close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10854

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 04B 22/00
C 04B 38/02
АЛЮМИНИЕВЫЙ ГАЗООБРАЗОВАТЕЛЬ И СПОСОБ ЕГО
ПОЛУЧЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20060120
(22) 2006.02.14
(43) 2007.10.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Физико-технический
институт Национальной академии
наук Беларуси " (BY)
(72) Авторы: Волочко Александр Тихонович; Астапчик Станислав Александрович; Белов Иван Афанасьевич; Богданова Наталья Петровна
(BY)
BY 10854 C1 2008.06.30
BY (11) 10854
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное научное учреждение "Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(56) RU 2194029 C2, 2002.
BY 7116 C1, 2005.
BY 7119 C1, 2005.
BY 6862 C1, 2005.
RU 2130907 C1, 1999.
SU 1787984 A1, 1993.
RU 2138458 C1, 1999.
RU 2065427 C1, 1996.
US 4828618, 1989.
(57)
1. Алюминиевый газообразователь, содержащий алюминиевый порошок, продукт нефтепереработки и поверхностно-активное вещество ОП-7 или ОП-10, отличающийся тем,
что в качестве продукта нефтепереработки содержит уайт-спирит, бензин, лигроин, керосин или солярку и дополнительно содержит одноатомный спирт - бутиловый или изопропиловый, двухатомный спирт - этиленгликоль, диэтиленгликоль или пропиленгликоль,
поверхностно-активное вещество - стеариновую и/или олеиновую кислоту, карбамид,
борную кислоту, фосфат щелочного металла - тринатрийфосфат, триполифосфат натрия
или триполифосфат калия и олигоэтоксисилоксан - этилсиликат или тетраэтилсиликат,
при следующем соотношении компонентов, мас. %:
продукт нефтепереработки
2-10
поверхностно-активное вещество ОП-7 или
ОП-10
1-3
одноатомный спирт
5-10
двухатомный спирт
5-20
поверхностно-активное вещество - стеариновая и/или олеиновая кислота
1-2
карбамид
1-4
борная кислота
1-3
фосфат щелочного металла
0,5-2,0
олигоэтоксисилоксан
0,5-2,0
алюминиевый порошок
остальное.
2. Способ получения алюминиевого газообразователя, включающий механическое
диспергирование алюминиевого порошка в жидкой среде, отличающийся тем, что пред-
BY 10854 C1 2008.06.30
варительно диспергируют порошок в жидкой среде, состоящей из продукта нефтепереработки - уайт-спирита, бензина, лигроина, керосина или солярки, поверхностно-активного
вещества - стеариновой и/или олеиновой кислоты, карбамида и борной кислоты, затем добавляют одноатомный спирт - бутиловый или изопропиловый, двухатомный спирт - этиленгликоль, диэтиленгликоль или пропиленгликоль, поверхностно-активное вещество ОП-7 или ОП-10, фосфат щелочного металла - тринатрийфосфат, триполифосфат натрия
или триполифосфат калия и олигоэтоксисилоксан - этилсиликат или тетраэтилсиликат, и
осуществляют диспергирование.
Изобретение относится к области порошковой металлургии, строительным материалам и может быть использовано для газообразователей в производстве поробетона, поризации других неорганических соединений, а также к водным алюминиевым пигментам,
применяющимся в лакокрасочной промышленности.
Известен пастообразный газообразователь [1] содержащий, вес.ч.: алюминиевая пудра - 1, сульфанол - 0,025-0,05, вода - 0,5-1.
Недостатком указанного газообразователя является то, что поробетон, приготовленный на его основе, имеет большую объемную массу, активно взаимодействует с водой и
вследствие этого не хранится.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является алюминиевый газообразователь, состоящий из смеси алюминиевого порошка, уайт-спирита и поверхностноактивного вещества в виде оксиэтилированного алкифенола ОП-7, ОП-10 [2]. Недостатком газообразователя является его плохая смачиваемость в воде, неоднородная структура
поробетона и его низкие свойства. При использовании в качестве сырья вторичных алюминиевых сплавов, содержащих в своем составе алюминий и различные легирующие элементы, а также их соединений, становится проблематичным прогнозирование свойств
такого газообразователя. Наиболее часто используемые элементы для легирования алюминия медь и кремний по-разному оказывают влияние на свойства газообразователя.
К примеру, медь является сильным катализатором окисления алюминия и играет при этом
пассивирующую роль в процессе газовыделения. Кремний, находящийся в элементарном
виде, может вызывать разрушение поробетона, вследствие его замедленной реакции со
щелочью в процессе затвердевания поробетона [3]. Вместе с тем использование в качестве
сырья стружки алюминиевых сплавов и получение газообразователя механическим диспергированием существенно снижает энергозатраты на его получение, чем при использовании порошка, полученного распылением из расплава.
Задачей предложенного изобретения является повышение качества и снижение себестоимости газообразователя.
Поставленная задача в предложенном изобретении решается за счет того, что алюминиевый газообразователь, содержащий алюминиевый порошок, продукт нефтепереработки и поверхностно-активное вещество ОП-7 или ОП-10, в качестве продукта нефтепереработки содержит уайт-спирит, бензин, лигроин, керосин или солярку и дополнительно
содержит одноатомный спирт - бутиловый или изопропиловый, двухатомный спирт - этиленгликоль, диэтиленгликоль или пропиленгликоль, поверхностно-активное вещество стеариновую и/или олеиновую кислоту, карбамид, борную кислоту, фосфат щелочного
металла - тринатрийфосфат, триполифосфат натрия или триполифосфат калия и олигоэтоксисилоксан - этилсиликат или тетраэтилсиликат, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
продукт нефтепереработки
2-10
поверхностно-активное вещество ОП-7 или ОП-10
1-3
одноатомный спирт
5-10
двухатомный спирт
5-20
поверхностно-активное вещество – стеариновая и/или
олеиновая кислота
1-2
2
BY 10854 C1 2008.06.30
карбамид
1-4
борная кислота
1-3
фосфат щелочного металла
0,5-2,0
олигоэтоксисилоксан
0,5-2,0
алюминиевый порошок
остальное.
Поставленная задача в предложенном способе решается за счет того, что способ получения алюминиевого газообразователя, включающий механическое диспергирование
алюминиевого порошка в жидкой среде, предварительно диспергируют порошок в жидкой среде, состоящей из продукта нефтепереработки - уайт-спирита, бензина, лигроина,
керосина или солярки, поверхностно-активного вещества - стеариновой и/или олеиновой
кислоты, карбамида и борной кислоты, затем добавляют одноатомный спирт - бутиловый
или изопропиловый, двухатомный спирт - этиленгликоль, диэтиленгликоль или пропиленгликоль, поверхностно-активное вещество - ОП-7 или ОП-10, фосфат щелочного металла - тринатрийфосфат, триполифосфат натрия или триполифосфат калия и олигоэтоксисилоксан - этилсиликат или тетраэтилсиликат, и осуществляют диспергирование.
Сущность изобретения заключается в следующем. За счет составляющих компонентов
в газообразователе осуществлена интенсификация диспергирования алюминиевых частиц
не в ущерб их активности, достигнута смачиваемость газообразователя и активизирован
процесс газовыделения, создан кислотно-щелочной баланс пасты, обеспечивающий длительность ее хранения. В итоге за счет выбора недорогих и недефицитных составляющих
получен газообразователь (паста), удобная в применении с прогнозируемыми и стабильными свойствами. Использование в качестве жидкой среды продуктов нефтепереработки
(например уайт-спирта - продукта вазгонки бензина) [2], хотя и служит защитной средой
от окисления алюминиевых частиц при их диспергировании, однако газообразователь в
дальнейшем не смачивается водой, как показали эксперименты (сост. 1, 2, таблица), даже
в присутствии гидрофилизатора ОП-10. Эффективность ввода в состав газообразователя
продуктов нефтепереработки из-за их доступности и невысокой стоимости может быть
положительной (2-10 %) на первой стадии диспергирования для более равномерного наволакивания ПАВ (гидрофабизаторов в виде стеариновой и/или олеиновой кислоты), карбамида и борной кислоты. При содержании нефтепродуктов, выходящих за граничные условия, свойства газообразователя невысокие (сост. 3, 4, таблица).
