком способа является ограниченность объема смешивания, плохое смешивание у стенок барабана, отсутствие стабильности качества пасты.
Известен способ получения водной алюминиевой пасты путем смешивания алюминиевой пудры и водного раствора, содержащего смачиватель, гидрофилизатор и ингибитор коррозии, и диспергирование алюминиевой пудры в объеме раствора до получения
суспензии с Т:Ж 1:3-1:10, а затем регулируемая фильтрация ее до получения пасты [2].
BY 9424 C1 2007.06.30
Недостатком способов является то, что для получения таким образом пасты необходимо в качестве основного сырья использование достаточно мелких частиц алюминия
(пудры размером менее 50 мкм), которую получают пульверизацией (распылением) из
расплава. Удельный расход энергии и затраты труда при этом достаточно высоки (табл. 1).
В известном способе получения пасты также предусмотрена операция диспергирования
пудры при большом содержании жидкой фазы (в 3-10 раз превышающей количество алюминиевой пудры), что требует дополнительной фильтрации суспензии.
При использовании в качестве сырья более дешевых крупных алюминиевых порошков
около 350-500 мкм, полученных диспергированием вторичных алюминиевых сплавов
(стружки), получение алюминиевой пасты известными способами не обеспечивает качество пасты, так как свойства очень низкие (табл. 2). Кроме того, реализация способа при
получении требуемого размера частиц и формирование свойств пасты, требует длительного времени и не всегда представляется возможным.
Таблица 1
Сравнительные данные об эффективности производства алюминиевой пасты из различных видов сырья [3]
Параметры
процесса
Удельный расход
энергии, кВт-ч/т
Удельные затраты
труда, кВт-ч/т
Пульверизация рас- Пульверизация расплава из слитка
плава из отходов
Механическое диспергирование отходов
(стружка, фольга)
1107,0
1207,0
530,0
20,0
35,0
15,2
Задачей предложенного изобретения является повышение качества и снижение себестоимости алюминиевой пасты, использование при ее производстве вторичных (стружечных) алюминиевых сплавов.
Поставленная задача в предложенном способе производства алюминиевой пасты,
включающем диспергирование алюминиевых частиц в жидкости до получения суспензии,
перед диспергированием алюминиевые частицы подвергают нагреву в защитной атмосфере при 300-450 °С в течение не менее 30 мин, а диспергирование осуществляют в две стадии: на первой стадии - в присутствии 5-10 мас. % жидкости, содержащей гидрофобизатор
для парафинизации, а на второй стадии - в присутствии 30-60 мас. % жидкости, содержащей гидрофилизатор и ингибитор коррозии алюминия.
Сущность изобретения сводится к тому, что дискретные алюминиевые частицы (возможно использование частиц 100-500 мкм и более), после термообработки в заявляемых
режимах легко подвергаются диспергированию. Причем для увеличения скорости помола
в начальной стадии более эффективно использовать крупные мелющие тела, поэтому процесс ведут в две стадии.
На первой стадии для предотвращения окисления при ювенильном обнажении поверхности алюминиевых частиц от продуктов загрязнения и вследствие их измельчения
процесс диспергирования ведут с добавлением гидрофибизаторов (например, стеариновая,
олеиновая кислоты). Вторая стадия - этап мокрого помола предусматривает диспергирование в жидкой среде с добавлением филизаторов и ингибиторов коррозии - веществ,
обеспечивающих смачиваемость алюминиевых частиц и стабильность пасты при длительном хранении и колебании температуры.
Для сохранения высокой активности алюминия термообработку ведут в защитной атмосфере. При использовании стружечных отходов металлообработки она может создаваться за счет продуктов загрязнения (масла, специальной охлаждающей жидкости), образуемых при их выгорании в процессе термообработки.
2
BY 9424 C1 2007.06.30
Как показали многочисленные эксперименты, минимальная температура нагрева дискретных алюминиевых частиц перед диспергированием составляет 300 °С. Такая обработка позволяет алюминиевым частицам измельчаться быстрее уже на первой стадии (см.
строку № 1, 2 табл. 2). Содержание частиц мелкой фракции на 20-30 % больше, чем в нетермообработанных или термообработанных при меньшей температуре. Более высокая
температура нагрева (больше 450 °С малоэффективна (табл. 2). Дополнительно расходуется энергия и уменьшается активность алюминия.
Таблица 2
Содержание активного алюминия, % мас.
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Время
Температура
нагрева,
нагрева, °С
мин
250
300
450
500
300
450
300
300
300
300
300
300
30
30
30
30
20
30
40
40
40
40
40
40
Стадии
диспергирования
Свойства пасты
содержание фракций после
Активность
помола, % мас.
алюминия,
Содержание жидкой 1-я стадия
2-стадия
%
фазы, % мас.
менее 63 мкм менее 30 мкм
5
30
36
52
53,4
2
30
52
76
55,7
5
30
56
80
50,3
5
30
56
82
46,1
5
30
41
60
54,1
0
30
45
63
44,1
1
30
46
61
46,4
10
30
53
82
48,3
15
30
47
64
43,7
5
20
48
56
58,6
5
60
50
72
26,3
5
70
58
84
19,2
1
2
Время нагрева, необходимое для охрупчивания дискретных алюминиевых частиц составляет не менее 30 мин (см. строку № 3, 5 табл. 2). Оно может быть увеличено в зависимости от объемов загружаемых частиц, их нагрева. При меньшем времени прогрева не
происходит получение размера необходимых фракций алюминиевых частиц для эффективного осуществления процесса изготовления поробетона.
Для более равномерного наволакивания гидрофобизаторов и сохранения активности
алюминия, а также для более интенсивного диспергирования без окисления алюминиевых
частиц процесс ведут с добавлением жидкости 2-10 %. При диспергировании без добавления жидкости (см. строку № 6, 7 табл. 2) выход необходимой фракции порошков незначителен, нет стабильности свойств алюминиевой пасты.
Более высокое содержание жидкости - более 10 % (см. строку № 9 табл. 2) - не приводит к желаемому результату, активность алюминия невысокая.
Добавление жидкой фазы в количестве 30-60 % на второй стадии диспергирования с
добавками гидрофилизаторов и ингибиторов позволяет суспензии быстро перемешиваться
и осуществлять процесс диспергирования до необходимого размера алюминиевых частиц
при их высокой активности.
При меньшем - менее 30 (см. строку № 10 табл. 2) - содержании жидкой фазы процесс
помола нестабилен, требуется большее время диспергирования, возможно залегание отдельных объемов суспензии.
Более высокое содержание жидкой фазы незначительно ускоряет процесс диспергирования (см. строку № 12 табл. 2) и требует большего времени при последующей фильтра3
BY 9424 C1 2007.06.30
ции. Отмечено также некоторое снижение активности алюминия. Стабильность пасты,
особенно на водной основе, невысока.
Для получения алюминиевых паст предлагается опробованный на практике способ.
Алюминиевые порошки из сплава АК5М4 ГОСТ 1583-93, полученные измельчением
стружки, подвергают нагреву при температуре 400 °С в течение 1 ч. Размер частиц при
этом составлял менее 300 мкм. Защитно-восстановительная атмосфера при нагреве таких
порошков создавалась за счет выгорания продуктов загрязнения стружки маслом, СОЖ специально охлаждающей жидкости. После термической обработки порошки загружают в
шаровую мельницу МБЛ-2, одновременно загружают шары диаметром 30-40 мм в количестве 45-60 % общего объема и соляро-стеариновый концентрат при содержании 2,5 %
стеариновой кислоты и 0,5 % олеиновой кислоты, растворенный в солярке. Процесс диспергирования вели в течение двух часов. Затем крупные шары вынимают и загружают
шары диаметром 10-15 мм, добавляют жидкость, содержащую гидрофилизатор и ингибитор коррозии. В качестве гидрофилизатора используют смачиватель ОП-10, 7-М 6 сульфанол, в количестве 3-5 %, а в качестве ингибитора - триэтаноламин, бура - в количестве
2-5 % общей массы. В качестве жидкой среды на втором этапе диспергирования используют 40 %-ный раствор этиленгликоля. Диспергирование ведут до получения частиц, основная фракция которых 5-10 мкм.
Источники информации:
1. А.с. СССР 25872, 1972.
2. Патент РФ 2134665, 1997.
3. Спеченные материалы из алюминиевых порошков / Под ред. Гопиенко В.Г. и.др. М.: Металлургия, 1993. - 320 с.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
92 Кб
Теги
by9424, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа