СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШПАТЛЕВКИ Российский патент 2004 года по МПК C09D5/34 C09D101/26 

Изобретение относится к области получения строительных материалов, а именно шпатлевочных составов, представляющих собой высоконаполненные пасты, используемых в строительстве для внутренней отделки помещений, и может найти широкое применение в области производства и модернизации производств подобных составов.

Известен способ получения шпатлевки, защищенный патентом РФ №2167177, опубл. 2001 г. В соответствии с известным способом в воду вводят 0,24-0,3 мас. ч. пластификатора, смешение осуществляют в аппарате с мешалкой со скоростью 180 об/мин и при постоянном перемешивании в том же режиме в раствор последовательно вводят карбонат кальция в количестве 50-70 мас.ч., глину 1-5 мас.ч., слюду 1-11 мас.ч., гидроксиэтилцелюлозу и гидроксипропилметилцеллюлозу по 0,1-0,5 мас.ч. и латекс или водную дисперсию полимеров 1,5-10 мас.ч.; после перемешивания дополнительно добавляют воду до достижения вязкости 38000-655000 мПа·с. При частном случае осуществления способа полученную композицию с целью увеличения ее плотности вакуумируют в течение 10-30 мин до 0,05-0,2 атм. Данный способ не может обеспечить гомогенизацию получаемой шпатлевки, а следовательно, ее высоких технологических и эксплуатационных показателей. Кроме того, данный способ предусматривает периодический анализ технологических проб на вязкость для расчета требующегося количества воды для достижения заданной вязкости, что значительно усложняет процесс и снижает его производительность.

Наиболее близким решением к заявляемому является способ получения шпаклевки для отделочных работ, описанный в авторском свидетельстве №649733, опубл. 1979 г. Способ заключается в приготовлении водного раствора натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы концентрацией 4%, его смешении с водным раствором хозяйственного мыла в качестве поверхностно-активного вещества (далее - ПАВ), талловым пеком, мелом и последующем перетирании на краскотерке. Для получения качественного продукта данный способ должен включать стадии просеивания и замачивания мела, что связано с известными технологическими трудностями, однако даже использование просеянного и замоченного мела, многократное перетирание не могут обеспечить равномерное распределение компонентов в составе, способ не может обеспечить необходимую гомогенность и пластичность материала, вследствие чего полученная шпатлевка не может быть применена для высококачественной внешней отделки поверхностей. Кроме того, способ отличается высокой продолжительностью, низкой эффективностью и трудоемкостью.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является отработка режимов и аппаратурное оформление непрерывного способа получения шпатлевки, представляющей собой высоконаполненную водную систему, обеспечивающих быстрое и качественное смешение жидкой и твердой составляющих и, таким образом, высокие технологические и эксплуатационные показатели получаемого продукта.

Техническим результатом заявляемого изобретения является сокращение продолжительности получения шпатлевки при использовании в качестве наполнителя мела различного помола в состоянии поставки, повышение адгезионных показателей получаемой шпатлевки, улучшение качества внешней отделки при нанесении шпатлевки на поверхность, в частности, при выравнивании и исправлении дефектов поверхности.

Технический результат достигается тем, что согласно заявляемому способу вначале готовят водный раствор, состоящий из простого эфира целлюлозы, хозяйственного мыла в качестве ПАВ, различных целевых добавок (в частности, добавок, повышающих стойкость к появлению грибковой микрофлоры), после чего осуществляют подачу приготовленной смеси одновременно с подачей мела в непрерывнодействующий проточный двухшнековый смеситель, характеризуемый определенным количеством зон интенсивного напряжения сдвига. Указанные зоны создаются специальными рабочими элементами, расположенными на валах двухшнекового смесителя (шнеки с правой и левой нарезкой и различным шагом, трехгранные кулачки, диски). Проходя через зоны интенсивного напряжения сдвига, перерабатываемая смесь приобретает пластичность и гомогенизируется. Возникающие в перерабатываемой смеси напряжения сжатия и сдвига увеличивают интенсивность смешения жидкой и твердой составляющей смеси, создают условия для расщепления частиц мела средних и крупных фракций, что увеличивает поверхность контакта и распределение простого эфира целлюлозы, хозяйственного мыла и целевых добавок относительно мела. Максимальный эффект достигается при осуществлении обработки материала в трех зонах интенсивных напряжений сдвига, при этом в первой зоне происходит грубый размол мела, во второй зоне - смешение составляющих, в третьей зоне - гомогенизация смеси.

Количество зон интенсивных сдвиговых усилий от 1 до 3 обусловлено фракционным составом используемого мела и его количеством.

Достигаемая скорость сдвига от 300 до 100 с^-1 обусловлена количеством вводимого мела.

Исключительно равномерное распределение водного раствора простого эфира целлюлозы в твердой фазе мела повышает гомогенное состояние получаемой шпатлевки. Гомогенный характер смешивания составляющих шпатлевки с предварительным переводом мела в мелкодисперсную фазу обеспечивают большую площадь смачивания общей поверхности микрочастиц мела водным раствором эфира целлюлозы, что улучшает внешний вид отделки при использовании шпатлевки и повышает ее прочностные (адгезионные и когезионные) показатели.

Преимущественное применение в качестве простого эфира целлюлозы гидроксиэтилцеллюлозы в заявляемом способе перед остальными применяемыми для получения известных составов простыми эфирами целлюлозы обусловлено улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками получаемой шпатлевки, обеспечивающей получение качественного поверхностного слоя на неоштукатуренных поверхностях с высокими адгезионными и когезионными показателями. Для осуществления изобретения в качестве простого эфира целлюлозы также могут быть использованы, в частности, метилцеллюлоза, натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы.

Способ получения шпатлевки осуществляется следующим образом. Первоначально готовится водный раствор, состоящий из воды (34,3-41 мас.ч.), простого эфира целлюлозы (0,3-3,2 мас.ч.), хозяйственного мыла (0,2-2,5 мас.ч.) и целевых добавок (0,1-0,2 мас.ч.), который затем подается в непрерывнодействующий проточный двухшнековый смеситель. В смеситель одновременно из расходного бункера подается мел (58-70 мас.ч.). Соотношение массовых расходов приготовленного водного раствора и мела регулируется плавным изменением подачи водного раствора с помощью насосов.

Непрерывнодействующий проточный двухшнековый смеситель имеет два вала, вращающихся в одном направлении, на которых укреплены шнековые, кулачковые и дисковые элементы, находящиеся во взаимном зацеплении. Зазор между внутренней поверхностью корпуса смесителя и элементами - минимальный, что обеспечивает хорошее смешение и перетирание жидких и сыпучих компонентов при одновременной самоочистке смесителя. Общее время нахождения композиции в смесителе составляет от 5 до 10 с.

Заявленный способ с применением непрерывнодействующего проточного двухшнекового смесителя позволяет организовать высокоэффективный метод производства.

Получаемая шпатлевка представляет собой белую пастообразную массу, которая при нанесении на поверхность образует тонкий ровный слой без отслаивания и образования трещин; жизнеспособность полученной шпатлевки - 300-400 суток, время высыхания 1,0-1,5 ч.

Оценка преимуществ заявляемого способа проводилась путем измерения среднего размера частиц дисперсной фазы и адгезионной прочности полученной шпатлевки в режиме сдвига на деревянных и металлических образцах.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Готовят водный раствор метилцеллюлозы концентрацией 1,0% и водный раствор мыла хозяйственного концентрацией 0,3%, туда же вводят хлорамин в количестве 0,05 мас.ч. на 100 мас.ч. водного раствора. Приготовленный водный раствор и мел непрерывно дозируются в непрерывнодействующий проточный двухшнековый смеситель типа АШ с одной зоной интенсивного напряжения сдвига; достигаемая скорость сдвига в указанной зоне - 300 с^-1; время пребывания в указанной зоне -1 с.

Пример 2

Готовят водный раствор натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы концентрацией 1,0% и водный раствор мыла хозяйственного концентрацией 0,3%, туда же вводят буру в количестве 0,1 мас.ч. на 100 мас.ч. раствора. Приготовленный водный раствор и мел непрерывно дозируются в непрерывнодействующий проточный двухшнековый смеситель типа АШ с двумя зонами интенсивного напряжения сдвига; достигаемая скорость сдвига в указанной зоне - 300 с^-1; время пребывания в указанной зоне-1,5 с.

Пример 3

Готовят водный раствор гидроксиэтилцеллюлозы концентрацией 1,0% и водный раствор мыла хозяйственного концентрацией 0,3%, туда же вводят хлорамин в количестве 0,1 мас.ч. на 100 мас.ч. раствора. Приготовленный водный раствор и мел непрерывно дозируются в непрерывнодействующий проточный двухшнековый смеситель типа АШ с тремя зонами интенсивного сдвига; достигаемая скорость сдвига в указанной зоне - 1000 с^-1; время пребывания в указанной зоне - 2 с.

Пример 4 (в соответствии с прототипом)

Взвешивают расчетные в соответствии с примером 3 количества натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы, мыла хозяйственного, хлорамина и воды и перемешивают в емкостном реакторе с мешалкой. Расчетное количество мела просеивают и замачивают в воде. Приготовленный раствор смешивают с мелом, и далее смесь поступает на краскотерку жерновую СО-110 А, предназначенную для перетирания меловых паст. После перетирания на краскотерке получают готовый продукт.

В таблице приведены свойства шпатлевки, полученной в соответствии с заявляемым способом и способом в соответствии с прототипом.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1. Патент РФ №2167177, опубл. 2001 г.

2. Авторское свидетельство СССР №649733, опубл. 1979 г.

Изобретение относится к области получения строительных материалов, а именно шпатлевочных составов, представляющих собой высоконаполненные пасты, используемых в строительстве для внутренней отделки помещений, и может найти широкое применение в области производства и модернизации производств подобных составов. При получении шпатлевки сначала готовят водный раствор, состоящий из простого эфира целлюлозы, преимущественно гидроксиэтилцеллюлозы, мыла хозяйственного, целевых добавок, после чего осуществляют его подачу одновременно с подачей мела в непрерывнодействующий проточный двухшнековый смеситель, в котором чередуются зоны интенсивных напряжений сдвига, с количеством указанных зон от 1 до 3; достигаемая скорость сдвига в указанных зонах равна 300-1000 с^-1, суммарное время пребывания в этих зонах равно 1-2 с. Технический результат - сокращение продолжительности получения пшатлевки при использовании мела различного помола в состоянии поставки, повышение адгезионных показателей получаемой пшатлевки, улучшение качества внешней отделки при нанесении пшатлевки на поверхность. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения шпатлевки путем перемешивания водного раствора простого эфира целлюлозы, хозяйственного мыла и целевых добавок с мелом, отличающийся тем, что перемешивание осуществляют в непрерывнодействующем проточном двухшнековом смесителе при чередовании в смесителе зон интенсивных напряжений сдвига, при этом количество зон, в которых обеспечиваются интенсивные сдвиговые усилия, равно 1-3, достигаемая скорость сдвига в этих зонах равна 300-1000 с^-1, а суммарное время пребывания в этих зонах равно 1-2 с.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве простого эфира целлюлозы используют гидроксиэтилцеллюлозу.