Многоатомный спирт (глицерин, этиленгликоль, диэтиленгликоль, пропиленгликоль,
триэтаноламин и др.), вводимый в газообразователь, является жидкой средой для эффективной активации алюминиевых порошков, является регулятором структуры поробетона.
При использовании их с такими ПАВ, как сульфанол, ОП-7, ОП-10 способствует снятию
жировой пленки стеариновой и/или олеиновой кислоты, обеспечивает смачивание газообразователя при растворении водой.
Одноатомный спирт (бутиловый, изопропиловый), выполняя роль защитной от окисления жидкой среды, также интенсифицирует процесс диспергирования. В нем легко растворяются другие компоненты пасты, может легко подвергаться возгонке при снижении
влажности пасты.
Многоатомный спирт (глицерин), также как и одноатомный (бутиловый спирт), обеспечивают устойчивость окисной пленки в нейтральной среде и кислой с рН (6-4,5).
Использование в качестве жидкой среды смесей из одно- и многоатомных спиртов в
заявливаемых количествах в наибольшей степени способствуют как интенсификации помола, так и формированию свойств газообразователя, чем использование каждого типа
спирта в отдельности (сост. 4, 5, таблица). При меньшем, выходящем за граничные условия содержании спиртов, свойства газообразователя невысокие. Введение большего количества (выходящего за граничные условия) содержания спиртов экономически нецелесообразно.
3
BY 10854 C1 2008.06.30
Стеариновая и/или олеиновая кислоты являются сильными ПАВ, используемыми в
качестве гидрофобизаторов на стадии предварительного диспергирования. Они существенно интенсифицируют процесс диспергирования, защищают поверхность алюминиевых
частиц от окисления, снижают опасность взрыва.
Наиболее высокие свойства газообразователя достигаются при содержании ПАВ: в
виде гидрофобизаторов (стеариновой и/или олеиновой кислоты) - 1-2 %, гидрофилизаторов (ОП-7, ОП-10) - 1-3 %. Причем распределение ПАВ, выполняющих роль гидрофобизаторов, и ПАВ, выполняющих роль гидрофилизаторов, должно быть в пропорции 1:1, 1:2
(таблица). Дальнейшее их увеличение не приводит к заметному повышению свойств.
Целесообразным является их применение в виде концентрата при смешивании с небольшим количеством продуктов нефтепереработки - углеводородов в виде уайт-спирита,
бензина, лигроина, керосина, солярки, что обеспечивает более равномерное защитное покрытие поверхности окисления.
Силикаты и фосфаты (тринатрийфосфат, триполифосфат натрия), а также силикаты
(этилсиликат, тетраэтилсиликат) являются ингибиторами коррозии алюминиевых частиц.
При заявляемом их содержании обеспечивается кислотно-щелочной баланс с рН ~7. Они
также, как и карбамид, нейтрализуют кислотный баланс, устраняют брожение, обеспечивают газообразователю длительность хранения.
Фосфаты активизируют процесс газовыделения. Чрезмерное (более 2 %) их содержание незначительно уменьшает активность газообразователя.
Для более эффективного процесса ингибирования содержание фосфатов и силикатов
составляет 0,5-2,0 %.
Карбамид является интенсификатором диспергирования не в ущерб его активности.
Ускоряет твердение бетона. При смешивании с многоатомными спиртами (этиленгликоль)
отмечено повышение активности алюминиевого газообразователя, что возможно связано с
его дополнительным прямым взаимодействием с этиленгликолем с повышением температуры >600 °C, дополнительным образованием газов с виде СО2. С использованием карбамида повышается рН, что делает среду газообразователя нейтральной.
Добавки борной кислоты Н3ВО2 способствуют охрупчиванию алюминиевых порошков на стадии предварительного диспергирования (за счет образования борной фазы АlВ2,
AlB12).
Оптимальным содержанием карбамида и борной кислоты, вводимых на первой стадии
диспергирования, следует считать 1-4 % и 1-3 %. Их отсутствие и содержание ниже граничных значений не дают эффекта при диспергировании частиц требуемого размера. Более высокое содержание не приводит к улучшению свойств газообразователя.
Для получения алюминиевого газообразователя заявляемого состава предлагается опробованный на практике способ. Алюминиевые порошки, полученные из стружки АК5М4
ГОСТ1583-93, размером менее 500 мкм, стеариновую кислоту, олеиновую кислоту, карбамид, борную кислоту последовательно вводили в нагретое до 40-60 °С соляровое масло
(солярку), затем загружали в шаровую мельницу МБЛ-2. Одновременно загружали стальные шары (сталь ШХ) диаметром 20-40 мм. Процесс диспергирования вели в течение
2-5 часов. Затем полученную массу загружали в бисерную мельницу с диаметром шаров
3-10 мм, добавляли глицерин, изопропиловый спирт, ПАВ-ОП-10, триполифосфат натрия,
этилсиликат и подвергали диспергированию в течение 1-5 часов. После удаления шаров
полученный газообразователь (паста) исследовался на активность и кинетику газовыделения, с ее использованием получали образцы поробетона.
Поробетон получали формовкой следующего состава, мас. %: известково-песчаное
вяжущее - 83, цемент - 9, песок - 8. Расход газообразователя из вторичных алюминиевых
сплавов составлялся из расчета содержания активного алюминия пудры ПАП-2, добавляемой в поробетон в количестве 0,45 % массы сухих компонентов [3]. Свойства алюминиевой пасты - время выделения водорода (мин) и предел прочности при сжатии (МПа)
получаемого поробетона сведены в таблице.
4
BY 10854 C1 2008.06.30
№
п/п
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Содержание компонентов, мас. %
Свойства
Стадии
ПродукОдноПАВ 2
Время Предел
МногоБорная
Алюми- дисперты нефатом- гидро- гидроКарба- Фосфа- Силивыде- прочн. Примечания
атомный
кислониевый гироватепереный фобиза- филизамид
ты
кат
ления сжатия,
спирт
та
порошок ния
работки
спирт
Н2, мин МПа
торы
торы
10
2
64
1
10,7
1,7
20
5
2
1
2
1
1
2
2
2
75
1
9,1
1,6
5
10
2
1
2
1
1
2
1
2
84
1
15,4
1,1
4
4
2
1
2
1
1
2
15
2
51
1
13,1
1,2
25
2
1
2
1
1
2
15
2
63
1
12,9
1,2
15
2
0,5
0,5
1
1
2
5
1
1
1
59
1
10,1
1,6
15
10
4
2
2
2
5
3
3
4
58
1
9,7
1,7
Неоднор.
15
10
1
0,5
0,5
2
структ.
5
3
60
1
9,9
1,5
15
10
3
1,5
2
0,3
0,2
2
5
47
1
10,0
1,3
Плохо
15
10
6
4
6
4
3
2
смачив.
5
0,5
2
63
1
13,8
1,7
15
10
0,5
2
1
1
2
5
1
1,5
2
52
8,9
1,9
15
10
1
1,5
1
50
2
48
14,8
1,5
Не смачив.
-
5
BY 10854 C1 2008.06.30
Источники информации:
1. А.с. СССР 425872, 1972.
2. Патент RU 2134665, МПК С 04 В 22/04. Способ производства водной алюминиевой
пасты. - Опубл. 1999 // Бюл. № 23.
3. Волочко А.Т., Богданова Н.П. Исследование свойств газообразователя на основе
вторичных алюминиевых сплавов для производства поробетона // Весцi НАН Беларусi.
Сер. фiз.-тэхн. навук. - 2004. - № 3. - С. 44-48.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
108 Кб
Теги
by10854, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа