Способ обработки асбестоцементных изделий Советский патент 1978 года по МПК C04B15/16 C04B41/28 

1

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к модифицированию асбестоцементных изделий, ползчекных на лисгоформовочных и трубоформовочных машинах, а также асбестоцементных изделий, получе1шых методом экструзии и вакуум-силовото проката.

Известен способ обработки асбестоцементных изделий гфопиткой мономером (1.

Известен также способ обработки асбестоцементньрс изделий путем сушки их, пропитки смесью мономера с тидроперекисью или перекиа ю органических соедаиений и термообработки при температуре полимертзации мономера под слоем жидкости, не растворяющей мономер 12.

Однако при такой обработке прочность при изгибе увеличивалась не достаточно высоко.

Целью изобретения является повышение прочности изделий при изгибе.

Поставленная цель достигается тем, что перед подимер1 зацией пропитанные изделия выдерживают при температуре на 50-ЮО°С ниже температуры полимеризации.

При этом пропитанные изделия вьщерживают в течение 10-100 час.

Пропитанные изделия можно выдерживать под слоем жидкости, не растворяющей мономер.

Причем в качестве жидкости, не растворяющей мономер, можно использовать водно-гпице- . , риновую смесь в соотношении от 3:1 до 1:3 по объему.

Высушенные асбестоцементные изделия пропитывают- смесью мономера с и шциатором (гидроперекиш или перекиси органических соединений), jnОперация выдержки осуществляется после

завершения процесса пропитки, т.е. активного впитмватя смеси в пористый матер{ал под влиянием рсашшлярных сил или внешних механических воздействий (вакуумирова1В е, приложение давления J и др). Процесс пропитки дпя асбестоцемента составляет не более 3 час.

Вслед за операцией выдержки, при которой практически отсутствует процесс образования цепных молекул, производят нагрев, проводящий к 0 разложешю инициатора, образованию свободных радикагов и протеканию цепной реакции полимеризации. При этом для удлинения времени вьщержки при комнатной температуре применяют инициаторы со сравнительно длительными временами полураспа да (гидроперекись изопропилбензола, гидроперекись

трет- бутила, перекись трет- бушла, перекись водорода и др.). либо приме11яют пониженные температуры (-10 - 15°С) для инициаторов со средними временами полураспада (перекись бензоина, азоизобутиронитрил и др.)Операция вьщержки предназначена для протекания процессов, способствующих повышению прочности композиционного материала после стабилизации его веса в результате впитьюания. К этим процессам следует отнести реакции взаимодействия мономеров или продуктов их частичного омыления (разложения) с компонентами асбестоцемента: хризотил-асбестом, гидроокисью кальция, гадросиликатами и другими компонентами цементного камня и пр., что способствзгет образованию прочной химической связи или зпрощению адгезионной связи на границе раздела органическая молекула-неорганическая подложка. При последующем росте цепных полимерных молекул на органических центрах, прикрепленных упрочненной связью к неорганической подложке, происходит дополнительное увеличение прочностных характеристик композиционного матертала в целом. Для асбестоцемента особую роль играет упрочнение адгезионной связи асбестовое волокно-цементная матрица за счет прикреш1ешц.1х полимерных молекул.

Ук8за1сную выдержку производят от 10 до 100 час при температуре 10-20° (и ниже); полимеризация производится под слоем жидкости, слабо растарримой в мономере и в которой мономер ,« слабо раствортм, в частности в смеси воды с глицерином в соотношении от 1:1 до 1:3 по объему. П{ж этом Выдержка может осуществляться как до погружения обрабатываемых изделий в указанк)ю жидкость, так и после погружения в указанную жидкость, но до начала ее нагрева. В качестве мономеров применяются эфиры метакриловой и акри ловой кислоты, в частности металметакрилат и метиакрилат, стирол, другие мономеры винилового ряда, как в ад стом виде, так и с введенными добавками метакрилонитрила и акриюнитрила, а так же метакриловой и акриловой кислоты. В качестве инициатора применяется гидроперекись изопропилбензола в количестве 1-5% от веса мономера или другой инициатор со сравнительно длительным периодом полураспада.. При таких условиях в предлагаемом способе мономер с введенным инициатором может быть использован многократно, до 6-20 раз, в зависимости от соотношения между объемом влнны Дня пропитки и вьщержки и объемом мономера, полимеризуемого в поровой струк туре изделий. Длительность полимеризации в описываемом способе обышо составляет 5-6 час при температуре 80-100°С. Применение опера 1,ии вьщержки позволяет полнее иаюльзовать преимущества полимеризации под слоем шпгкой среды, которая FIC растворяет мономер и слабо в ticM растворяется, поскольку

адгезированные органические центры прочнее связаны с неорганической подложкой, чем неадгезированный мономер, что расширяет диапазон жидкостей, применяемых для этих целей, в частности дает возможность заменить тастый глицерин на водно-глицериновую смесь или даже на обычную техническую воду без ощутимого ухудшения прочностных показателей асбестоцементных изделий, обработанных мономерами. Операция выдержки позволяет увеличить количество циклов повторного использования мономера, поскольку она способствует более глубокой диффузий инициатора в поры асбестоцемента и дает возможность уменьшить концентрацию вводимого в мономер инициатора.

Пример 1.В качестве исходного материала использовались асбестоцементные непрессованные листы толщиной 6-7 мм и размерами 1000 X 1500 мм из сырья следующего состава; асбест марки П-3-60-36 кг., асбест марки П-5-65-88 кг, цемент марки 500 -700кг. Из указанных листов выпиливались образцы размером 230 X 25 мм. Твердение листов после их формования проводилось в воздушно-влажных условиях и составляло более 28 суток.

Далее образцы сушились до постоянного веса в суиа«1ьном шкафу при температуре 110- 120° С в течение 24 час, после чего подвергались прО1штке и выдерживанию при температуре 1520 С в герметично закрытых эксикаторах. Для пропитки использовался метилметакрилат (ММА) с добавкой в качестве инициатора полимеризации гидроперекиси изопропилбепзола (ГП ИПБ) в количестве от 1 до 5% вес. Пропитка (активное впитьтание) составляла от 0,5 до 2 час, а далее она переходила в вьщержку (когда в .материале не наблюдалось изменения содержания мономера) от 22 до 70 час. По окончании вьщержки образцы переносились в стерилизаторы с полимеризационной средой (водно-глицериновая смесь в соотношении от 1:3 до 1:1) и полимеризовались при температуре 80-100° С в течение 5-6 час. Прочность при изгибе образцов как до, так и после обработки мономерами определялась на разрьшной машине при трехопорном нагружении с базой 100 мм. Всего бьш испытан 61 образец. Следует отметить, что в ОА;:ОЙ и той же смеси мономера с инициатором обработка (прюпитка и выдерживание) осуществлялась не менее 6 раз и при этом не было обнаружено ухудшения качества мономера. Между пропитками инициированный мономер хранился при комнатной хемпературе в течение 1-1,5 месяца. Средние данные указанных опытов, вместе с данными опытов, взятых в качестве прототипа, сведены в табл. 1.

22

lioaiioI jumcii. смесь

ГП ИПБ

358

+68

604

1+5%

Как видно из таблицы 1, предлагаемый способ обработки за счёт примене1шя операции выдерживания асбестоцементного материала и мономерной смеси во взаимном контакте после завер шения пропитки дополнительно увеличивае| прочность при изгибе на 20-40%.

Пример 2. В качестве исходного материала использовались непрессованные и прессованные листы асбестоцемента аналогишо примеру 1. Из листов вьфезались образцы-полоски длиной 460-480 мм, шириной 25 мм и толщиной 6-7 мм в направлении, перпендикулярно направлению фабрикации (в слабом направлении). Твердение листов после их формоваьшя проводилось в воздушно-влажных условиях более 28 суток.

Образцы сушились до постоянного веса при температуре 120-140°С в течение 24 час. ПропитНепрессованные асбестоцементные листы

ка и вьщерживание произво/шлись при 15-20 С в одном и том же эксикаторе с одной и той же мономерной смесью (ММА + 2/г ГП ИПБ), однако время начала пропитки для каждой группы по 12 образцов было разным, а время окончания обработки всех групп образцов - одинаковым.

.Для образцов разных .rpjain суммарные времена пропитки и выдержки составили 0,5; 1,2,4, 8,24,30,54 и 71 час.

Полимеризация всех образцов произвошшась одновременно (в качестве полимеризафюиной среды применялась техгашеская вода) в гифокамере при температуре 80°С в течение 6 часов.

Средние данные указанньгх опытов сведены в табл. 2.

Таблица 2 370+34 303565+87 295615+110 , Прессованные асбестоцементные листы

7,7 9,4 3,1 3,3