Пенообразователь

 

Изобретение относится к области получения стойких дисперсных систем пен, которые могут быть использованы в технологии изготовления поризованных изделий на основе глин, цемента, гипса. Техническим результатом является повышение кратности и стабильности пены, а также увеличение времени хранения пенообразователя. Пенообразователь для поризации изделий на основе глин, цемента, гипса, включающий канифольное мыло, стабилизатор - жидкое стекло и воду, содержит жидкое стекло, приготовленное на основе микрокремнезема путем его прямого растворения в щелочных растворах в один этап при атмосферном давлении и температуре до 100^oС в течение 40-120 мин, при следующем соотношении компонентов, мас. %: канифольное мыло 1,5-3,0, указанное жидкое стекло 70,0-80,0, вода 17,0-28,5. 2 табл.

Изобретение относится к области получения стойких дисперсных систем пен, которые могут быть использованы в технологии изготовления поризованных изделий на основе глин, цемента, гипса.

Известна пенообразующая смесь, включающая, в мас.%: талловый лигнин омыленный - 5-15; клей костный или мездровый - 2,5-7,5; воду - остальное, патент РФ 2086519, кл. С 04 В 28/02, от 10.08.1997).

Недостатком данного пенообразователя является относительно небольшая кратность и стабильность пены, короткий срок хранения готового пенообразователя.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому пенообразователю является пенообразователь для поризации изделий, в том числе с использованием глин, цемента, гипса, содержащий канифольное мыло, стабилизатор - жидкое стекло и воду (Бужевич Г. А. и др. Поризованный керамзитобетон. - М.: Стройиздат, 1969, с.30, 65, 112, 114-115, 131).

Техническим результатом изобретения является повышение кратности и стабильности пены, а также увеличение времени хранения пенообразователя.

Технический результат достигается тем, что пенообразователь для поризации изделий на основе глин, цемента, гипса, включающий канифольное мыло, стабилизатор - жидкое стекло и воду, содержит жидкое стекло, приготовленное на основе микрокремнезема путем его прямого растворения в щелочных растворах в один этап при атмосферном давлении и температуре до 100^oС в течение 40-120 мин, при следующем соотношении компонентов, маc.%: Канифольное мыло - 1,5-3,0 Указанное жидкое стекло - 70,0-80,0 Вода - 17,0-28,5 Повышение кратности и стабильности пены происходит за счет использования жидкого стекла на основе микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния, что позволяет изготовить жидкое стекло по экономически выгодной технологии. Также использование в качестве стабилизатора пены жидкого стекла позволит увеличить время хранения пенообразователя, которое очень ограничено при использовании клеев с органическими наполнителями.

Для приготовления пенообразователя отдельно готовят канифольное мыло, которое растворяют в воде и соединяют с жидким стеклом, после чего методом барботирования получали пену.

Канифольное мыло получают следующим образом: готовят водный раствор щелочи из расчета на 1 л воды 166 г NaOH. Растворение щелочи идет при кипячении. После растворения NaOH в раствор при кипячении постепенно добавляют раздробленную на мелкие кусочки канифоль при непрерывном помешивании. Соотношение канифоли по массе раствора и щелочи по объему берут 1:1. Кипячение канифоли с раствором щелочи продолжают до полного растворения канифоли. По мере испарения добавляют воду с температурой 70^oС.

Жидкое стекло с модулем 3 и плотностью 1,28 г/см³ было получено по технологии согласно патенту РФ 2056353, С 04 В 28/04, от 20.03.1996 по упрощенной, экономически выгодной схеме - прямым растворением микрокремнезема в щелочных растворах в один этап при атмосферном давлении и температуре до 100^oС в течение 40-120 мин.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом, характеризующимся малым размером частиц (0,1. . . 3 мк) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (более 25 тыс. см²/г). Микрокремнезем осаждается в электрофильтрах системы газоочистки плавильных печей производства кристаллического кремния. Химический состав микрокремнезема, мас. %: SiO₂ - 90...95 Аl₂O₃ - до 0,8 Fе₂O₃ - до 0,8 СаО - до 1,6 MgO - до 1,2
SiC - до 5
С_общ. - до 9
К⁺ - до 0,25
Na⁺ - до 0,06
п.п.п. - До 20
Канифольное мыло является поверхностно-активным веществом, на основе которого в водном растворе получается пена. Жидкое стекло, являясь стабилизатором, переходя в раствор, образует положительно и отрицательно заряженные микрочастицы и аквакомплексы. Последние адсорбируются на пленках пузырьков пены и электростатически взаимодействуют между собой и с полярной группой поверхностно-активных веществ, структурируя пену.

Использование изобретения способствует расширению сырьевой базы производства теплоизоляционных изделий за счет применения канифольного мыла и микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния, что позволит не только получать качественную стабильную пену и, в конечном счете, теплоизоляционный материал, но и будет способствовать решению экологической проблемы.

Пример
Пенообразователь получают способом барботирования следующим методом. В мешалку вводится вода и канифольное мыло, перемешивается в течение 3-4 мин, затем вводится жидкое стекло и после перемешивания пенообразователь готов.

Свойства пенообразователя не изменяются со временем при хранении в нормальных условиях температуры и давления, поэтому пенообразователь можно готовить впрок.

Пена, полученная таким образом, характеризуется показателями, представленными в таблицах 1, 2.

Примечания: под кратностью пен подразумевается отношение объема полученной пены к исходному объему пенообразователя; стабильность пен оценивается длительностью периода полураспада пен, мин.

Формула изобретения

Пенообразователь для поризации изделий на основе глин, цемента, гипса, включающий канифольное мыло, стабилизатор - жидкое стекло и воду, отличающийся тем, что он содержит жидкое стекло, приготовленное на основе микрокремнезема, путем его прямого растворения в щелочных растворах в один этап при атмосферном давлении и температуре до 100^oС в течение 40-120 мин, при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Канифольное мыло - 1,5-3,0
Указанное жидкое стекло - 70,0-80,0
Вода - 17,0-28,59

РИСУНКИ

Рисунок 1