Пенообразователь для получения теплоизоляционных изделий

 

Изобретение относится к получению стойких дисперсных систем пен, которые могут быть использованы в технологии изготовления поризованных изделий на основе глин, цемента, гипса. Техническим результатом является повышение кратности пены, снижение себестоимости как пенообразователя, так и готовых изделий за счет использования жидкого стекла на основе отхода производства кристаллического кремния, снижение затрат в результате использования воды без подогрева. Пенообразователь для получения теплоизоляционных изделий на основе глин, цемента, гипса, включающий мыло, стабилизатор - жидкое стекло и воду, содержит в качестве мыла сульфатное мыло, 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.%: сульфатное мыло 1,3-2,0, указанное жидкое стекло 75,0-83,3, вода 15,4-23,0. 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, мас. ч.: сульфанол - 1; тринатрийфосфат 0,4 - 1,0; жидкое стекло 0,8 - 0,3; воду 7 - 16 (авт. свид. 1368305, кл. C 04 B 38/10, от 23.01.1988 г.).

Недостатком данной пенообразующей смеси является относительно небольшая кратность пены и дополнительные затраты на подогрев воды до 40 - 60^oС.

Наиболее близким аналогом к предлагаемому пенообразователю является пенообразователь для получения теплоизоляционных изделий, в том числе с использованием глин, цемента, гипса, содержащий канифольное мыло, стабилизатор - жидкое стекло и воду (Баранов А.Т. и др. Золобетон. - М., 1960, с. 23, 27-29, 31, 41, 53, 79).

Техническим результатом изобретения является повышение кратности пены, снижение себестоимости как пенообразователя, так и готовых изделий за счет использования жидкого стекла на основе отхода производства кристаллического кремния, а также снижения затрат в результате использования воды без подогрева.

Технический результат достигается тем, что пенообразователь для получения теплоизоляционных изделий на основе глин, цемента, гипса, включающий мыло, стабилизатор - жидкое стекло и воду, содержит в качестве мыла сульфатное мыло, 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.%: Сульфатное мыло - 1,3 - 2,0 Указанное жидкое стекло - 75,0 - 83,3 Вода - 15,4 - 23,0 Сульфатное мыло, предварительно растворенное в воде, соединялось с жидким стеклом, после чего методом барбатирования получали пену.

Сульфатное мыло является продуктом, снимаемым с поверхности черных щелоков сульфатно-целлюлозного производства при варке целлюлозы из хвойных и лиственных пород древесины, представляет собой мазеобразный продукт от темно-желтого до темно-коричневого цвета.

По химическому составу сульфатное мыло - смесь приблизительно равных количеств натриевых солей жирных и смоляных кислот с примесью неомыляемых веществ. Мыло загрязнено лигнином, таннидами и красящими веществами, а также минеральными компонентами.

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 г., 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 мкм) 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 Al₂O₃ - До 0,8 Fe₂O₃ - До 0,8 CaO - До 1,6 MgO - До 1,2
SiC - До 5
C_общ - До 9
K⁺ - До 0,25
Na⁺ - До 0,06
п.п.п. - До 20
Сульфатное 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 сульфатного мыла - побочного продукта сульфатной варки целлюлозы, 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 барбатирования следующим методом. В мешалку вводится вода и сульфатное 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. Содержание компонентов, выходящее за граничные значения, способствует снижению качества пены.

Формула изобретения

Пенообразователь для получения теплоизоляционных изделий на основе глин, цемента, гипса, включающий мыло, стабилизатор - жидкое стекло и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве мыла сульфатное мыло, жидкое стекло, приготовленное на основе микрокремнезема путем его прямого растворения в щелочных растворах в один этап при атмосферном давлении и температуре до 100^oC в течение 40-120 мин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сульфатное мыло - 1,3 - 2,0
Указанное жидкое стекло - 75,0 - 83,3
Вода - 15,4 - 23,0о

РИСУНКИ

Рисунок 1