Дисперсия для изготовления изделий

Соез Соеетскнх Соцмалмстмцескнх Ввсяубпнк(51) М, Нл,(22) Заявлено 19.11.73 (21) (23) Приоритет - (32 (31) (33) (43) Опубликована 25, 11. 78 С 04 В 15/О С 04 В 35/О С 04 В 43/О Государстееииый иаетет СССР ее делам изебретеиий и стерпит.Бюллетень М 53 662.998.88,8) 5) Дата опубликования описания 28.11.7 ностранецазухико КубЯпония)(72) Автор изобретения Иностранная фирма"Кабусики Кайся Осака Сейзосе (Япония) 7) Заявите 54 ДИСПЕРСИЯ пов омерио еииэ жно иэие с вылишь с и сушки,ющего. меют низя в ши рольф г/см дпя тепе рованные Полукийких 151 я енью усния раэм неоп 1 т в виде сфер0 мк, При прифер бопее рочность проченных иэ дис пьзуемый воппастонмер не бопее 15 оппастонитовых с удет снижаться и ных изделий, полу имеет разменении150 мкфипирова Изобретение относится к обпасти изготовпения иэделий, в том числе профипированных, из воппастонита, которые обпадают теппоизопяционными и огнеупорными свойствами.Известно изготовление термоизопяционных изделий иэ дисперсии, содержащей известь, реакционный кремнистый компонент, асбест и воду, в которую в период кристаллизации Вводят воппаст онит в ко пичестве 2-30 вес.% 1 . Однако издепия, попучаемые из такой дисперсии, обпадают недостаточной прочностью,Белью изобретения является повышение прочности иэделия.Это достигается тем, что дисперс вкпючающая воппастонит и воду, содержит не менее 50% по весу ф - воппас тонита в виде попых сфер размеро более 150 мк, а отношение воды к в пастониту равно 3-25.Кроме этого, дисперсия может содержать неорганическое и органическое во покно в количестве 2-25% от веса воппастонита, Кроме того, дисперсия та ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕПИ же может содержать глину в копичестве5-100% от веса воппастонита ипи цементв копичестве 3-20% от Ьеса воппастониПопые сферы на основе крис воппастонита могут легко и рав диспергироваться в водной сред пучающейся водной дисперсии м готовить профипированное издеп сокой механической прочностью помощью процессов формования причем без использования связучаемые при этом изделия и обьеллный вес, изменяющийс предепах, но не выше 0,45 что позвопяет испопьзовать их поизопяции, кроме того профили издепия обладают высокой степ тойчивости в отношении сохране меров,персий. Диаметры указанных сфер должны находиться и прэпелах 3-150 мк, предпочтительные диаметры - ЗО-ОО мм,Оболочка волластонитовой сферы состоит из кристаллов Волластонита, тесно 5сцепленных друг с другом, однако зтосцепление допускает достаточную водопроницаемость. Полость сферь может иметьредкие включения кристаллов волластонита, Кроме того, волластонитовая сфера,имеет большое число кристаллов, выступающих за пределы его поверхности.Кристаллы волластонита, образующиеполые сферы, содержат кристаллыф-волластонита в количестве 50 вес,% от обиего количества кристаллов волластонитв Предпочтительно, чтобы сферы состояли только из кристаллов ф - Волластонитадна ожт присутствовать и другойтип кристаллов Волластонита, т, е. крис-.таллы О; - волластонита, в количестведо 50 вес. % от общего количества кристаллов ВолластонитаУказанные волластонитовые сферыможно изготавливать например осредством сушки и дальнейшего обжига опреддденной суспензии на основе кристилов ксенолита при температуре от 780Одо 1 00 С, предпочтительно от 3.000до 3.100 С с тем, чтобы осуществитьО 30превращение кристаллов ксенолита и крисТалир ВОЛЛаСТОНИтарВодная суспензия на Основе кристалловксенолита отличается тем, что иглообразные кристаллы ксенолита диспергируютсяв воде и виде многочисленных агломератов, Эти агломераты имеюФ в основномсферическую подую структуру. ОболочкаСфДРЫ СОСТОИ ИЗ КРИСТВЛЛОВ КСЕНОЛИТарсцепленных друг с другом,Водная суспензия кристаллов коеолита может быть получена, например, путем нагревания с перемешиванием начальной водной суспензии кремнистого материала и извести в условиях сжатого па45ра, Количество извести, отнесенное к количеству кремнистого материала, котороепредпочтительно брать в молярном ОтноФшенин СВО:80, а именно в диапазоне0,8:1 и 1,3:1, Количество используемой50В начальной суспензии ВОды находится Втакой пропорции, чтобы по мере образования водной суспензии кристаллов ксенолита Весовое отношение количества су 55хих веществ к количеству воды было заключено В пределах 1:10 и 1:25.Величину давления пара следует Выбирать в пределахот 8 до 50 кг/смр а температура реакции равна температурд насыщения при давлеи 5 " пара в укаЗВНИОМ ЦИалаЗОЧЕрАгломерать, состоящие из крсталовксенолита, могут быть получены путемвысыхания водной суспензии кристаллов ксенолита, полученной указаннымспособом. При обжиге высушенных агломератов при те пературе в диапазонеО780-1200 С, предпочтитеп но в предеОлах 1000-3.3.00 С, кристаллы ксенолита,из которых состоят данные агломераты,превращаотся в кристаллы волластонитас образованием сфер на основе кристаллов волластонита.При температуре обжига, заклоченойприблизительно в граидах 780-3.100 С,ообразуютсч по отдельности кристаллы фоволластонита, а при температуре 1200 Си вьше кристаллы а 4 - Волластонита.При температурах в пределах от 1100одо 1200 С получается смесь кристалловф - волластонита ио - волластонита,количественное соотношение между которыми изменяется в зависимости от продОлжительности стадии ОбжигарОбъемный вес изделия, сформованногоиз дисперсии волластонитовых сфер, заВисит от давления, приложенного во время формования. Количество воды в дисперсии должно бытьпо крайней мере, таким,которое необходимо для заполнения областей внутри сфер, Обычно количество Во,-д пРевышает общий вес сУхих веществв несколько раз, а именно, от 3 до 25раз, предпочтительно от 10 до 15 раз.Итак, из водной дисперсии путем прессования В формах и последующей сушкиможно легко изготовить профилированноеизделие, которое имеет невысокий Объе 5 ный Вес и высоку 0 степень ьеханическойпрочности. Данная водная дисперсия необязательно должна быть таковой, чтобывсе кристаллы волластонита образовывали сферы с диаметром до 150 мк, онаможет содержать и некоторое количество,сфер с диаметром выше 150 мк,Хорошие результаты достигаотся сиспользованием такой дисперсии, в которой сферы с размером .до 150 мк сбставляют от 80 до 100 вес,% от общего количества кристаллов волластонитов, присутствующих в данной дисперсии, Крометого, если, по меньшей мере, 50 вес,%кристаллов волластонита, формирующиеукаэанные сферы, представляют собойКрнстаЛЛЫ ф - ВОЛЛастОНИта, тО таКжЕвозможно получение механически прочно 6 З 465 сГО ПРОфЕЕЛИгОВЙ ННОГО ИЗД 8 ГИЯ ИМ ЕЕОЩего невысокий объемный Вес, с помощью про- ВедееееЕЯ проц 8 ссОВ ф 00 мирОВания и сушкиДЛЯ УЛУ 1 ШЕНИЯ СВОЙСТВ ПР 11 филиРОВЙН- ного изделия в водную дисперсию, пред; 3 ложенную В данном изобретении мОГут бЫТЬ ДобавЛ 8 НЫ ггЙЗЛИЧНЫ 8 УСЕЕЛЕ 113 ЙЮЕПИ 8 материалы, Так например, для уьеличения механической прочности 11 зделеЕЯ можно использовать неорганические 11/или органические волокна, В качестве приме- рОВ неорга 1 еееческих Волокон мОжнО назВатЬ аСбеСтМЕЕИЕРЙЕП НУЮ СИЛНКЙТНУЮ Еыерсть стекловолокно и т, д, В качестве примеров органических волокон можно УКЙЗЙТЬ На ПУЛЬПУ ДРеаеСНЫЙ ПОРОШОК попиамндное волокно, полизфирпое Волокно и т,п 3711 Волок 11 Й используеот В коф личестае приблизительно От 2 дО 25 аес,% предпочтительно 07 2 до 3 5 аес.% От ве 20 са волластонита в данной 11011 ерсии,КРОМ 8 ТОГО ДЛЯ УЛУПП 8 БИЯ В Ж 8 ЛЙЕ мом изделитеплостойкости в данную дисперсию могут быть добавлены некио 25 рые разновидности глин, например, бентонит, каопин, пирофиллит, огнеупорная глина И т Д ЪКЙЗЙБНЫ 8 РЙЗНОВИДНОСТИ Глин обычно используктся в ко 111 честве от 5 до 100 Вес, %, предпочтительно от 8 до33 30 Вес,% от веса волластонита а дисперсии, Помимо етого, в дисперсию могут быть Введены т цементы В количестВе приблизительно От 3 до 20 Вес,% п 08 дпочтительно 07 5 до 15 Вес,ж От В 8 4 Са волластонита благодаря чему увеличиВается твердость поверхности и плотнОсть изделия. Из указанных Добавок можно использовать только одну ипи, по крайней мере, дае цобавки.40При изготовлении профилированного ИЗД 81 ЕЕЕЯ. ИЗ Пр 8 ДЛЙГаомой ВОДЕой ДИСП 8) сии, дисперсию первоначально формуют до получения необходимой формы, например блока, трубы, плиты, колон 11 Ы и пос 1 добной желаемой конфигурации н затем ероизводят сушку чтобы удалить из из ДЕЛИЯ ОСНОВ 1 ую 1 ЙСТЬ Н 8 СВЯЗЙННОЙ ВОДЫ; ПриГОдны различны 8 способы формОВЙ ния, однако прееиЕОчтение можно отдать фильтровому прессоаанепо в формах. Фильтровое прессование а формах заключается В ПОМ 8 Щ 8 НИИ ДИСПЕРСИИ В МЙТРЕЕПУ ИМ 810 с шую желаемую форму и множество небольШЕЕх ОтВерстий и посл 8 дующем прессоаа НИИ ДИСП 8 РСИИ С ПОМОЩЬЮ ПУЙНСОНЙ С Т 8 М чтобы удалять излишки воды до тех пор пока не будет образована масса, сохраняющая свою форму без поддерж 1 ее 1 (самонесущаяся 11 асса), Кроме того, если дисперсия со 1 еерж 117 пульпу, ее формуют в виде листа котОрый затем подвергают пресс 0130 Н 31 ю до получения профилнрован- НОГО изделия В Виде., Оолее тонких листОВ с пом 01 ць 10 бумагоделательной машины и, наконец, просушивают их до получения ГОТОВОГО изделеЕЯ Сушку можпО ПРОизВО деть при давлении и температуре окружйеощего Воздуха однако для ускорения сушЕи можно применить пониженное даВление,Полученное указанным способом профилированное изделие отличается особойСг-РУКТУРОй СОДЕРжаЩЕй ПОЛЫЕ СФЕРЫ,/связанные друГ с другом и спр 8 ссоааннь 18 в направлении приложеннОГО В проПВСС 8 гЕЗООМОВЙНИЯ цааЛСНИЯ. ТО ЕСТЬ СфЕОЫ В 11 роф 1:11 и ров ПИНОМ ИЗделги 11 СЖЙТЬЕ Вбольп 181 илн меньшей степени, по крайнеймере, В Одном направлении, Обусловленном НаЕРЙВ 118 Н 118 М ПРИЛОЖ 81 ПЕЯ ДЙВЛ 8 НПЯв пропессе формования, Поскольку полыеО.ры являются,цовольно прочным материалом. Они не будут дробиться, если неподаерГсгть пх слишкОм бос 1 ьшому давленпю В процессе формоаания. Обычно объем 11 ый ВСС ПРО 1 ИЕП 11 ОВОННОГО ИЗД 8 ЛИЯ ЗавиСИТ ГЛЙВНЫМ 06 РЙЗОМ ОТ В 81 ПЕЧИЕПг 1 ПРНложенного при формоаании давления тоесь, чем ЕШХЕе при формование 1 дав 31 енпе781 Ннжсг ОбъемИ Ей ВЕС И НЙОбОрот бОПЬ,Ш 08 Дав;ганне 3 ПРОДЕСС 8 фОРМОВЙНИЯ ПРИдводит к большому значению объемноговеса,П р н м е р 1, К 3200 частям воды цооавпя.ш 49 частей обожженной извести. Ь полученный раствор гашеной извести ДОбааВЕПН пут 8 м п 8 ремешиаания 53. часть коемнис 1 Ого П 8 ска про 1 еущенного через ситО с;3 азмером ОТВ 8 рстпя О 2 О меш и содерА 01 еего 97 вес % е 0еЛЙЕфццаи Оя чбму пгмчали начальную суспензпю КОТОРая СОД 8 РЖЕ 17 ГсйШ 8 Н 10 ИЗВ 8 СТЬ И КреМЕБЕС"ЫЙ песОК ЕЕОлуЧенн 310 СЗСП 8 НЗИЮ помеЕпали В автоклав и ИЙГревап 1 с не ПР 8 РЫВ 11 г 1 М ПЕР 8 МЕЕПИВЙНИЕМ ПРИ ТЕМПЕРЙ 0туре от 3.91 до .98 С при стандартном/ даВПЗЕИ 1 Н пс 1 ра От 3.2 до 14 кгсм" Б течешге 4 ч в РезУльтате чеГО бь 1 ла получена Водная суспензия сОдержащая мно ГОЧНСЛЕНПЫ 8 аГПОМ 8 Раты СОСтОЯЩИ 8 ПЗ КРИСТЙ 01 ОВ КСс, НОЛПТЙПЕШ 1 с 181 ПЕЙЯ таким Обаэом сусп 8 нзпя соцержащая множество агломератов, диспергирована в Воце, а агломераты в Основном сферической формы, имеют диаметр От 40 по 1,50 мк н состоят из пг(аохп 1 н 7лообразпых кристаллов ксенолита, пространственно ьзаимосвязанных между собой.Дах 1 ее получегшую сусненз 11 ю высушивали до получе 1 шя сухих агломератов наОснове крпстах 1 лов ксенолита В дах 1 ьней 5шем высушенные агломераты обяя 1 гапи взлектрической печи при температурео.х.000+, 3.00 С в течение 3-х часов, врезуххьтате чег.О кристаллы ксе 11 Ох 1 итапревра 1 цались в кристалхы Я = вох 1 х 1 астоО1 шта с образованием полых сфер на осноВе кристаллов ф вох 1 лястоеита Бо время гроведенпя обжига не наблюдалосьзначительного разрушения или усадки указанных сфер, состоя 1 цих из кристапловфволластоп 11 та,Полые сферы на основе кристах 1 х 1 ов 6 волластонита, полученные указанным способом диспергируются в воде вместе сдобавками, пр 11 веде 111 п 1 ми в табл, 1, образуя водные дисперсии содергкяш 1 е множество указанных полых сфер, диспергированных в них. Количество используемойводы берут в 1,0-ти кратном размере отобщего количества сухих веществ, содергкап 1 ихся в дисперсии,Приготовлеш 1 ую дисперсию помеща 1 отв матрицу, имеющую множество отверстий,и прессу 1 от под действием пуансона дополучеи 11 я профип 11 рованиой массы,Сформованную массу удаляют из матрицыи просуп 111 вают в калорифере при 190 С.Показатели механической прочностии теплостойкости указанных изделий приведепы в табл, 2.П р и м е р 2. Высун 1 енные агломераты из кристаллов ксенолита, полученные тем гке способом, который рассматривался в примере 1, обжигали приЯ3.3.50+,"1.0 С в течение 3 ч. Установлено,что преобладающая часть полученныхсфер представляет собой кристаллы фволласт 011 ита и незначительная их часть являетс 11 кристаллами д; -волластонита,Полученные указанным выше способом сферы диспергировались в воде, к которой добавлялись также примеси, указанные в табл. 3, Полученные в результате 598дисперсии сферы формовали и высушивали по способу, который рассматривался в примере 1..В табл, 3 приведены физические свойства полученных профилированных изделий. П р и м е р 3, К 560 ч воды добавпяли 47. ч обогкжеиой извести и попученный раствор гашейой извести смешивали с 53 ч силикатного материала,диспергируемого в 320 ч воды, Этотсиликатный материал представлял собойпродукт, полученный в процессе образования металлического кремния и содержащий аморфную кремниевую кислоту, вкоторой в качестве основной составнойчасти является б 1 О в количестве92 вес.%, а средний размер частиц егосоставляет 0,2 мк, Указанную смесьразбавляли 1520 ч воды и полученнуюводную суспензию помещали в автоклави нагревали в нем при непрерьивном перемешивании при 191 С в условиях сжатого пара с давлением,х.2 кгххсм" в течение 8 ч, В результате это 1 о получаливодную суспензию, содержащую множество агломератов с диаметрами в пределах3-30 мк, которая состояла из кристаллов ксеногц 1 та, взаимоевязанных пространственно друг с другом,Полученную суспензию высушивали до получения сухих агломератов. Высушенные агломераты в дальнейшем нагревали при ОООО С в течение 3 ч, в результате чего были получены полые сферы на основе кристаллов ф - волластонита. Изготовленные указанным способом сферы диспергировались в воде, к которой добавлялись добавки (см. табл. 4).Полученные дисперсии формовали и просушивали по способу, которой рассматривался в примере 1, получая в резуль тате профилированпые изделия, обладающие физическими свойствами, указанными в табл. 4,а н и е. Количество добавляемых примесей ых процентах из расчета обшего количества ухих в Таблица 2 0,18 0,20 37,8 34,5,0 у 7 с 0 е обжига соответствуютри 1050 С в течение Эчоуют обжигу при 1000 С в теП р и м е ч а н и е, Свойства изделия пос свойствам образцов 1-3, обожженных а свойства образцов 4 и 5 соответств чение 3 ч. лица 3 счета общего+Количество примесей с количества сухих вешест ветствует весовым процентам изв начальной диснерсин. м изделий, обожженных+Свойства после обжиг при 1100 С в течени 3 Каолин4 Бентонит5 Бентонит э 2 э 3 4 0 6,3 7,523,1 э 320,5 3,6 14,3 0,1 0,5634659 Таблица 4 8 6 3 019 38 0,2 9 10 3 2 019 60 0,08 10 10 3 2 0,37 15,0 0,17 3,6 Количество примесей соответствует весовым процентам из расчета общего количества сухих веществ в исходной дисперсии,ф фСвойства после обжига соответствуют свойствам изделий, обожженныхопри 1000 С в течение 3 ч.Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я кое волокно в количестве 2-2 Составитель Л, ЧубуковаРедактор А. Морозова Техред К. Гаврон Корректор А. Власенко Заказ 6624/2 Тираж 709 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по дедам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская набд, 4/5Филиал ППП ф 11 атент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 1, Дисперсия для изготовления изделий. включающая волластонит и воду,отличающаяся тем,что,сцелью повышения прочности изделия, онасодержит че менее 50% по весу 5волластонита в виде полых сфер размером не более 150 мк, а отношение водык волластониту равно 3-25,2. Дисперсия по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она дополнительно содержит неорганическое или органичес 5% от веса Волластонитяе3. Дисперсия по и, 1, о т л и ч а ю 25 щ а я с я тем, что она дополнительносодержит глину в количестве 5-100% отвеса волластонита,4, Дисперсия по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она дополнительно30 содержит цемент в количестве 3-20% отвеса волластонита,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе;1, Патент СССР291439,35 кл, С 04 В 15/06, 1966,