СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСИЛИКАТНОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК C04B28/26 C04B40/00 

Изобретение относится к производству легковесных строительных материалов, а именно к производству пеносиликата типа пеностекла. Материал может быть использован в качестве эффективного теплоизоляционного материала в строительных конструкциях.

Пеносиликаты вообще и пеностекло, в частности, как блочного, так и гранулированного типа, являются неорганическими силикатными материалами, содержащими в своем объеме значительные количества газовой фазы. Существуют различные принципиально отличающиеся технологические подходы в получении пеносиликатом при газовыделении непосредственно в толще сформированной композиции. Причем процесс газовыделения при высоких температурах может быть основан как на реакциях специальных добавок, так и на выделении паров кристаллизационной и химически связанной воды.

Так для изготовления пеностекла используют специальные газообразователи. Обычно процесс изготовления пеностекла заключается в изготовлении шихты, состоящей на 95÷97% из порошка стекла и на 5-3% из газообразователей (карбонатных, например, известняка или углеродных, например, древесного угля, кокса, сажи), нагревании шихты до температуры пиропластичного состояния силикатов. При этой температуре зерна стекла спекаются, а образовавшиеся в результате разложения газообразующих добавок газы вспучивают высоковязкую стекломассу. После отжига и охлаждения получается пористый материал с высокими теплоизоляционными свойствами и большой механической прочностью [1]. Общие вопросы получения пеностекла, в том числе и гранулированного, описаны в монографиях [2, 3]. Температура вспенивания пеностекла обычно лежит в пределах 750÷900°С.

Другим способом является термообработка стеклообразных силикатов, содержащих в своем составе воду, которая при высоких температурах переходит в газообразное состояние и вспенивает силикатную основу. Сырьем в данном процессе могут быть как природные, так и синтетические водосодержащие материалы. Примером такого природного силиката является перлит, содержащий 1,5÷10% (мас.) структурной воды. Термообработка такого материала позволяет получить легковесный теплоизоляционный материал - вспученный перлит [4].

Для получения блоков теплоизоляционного материала возможно использование гранулированного теплоизоляционного силикатного материала, например вермикулита, как предлагают авторы патента [5]. В этом случае использование силикатной связки позволяет формовать блоки требуемого размера и формы, а обезвоживание силиката связки происходит при температурах 100-350°С.

Исходная силикатная композиция может быть получена искусственным путем. В этом случае чаще всего удается избежать энергоемкой и технологически затратной операции получения высокодисперсных порошков стекла. Основой сырья при таких технических решениях служат водорастворимые силикаты, причем чаще всего силикаты натрия. Получение растворов силикатов натрия обычно осуществляется по схемам синтеза технического продукта - жидкого стекла, либо растворением оксида кремния (чаще аморфного типа) в крепком растворе щелочи или автоклавным растворением предварительно сплавленною силиката (силикат-глыбы). В дальнейшем водный раствор силиката натрия тем или иным способом переводится в гель, например добавлением кислот или сильных электролитов, и полученный материал подвергается термической обработке, при которой из него удаляется вода и продукт вспенивается, значительно увеличивая свой объем. В этом случае, если термообработка материала производится в жесткой металлической форме, то при вспенивании материал заполняет весь объем формы, образуя блоки заданной конфигурации.

Другим вариантом получения блоков легкого пеносиликата является смешение готового гранулированного легковесного силиката, например вспученного перлита или вермикулита, с какой либо связкой, отверждение композиции с получением требуемых блоков. Оба описанных подхода к получению легковесных силикатов нашли отражение в многочисленных технических решениях.

Так общие принципы получения легковесных материалов блочного типа при использовании различных вяжущих материалов на основе гранулированных вспученного перлита и вермикулита описаны в литературе [6]. Примеры конкретного изготовления легковесных изделий могут иметь определенные отличия как в составе исходных материалов, так и в технологии их обработки.

Например, в патенте [7] вспученный вермикулит смешивают с жидким стеклом, молотым доломитом и другими добавками, уплотняют массу с коэффициентом сжатия 2-3. Сушку сырых плит осуществляют в два этапа, причем на заключительном этапе используют для нагрева СВЧ-излучение.

Как отмечалось выше, одним из путей получения вспененного силиката в виде блоков или плит является термообработка в жестких формах предварительно переведенных в гелеобразное состояние силикатов натрия с различными добавками. Часто для получения силиката натрия с необходимым отношением Na₂O/SiO₂ используют аморфный кремнезем.

Обычно для этих целей используют микрокремнезем - отход производства кристаллического кремния. Так авторы патента [8] для получения пеносиликатного теплоизоляционного материала предлагают готовить реакционную массу путем смешения раствора едкого натра и микрокремнезема. Полученную смесь предложено подвергать термообработке при 300-400°С, что ведет к ее вспучиванию и заполнению всего объема формы.

Авторы патента предлагают использовать микрокремнезем в смеси с бикарбонатом натрия для добавления в жидкое стекло [9]. Полученную композицию подвергают термообработке.

Для перехода композиции из текучего в пастообразное состояние, гранулирования композиции, полученной при термообработке микрокремнезема и гидроксида натрия, возможно добавление к ней кислотных компонентов. Например, в патенте [10] предложен вариант добавления борной кислоты. Полученную композицию подают в экструдер, тарельчатый гранулятор и после обработки сырцовых гранул микрокремнеземом - в сушильный барабан. Термообработка состоит из двух стадий: подсушивание сырцовых гранул при 100°С в течение 10 мин и низкотемпературное вспучивание при 350-400°С в течение 10 мин.

Те же авторы [11] предлагают увеличивать содержание в композиции кислотных оксидов - фактически увеличивать кислотный модуль композиции - за счет добавления не только минеральной кислоты, но и дисперсных кислотных оксидов (преимущественно SiO₂ и Al₂О₃), за счет добавления глиежа - глины естественно жженой. Для получения высокомодульной жидкостекольной композиции микрокремнезем, глиеж и водный раствор гидроксида натрия при перемешивании нагревают до 80-90°С в течение 10-15 мин. Полученную композицию экструдируют, гранулируют и термообрабатывают, как описано в предыдущем патенте.

Идентичное вышеописанному техническое решение в части последовательности процессов предложено в патенте [12]. Отличительной особенностью является использование для получения высокомодульной жидкостекольной композиции, помимо водного раствора гидроксида натрия и микрокремнезема, гидрофобизирующей кремиийорганической жидкости ГКЖ-11Н.

Изготовление высокомодульного жидкого стекла непосредственно из микрокремнезема позволяет упростить процесс производства сырцовых гранул, так как последние склонны к самопроизвольному гелеобразованию и их получение не требует специальных добавок. Так авторы патента [13] предлагают готовить высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 4-7 из микрокремнезема и раствора гидроксида натрия при температурах 68-98°С. После охлаждения высокомодульное жидкое стекло гранулируют на грануляторе и сырцовые гранулы подвергают термообработке при 350-400°С в течение 20-30 мин. Насыпная плотность полученных готовых гранул составляет 90-120 кг/м³.

В качестве растворимых силикатов натрия можно использовать жидкое стекло. Например в патенте [14] предлагается следующее решение. В натриевое жидкое стекло добавляют последовательно при перемешивании фторфосфат кальция, фторид алюминия и алкилбензолсульфоновую кислоту, перемешивают до получения однородной массы. Полученной массой заполняют формы и проводят термообработку в печи СВЧ, при которой масса дополнительно вспучивается и приобретает требуемые свойства.

Близким к вышеописанному является техническое решение [15], предложенное теми же авторами. Отличие заключается в использовании в смеси с жидким стеклом других функциональных добавок - карбоната кальция в форме мела и фторида алюминия.

Отличия в добавках к жидкому стеклу предложены и в патенте [16]. В описанном изобретении перемешивают жидкое стекло с портландцементом и гексафторсиликатом натрия или с каустическим магнезитом и гексафторсиликатом натрия. Полученную композицию также обрабатывают в поле СВЧ.

Близкая по составу к вышеописанным композиция описана теми же авторами в патенте [17]. Отличительной особенностью от вышеописанного патента является применение в смеси с натриевым жидким стеклом оксиднокарбонатного продукта MgOCaCO₃ и фторида алюминия. Термическая обработка полученной композиции также проводится в поле СВЧ при температуре 170-180°С.

Для гелеобразования жидкого стекла авторы патента [18] предлагают использовать бихромат калия. Для получения вспененного материала авторы готовят сырьевую смесь, содержащую жидкое стекло, воду, бихромат калия и тонкодисперсный наполнитель - мраморную муку или гидроксиапатит. После перемешивания смесь гранулируют в водном растворе хлоридов кальция и алюминия, сушат и термически обрабатывают в формах при температурах до 600-700°С.

Для увеличения теплопроводности исходной массы и ускорения процесса вспенивания за счет реакции с раствором жидкого стекла авторы патента [19] предлагают добавлять в смесь металлические порошки. Предлагаемые к добавке металлические порошки обладают, с одной стороны, высокой теплопроводностью в начальном состоянии, а, с другой стороны, способны растворяться в растворе жидкого стекла с образованием теплоизоляционных твердых веществ - алюминатов, цинкатов, силикатов. Вспенивание исходной массы производят при температурах 250-450°С.

В качестве одного из компонентов композиции могут быть использованы органические соединения. Например, в патенте [20] описана композиция для получения теплоизоляционного материала. В качестве силикатной составляющей предложено использование смеси жидкого натриевого стекла и золя коллоидного кремнезема, обработанной в реакторе при температурах 95-105°С. При охлаждении добавляют латекс стирол-акрилатного сополимера и карбамид. В полученную композицию добавляют наполнитель, размолотый до 10-50 мкм. Термообработку композиции осуществляют в печи при 350°С, при этом смесь вспенивается.

Авторы патента [21] предлагают использовать в качестве добавки к жидкому стеклу олеиновую кислоту и насыщенный раствор сахара. Для изготовления сырьевых гранул смешивают жидкое стекло, измельченный пеносиликат, минеральный наполнитель в виде тонкоизмельченного стеклобоя, олеиновую кислоту и насыщенный водный раствор сахара. Полученную массу экструдируют из шнекового гранулятора, сушат и гранулы засыпают в перфорированную форму для вспучивания. Термообработку проводят при 450-500°С в течение 30-80 мин. Авторы допускают возможность фиксирования формы получаемых сырьевых гранул в растворе хлорида кальция, а также вспучивание не в термической печи, а под воздействием СВЧ-излучения.

В техническом решении, предложенном в патенте [22], предлагается коагуляцию жидкого стекла проводить за счет добавки пека таллового омыленного, представляющего собой высокомолекулярные углеводороды и их производные, нейтрализованные раствором едкого натра при температуре 150-190°С. Пек талловый омыленный содержит соли жирных кислот, соли смоляных кислот, окислительные вещества и нейтральные вещества органического происхождения. Для получения сырьевой смеси при перемешивании подвергают термической обработке водный раствор гидроксида натрия, микрокремнезема и пека таллового омыленного при 90°С. Сырьевую смесь экструдируют, гранулируют и термообрабатывают при 350-400°С.

Те же авторы предлагают аналогичное решение [23], отличительной особенностью которого является использование иного органического продукта природного происхождения для приготовления исходной композиции - «карамели» - остаточного продукта при переработке древесины по сульфатному способу. Форсула макромолекулы «карамели» построена из фенилпропановых структурных единиц С₆-С₃. В другом близком техническом решении [24] в качестве органической добавки эти же авторы предлагают использовать добавку сульфатного мыла, содержащего жирные, смоляные кислоты и неомыляемые вещества. Изготовление сырьевых гранул и их термообработку при различных органических добавках предлагается проводить аналогично операциям, описанным выше, то есть смесь экструдируют, гранулируют и термообрабатывают при 350-400°С.

Во всех вышеописанных способах первой стадией является получение из жидкого стекла некоей твердой или пластичной композиции, которая затем уже может быть подвергнута термической обработке. При этом совсем не обязательно необходимо использовать различные добавки, вызывающие коагуляцию силикатов. Существует возможность получить пластичную композицию с использованием жидкого стекла просто путем добавления инертного дисперсного компонента. Такое решение предложено, например, авторами патента [25]. Так на первой стадии получают гранулы, состоящие из силикатного сырья на основе кизельгура и связующего на основе жидкого стекла. В дальнейшем гранулы сушатся и термообрабатывают при температурах до 1100°С.

Приведенный пример показывает, что образование водосодержащих силикатов, способных выделять воду и вспениваться при повышенных температурах, в системе, содержащей растворимый щелочной силикат и порошки природных силикатов, может быть достигнуто непосредственно в процессе гидротермалыюй обработки при температурах, близких к температуре кипения воды. Этот факт нашел свое практическое отражение в техническом решении, описанном авторами [26]. Для этого смешивают кремнистую породу из группы: трепел, диатомит или опока и щелочной компонент и проводят предварительный нагрев до температур 40-60°С. При этом происходят реакции образования водосодержащих силикатов. Полученный продукт при дальнейшей термической обработке до 800-900°С вспучивается и образует легкий теплоизоляционный материал.

Наиболее близким к предлагаемому техническим решением является способ получения теплоизоляционного материала, описанный в патенте [27]. Для получения теплоизоляционного материала смешивают жидкое стекло в количестве 67-95%, гидроксид кальция 4-25%, молотый песок 0,1-10% и кремнийорганическую жидкость 0,01-0% в течение 5-60 мин при температуре 20-60°С. Гранулы получают при продавливании смеси через отверстия диаметром 1-3 мм, после чего гранулы сушат при 60-100°С в течение 0,1-15 мин. После сушки гранулы вспенивают при температуре 360-800°С.

В указанном техническом решении гидроксид кальция используется в виде твердого сухого порошка, что затрудняет проведение технологических операций в связи с его комкованием. При добавлении сухого гидроксида кальция к жидкому стеклу происходит моментальное образование на поверхности частиц и комков порошка гидроксида кальция пленки из нерастворимого гидроксида кальция, что препятствует дальнейшему смешению компонентов и приводит к неоднородности продукта.

Задачей создания изобретения является упрощение процесса получения качественного пеносиликатного теплоизоляционного материала.

Технический результат - получение сырьевой смеси оптимального состава для изготовления пеносиликатного теплоизоляционного материала высокого качества.

Поставленная задача достигается сырьевой смесью для получения теплоизоляционного материала, которая включает жидкое стекло, гидроксид кальция, жидкий компонент и добавку. В качестве гидроксида кальция она содержит гашеную известь с содержанием СаО 320-350 г на 1000 г пасты, а в качестве добавки - древесный опил с частицами менее 5 мм при следующем соотношении компонентов, мас. частей:

жидкое стекло1000паста - гидроксид кальция60-200древесный опил50-400вода60-250

Поставленная задача достигается способом получения пеносиликатного теплоизоляционного материала, включающим приготовление сырьевой смеси смешением жидкого стекла, гидроксида кальция и добавки, получение гранул, их последующую термообработку. В качестве гидроксида кальция используют суспензию гидроксида кальция (гашеной извести с содержанием СаО 320-350 г на 1000 г пасты) в соотношении (мас.) жидкое стекло : известковая паста, равном 1:0.06÷0,2, в качестве добавки используют древесный опил с размером частиц менее 5 мм в количестве 5-40 мас%, перемешивание ведут до загустения композиции, полученную композицию выдерживают до образования устойчивого геля в течение 0,5-24 часов, гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в формы и проводят термообработку в интервале температур 500-650°С в течение 1,5-2,5 часов, охлаждают и достают материал из формы.

В вышеописанном техническом решении предлагается использовать технический продукт - пасту гидроксида кальция - известковую пасту, которая не содержит крупных кусков или комков вещества. В результате при смешении известковой пасты с жидким стеклом получается однородная суспензия.

Концентрационные пределы содержания СаО в пасте в пределах 320-350 г на 1000 г пасты обусловлены вязко-текучими свойствами пасты. При концентрации активного компонента выше 350 г СаО на 1000 г паста получается слишком густая и плохо смешивается с жидким стеклом. При концентрации активного компонента ниже 320 г СаО на 1000 г паста начинает расслаиваться со временем, что создает неудобства при ее хранении.

Вышеописанная совокупность существенных признаков позволяет получить от использования изобретения следующий технический результат: получение сырьевой смеси оптимального состава для изготовления пеносиликатного теплоизоляционного материала высокого качества.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами осуществления, подтверждающими оптимальность компонентов смеси и условия проведения процесса.

Пример 1.

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 60 г известковой пасты добавляют 60 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 100 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 10 часов до получения густой пасты. Пасту помещают в форму и выдерживают не менее суток до образования плотного геля. Готовый гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в металлическую форму и ставят в муфельную печь. Образец нагревают до температуры 500°С, выдерживают два часа, охлаждают и достают из формы. Образец имеет удельную объемную массу 135 кг/м³, прочность на сжатие 1,3 МПа и теплопроводность 0,073 Вт/м·К. Полученный материал представляет собой легкую белую пену, хорошо обрабатывается режущим и сверлящим инструментом. Может быть использован как теплоизоляционный материал в промышленном и гражданском строительстве.

Пример 2.

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м¹ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 60 г известковой пасты добавляют 60 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 100 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 10 часов до получения густой пасты. Пасту помещают в форму и выдерживают не менее суток до образования плотного геля. Готовый гель дробят до размера частиц 2-40 мм, частицы подают во вращающуюся печь с температурой 550°С. На выходе из печи материал представляет собой легкие гранулы с насыпной плотностью 105 кг/м³ и теплопроводностью 0,069 Вт/м·К. Полученный материал может быть использован как засыпной теплоизоляционный материал в промышленном и гражданском строительстве.

Пример 3.

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 200 г известковой пасты добавляют 200 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 100 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 0,5 часа до получения густой пасты. Пасту помещают в форму и выдерживают 0,5 часа до образования плотного геля. Готовый гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в металлическую форму и ставят в муфельную печь. Образец нагревают до температуры 650°С, выдерживают два часа, охлаждают и достают из формы. Образец имеет удельную объемную массу 180 кг/м³, прочность на сжатие 1,7 МПа и теплопроводность 0,082 Вт/м·К. Полученный материал представляет собой легкую белую пену, хорошо обрабатывается режущим и сверлящим инструментом. Может быть использован как теплоизоляционный материал в промышленном и гражданском строительстве.

Пример 4

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 100 г известковой пасты добавляют 80 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 150 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 7 часов до получения густой пасты. Полученную композицию перемешивают в течение 5 часов до получения густой пасты. Пасту помещают в форму и выдерживают 12 часов до образования плотного геля. Готовый гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в металлическую форму и ставят в муфельную печь. Образец нагревают до температуры 600°С, выдерживают два часа, охлаждают и достают из формы. Образец имеет удельную объемную массу 175 кг/м³, прочность на сжатие 2,5 МПа и теплопроводность 0,087 Вт/м·К. Полученный материал представляет собой легкую белую пену, хорошо обрабатывается режущим и сверлящим инструментом. Может быть использован как теплоизоляционный материал в промышленном и гражданском строительстве.

Пример 5 (температура термообработки выше допустимой).

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 100 г известковой пасты добавляют 80 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 150 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 7 часов до получения густой пасты. Пасту помещают в форму и выдерживают 10 часов до образования плотного геля. Готовый гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в металлическую форму и ставят в муфельную печь. Образец нагревают до температуры 680°С, выдерживают два часа, охлаждают и достают из формы. Образец имеет разрывы и трещины. Использование его как теплоизоляционного материала не представляется возможным.

Пример 6 (температура термообработки ниже допустимой). В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 100 г известковой пасты добавляют 80 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 150 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 7 часов до получения густой пасты. Полученную композицию перемешивают в течение 5 часов до получения густой пасты. Пасту помещают в форму и выдерживают не менее суток до образования плотного геля. Готовый гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в металлическую форму и ставят в муфельную печь. Гель помещают в металлическую форму и ставят в муфельную печь. Образец нагревают до температуры 470°С, выдерживают два часа, охлаждают и достают из формы. Образец имеет внутри раковину с плотным стеклообразным продуктом, близким по внешнему виду к исходному гелю. Использование его как теплоизоляционного материала не представляется возможным.

Пример 7 (недостаточна концентрация кальцийсодержащей добавки).

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты.

При перемешивании в 50 г известковой пасты добавляют 60 г воды и 1000 г жидкого стекла. Полученную композицию перемешивают в течение 20 часов. В смесь добавляют 150 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Повышение вязкости и переход в густую пасту не достигнуты. Композицию нельзя использовать для получения сырьевого геля.

Пример 8 (велика концентрация кальцийсодержащей добавки).

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 210 г известковой пасты добавляют 120 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 100 г древесного опила с размером частиц менее 3 мм. Полученную композицию перемешивают в течение двух часов до получения густой пасты. Полученную пасту выдерживают не менее суток до образования плотного геля. Готовый гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в металлическую форму и ставят в муфельную печь. Образец нагревают до температуры 500°С, выдерживают два часа, охлаждают и достают из формы. Образец имеет удельную объемную массу 460 кг/м³, в образце наблюдаются трещины, на срезе обнаружены неоднородные включения белого материала - избыточного гидроксида кальция. Материал не может быть использован для теплоизоляции.

Пример 9 (избыточные размеры частиц добавки - опила).

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 60 г известковой пасты добавляют 60 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 100 г древесного опила с размером частиц 6-8 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 10 часов до получения густой пасты. Паста получается неоднородной - верхний слой заполнен частицами всплывшей древесины. Использование неоднородного продукта нежелательно.

Пример 10 (мала концентрация добавки - опила).

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 60 г известковой пасты добавляют 60 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 40 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 10 часов до получения густой пасты. Пасту помещают в форму и выдерживают не менее суток до образования плотного геля. Готовый гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в металлическую форму и ставят в муфельную печь. Образец нагревают до температуры 500°С, выдерживают два часа, охлаждают и достают из формы. Образец имеет внутри несколько темных образований с плотным стеклообразным продуктом, близким по внешнему виду к исходному гелю. Использование его как теплоизоляционного материала не представляется возможным.

Пример 11 (велика концентрация добавки - опила).

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 60 г известковой пасты добавляют 60 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 450 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 10 часов до получения густой пасты. Пасту помещают в форму и выдерживают не менее суток до образования плотного геля. Готовый гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в металлическую форму и ставят в муфельную печь. Образец нагревают до температуры 500°С, выдерживают два часа, охлаждают и достают из формы. Образец имеет внутри черные пористые образования, вероятно уголь, внутри раковин силикатного материала. Использование его как теплоизоляционного материала не представляется возможным.

Пример 12 (мала концентрация воды)

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 60 г известковой пасты добавляют 50 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 100 г древесного опила, с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 10 часов до получения густой пасты. Смесь получается неоднородной и непригодной для изготовления теплоизоляционного материала.

Пример 13 (велика концентрация воды)

В качестве сырья используют технический раствор натриевого жидкого стекла с плотностью 1410 кг/м³ и пасту гидроксида кальция (гашеную известь) с содержанием активного компонента 320-350 г в пересчете на СаО на 1000 г известковой пасты. При перемешивании в 60 г известковой пасты добавляют 260 г воды и 1000 г жидкого стекла. В смесь добавляют 100 г древесного опила с размером частиц менее 5 мм. Полученную композицию перемешивают в течение 10 часов до получения густой пасты. Гель получается рыхлым и при нагревании образуются трещины. Гель не пригоден для изготовления теплоизоляционного материала.

Время выдержки пасты до образования устойчивого плотного геля определяется соотношением компонентов и определяется на практике возможностью дробления геля без последующего слипания полученных частиц и налипания частиц геля на инструмент. Минимальное время определяется и наблюдается для композиций с высоким содержанием кальцийсодержащего компонента и не бывает меньше, чем 0,5 часа для приемлемых для дальнейшей обработки композиций. Максимальное время в сутки определяется технологическим циклом - технологической нецелесообразностью использования оборудования свыше суток.

Выше приведенные примеры подтверждают возможность осуществления, использования по назначению изобретения как описано в формуле изобретения. Хотя настоящее изобретение описано посредством примеров их выполнения, объем данного изобретения не ограничивается этими примерами, но определяется лишь формулой изобретения с учетом возможных эквивалентов.

Источники информации

1. Краткая химическая энциклопедия // Советская энциклопедия. - М. - 1965. - Т.4. - С.1033-1034.

2. Демидович Б.К. Производство и применение пеностекла. Минск, Наука и техника, 1972, с.304.

3. Демидович Б.К. Пеностекло. Минск, Наука и техника, 1975, с.248.

4. Майзель И.Л., Сандлер В.Г. Технология теплоизоляционных материалов. - М.: Высшая школа, 1988. - С.145-156.

5. Патент РФ №2161142, МКИ С04В 28/24. Способ получения теплоизоляционно-конструкционного материала на основе вспученного вермикулита. А.В.Парий, Н.С.Никонова, Е.А.Бажанов - Заявл. 06.06.2000. - Опубл. 27.12.2000.

6. Майзель И.Л., Сандлер В.Г. Технология теплоизоляционных материалов: Учеб. Для обучения рабочих на пр-ве. - М.: Высш. шк., 1988.- С.156-190.

7. Патент РФ №2126776, МКИ С04В 28/26. Сырьевая смесь для огнезащитных теплоизоляционных плит и способ их изготовления. Бржезанский В.О., Молоков В.Ф., Павшенко Ю.Н. - Заявл. 16.07.1998. - Опубл. 27.02.1999.

8. Патент РФ №2097362, МКИ С04В 38/00. Сырьевая смесь для получения пеносиликатного теплоизоляционного материала. Н.Ф.Артеменко, В.И.Голубев, С.Д.Бондарь, Р.Ф.Валеев, С. В.Малофеев, В.Н.Шевелев, М.М.Мубаракшин, Г.К.Мардамшин - Заявл. 17.05.1995. - Опубл. 27.11.1997.

9. Патент РФ №2128633, МКИ С04В 28/26. Сырьевая смесь и способ получения теплоизоляционного материала. Т.Н.Радина, Ю.П.Карнаухов, И.П.Невмержицкий, А.В.Евсин, Д.С.Сазонов - Заявл. 29.07.1996. - Опубл. 10.04.1999.

10. Патент РФ №2220927, МКИ С04 В 28/26. Сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала. Т.Н.Радина, М.Ю.Иванов - Заявл. 19.04.2002. - Опубл. 10.01.2004.

11. Патент РФ №2220928, МКИ С04В 28/26. Сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала. Т.Н.Радина, М.Ю.Иванов - Заявл. 29.04.2002. - Опубл. 10.01.2004.

12. Патент РФ №2246462, МКИ С04В 28/26. Сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала. Т.Н.Радина, А.И.Кудяков, М.Ю.Иванов. - Заявл. 06.08.2003. - Опубл. 20.02.2005.

13. Патент РФ №2177921, МКИ С04В 28/26. Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала. Т.Н.Радина, Е.А.Бормотина. - Заявл. 10.04.2000. - Опубл. 10.01.2002.

14. Патент РФ №2133718, МКИ С04В 28/26. Масса для изготовления пористого силикатного материала под действием сверхвысокочастотного излучения. Н.И.Ненарокова, В.В.Пупышев, А.С.Шиканов. - Заявл. 29.05.1998. - Опубл. 27.07.1999.

15. Патент РФ №2134667, МКИ С04В 28/26. Масса для изготовления пористого силикатного материала под действием сверхвысокочастотного излучения. Н.И.Ненарокова, В.В.Пупышев, А.С.Шиканов. - Заявл. 29.05.1998. - Опубл. 20.08.1999.

16. Патент РФ №2134668, МКИ С04В 28/26. Способ изготовления пористых силикатных материалов. С.И.Брыков, В.М.Бусыгин, Р.Г.Валеев, Л.Г.Рейсин, К.С.Галимов, Ф.А.Закиров, В.И.Корнеев, Н.А.Мочалов, И.Х.Мухаметов, Ю.А.Поддубный, Т.Д.Тихонова, А.А.Федурин. - Заявл. 29.05.1998. - Опубл 20.08.1999.

17. Патент РФ №2134669, МКИ С04В 28/26. Масса для изготовления пористого силикатного материала под действием сверхвысоточастотного излучения. С.И.Брыков, В.М.Бусыгин, Р.Г.Валеев, Л.Г.Рейсин, К.С.Галимов, Ф.А.Закиров, В.И.Корнеев, Н.Л.Мочалов, И.Х.Мухаметов, Ю.А.Поддубный, Т.Д.Тихонова, А.А.Федурин. - Заявл 29.05.1998. - Опубл. 20.08.1999.

18. Патент РФ №2268248, МКИ С04В 28/26. Вспененный материал и способ его изготовления. В.А.Лотов, К.А.Рудик. - Заявл. 06.07.2004. - Опубл. 20.01.2006.

19. Патент РФ №2177922, МКИ С04В 28/26. Способ получения теплоизоляционного материала на основе жидкого стекла. В.А.Решетов, В.Т.Павлов, А.Т.Павлов, Л.Н.Беликов, И.Б.Древко. - Заявл. 24.08.2000. - Опубл. 10.01.2002.

20. Патент РФ №2165908, МКИ С04В 28/26. Композиция для получения теплоизоляционного материала. Н.Ф.Артеменко, Г.Н.Истюков, Л.Н.Заболотная, В.А.Рассолов, А.Н.Кондратенко. - Заявл. 10.07.2000. - Опубл. 27.04.2001.

21. Патент РФ №2173674, МКИ С04В 28/26. Состав и способ получения вспученного силикатного материала. В.А.Лотов, В.И.Верещагин, Ю.А.Стальмаков. - Заявл. 13.08.1998. - Опубл. 20.09.2001.

22. Патент РФ №2267468, МКИ С04В 28/26. Сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала. А.И.Кудяков, Т.Н.Радина, М.Ю.Иванов - Заявл. 30.03.2004. - Опубл. 10.01.2006.

23. Патент РФ №2274620, МКИ С04В 28/26. Сырьевая смесь для гранулированного теплоизоляционного материала и способ его получения. А.И.Кудяков, Т.Н.Радина, М.Ю.Иванов. - Заявл. 30.03.2004. - Опубл. 10.01.2006.

24. Патент РФ №2254363, МКИ С04В 28/26. Сырьевая смесь для гранулированного теплоизоляционного материала. А.И.Кудяков, Т.Н.Радина, М.Ю.Иванов. - Заявл. 30.03.2004. - Опубл. 20.11.2005.

25. Патент РФ №2243181, МКИ С04В 28/26. Керамический материал с высокой пористостью в гранулированной форме. Джанграссо Антонио. - Заявл. 07.05.2001. - Опубл. 27.12.2004.

26. Патент РФ №2154618, МКИ С04В 28/26. Способ изготовления теплоизоляционного материала на основе кремниевых пород. Ф.Л.Капустин, Е.Б.Владимирова, В.М.Уфимцев, В.В.Фурман, А.А.Писцов. - Заявл. 10.11.1998. - Опубл. 20.08.2000.

27. Патент РФ №2087447, МКИ С04В 28/26. Смесь для получения теплоизоляционного материала и способ его получения. Н.И.Малявский, Б.В.Генералов, О.В.Крифукс, В.В.Павлюковец. - Заявл. 12.08.1993. - Опубл. 20.08.1997. - Прототип.

Изобретение относится к производству легковесных строительных материалов, а именно к производству пеносиликата типа пеностекла. Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала включает, мас. частей: жидкое стекло - 1000, гидроксид кальция - гашеную известь с содержанием СаО 320-350 г на 1000 г пасты - 60-200, древесный опил с частицами менее 5 мм - 50-400, вода - 60-250. Способ изготовления пеносиликатного теплоизоляционного материала включает приготовление сырьевой смеси смешением компонентов, получение гранул, их последующую термообработку. Перемешивание ведут до загустения композиции, полученную композицию выдерживают до образования устойчивого геля в течение 0,5-24 часов, гель дробят до размера частиц 2-40 мм, помещают в формы и проводят термообработку в интервале температур 500-650°С в течение 1,5-2,5 часов, охлаждают и достают материал из формы. Технический результат - получение сырьевой смеси оптимального состава для изготовления пеносиликатного теплоизоляционного материала высокого качества. 2 н.п. ф-лы.

1. Сырьевая смесь для получения теплоизоляционного материала, включающая жидкое стекло, гидроксид кальция, жидкий компонент и добавку, отличающаяся тем, что в качестве гидроксида кальция она содержит гашеную известь с содержанием СаО 320-350 г на 1000 г пасты, а в качестве добавки - древесный опил с частицами менее 5 мм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

жидкое стекло1000паста - гидроксид кальция60-200древесный опил50-400вода60-250