Полимербетонная смесь для изготовления художественно-декоративных изделий из искуственного мрамора (варианты)

Авторы патента:

C04B26/12 - конденсационные полимеры альдегидов или кетонов

Владельцы патента RU 2247698:

Буторин Алексей Александрович (RU)

Настоящее изобретение относится к изготовлению искусственного мрамора и может использоваться при изготовлении художественно-декоративных изделий из полимербетонной смеси методом литья. Смесь содержит карбамидную смолу, в качестве катализатора отвердения - сульфат алюминия или хлористый алюминий в виде насыщенных водных растворов, трансформаторное масло, в качестве наполнителя - кварцевую муку и кварцевый песок. Техническая задача изобретения заключается в возможности получения цветных изделий, в частности белых, с точным повторением художественной формы, методом литья без термической обработки с малым временем схватывания и отвердения, с высокой прочностью на сжатие. 2 н.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к изготовлению искусственного мрамора и может использоваться при изготовлении художественно-декоративных изделий из полимербетонной (ПБ) смеси методом литья.

Известна полимербетонная смесь (пат. 2032637 RU, МПК6 С 04 В 26/12, опубл. 1995), включающая, мас.%: карбамидная смола 12-20, насыщенный раствор хлорного железа 0,05-0,15, фарфоровая мука 7-11, кварцевый песок 18-24, фарфоровый бой 50-57, трансформаторное масло 1-2,5, уксусный ангидрид 0,1-0,4.

Причины, препятствующие достижению требуемого технического результата, следующие. Катализатором отвердения является хлористое железо FeCl₂ зеленовато-серого цвета или хлорное железо FeCl₃ коричнево-черного цвета. При добавлении его в ПБ смесь последняя получается грязно-коричневого цвета. Добавление красителей не позволяет получить требуемый белый цвет. При изготовлении искусственного мрамора это является причиной, не позволяющей использовать данную смесь. Наличие в ПБ смеси крупных фракций фарфорового боя (2-5 мм) не позволяет точно повторить рельеф художественной формы. Использование в прототипе уксусного ангидрида, бесцветной прозрачной жидкости с резким запахом, легковоспламеняющейся, нарушает экологическую безопасность изделий.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка состава ПБ смеси, удовлетворяющей требованиям современного промышленного производства и отвечающей условиям рыночной экономики.

При осуществлении изобретения поставленная задача решается за счет достижения технического результата, который заключается в возможности получения цветных художественно-декоративных изделий, в частности белых, с точным повторением художественной формы, методом литья, без термической обработки, с малым временем схватывания и отвердения, с высокой прочностью на сжатие, экологически безвредных.

Указанный технический результат по одному из вариантов достигается тем, что в полимербетонной смеси, преимущественно для изготовления художественно-декоративных изделий, включающей карбамидную смолу, катализатор отвердения, минеральный наполнитель в виде кварцевого песка, трансформаторное масло, особенностью является то, что она содержит в качестве катализатора отвердения сульфат алюминия в виде насыщенного водного раствора, и дополнительно в качестве минерального наполнителя кварцевую муку, при следующих соотношениях, мас.%: карбамидная смола 24-32, сульфат алюминия в виде насыщенного водного раствора 4,5-8,5, кварцевая мука 44-58, кварцевый песок 8-19, трансформаторное масло 0,5-1,5.

Указанный технический результат по другому варианту достигается тем, что в полимербетонной смеси преимущественно для изготовления художественно-декоративных изделий, включающей карбамидную смолу, катализатор отвердения, минеральный наполнитель, трансформаторное масло, особенностью является то, что она содержит в качестве катализатора отвердения хлористый алюминий в виде насыщенного водного раствора, и в качестве минерального наполнителя - кварцевую муку и при необходимости кварцевый песок, при следующих соотношениях, мас.%: карбамидная смола 40-45, хлористый алюминий в виде насыщенного водного раствора 2,5-8,5, кварцевая мука 38-56, кварцевый песок 0-8, трансформаторное масло 0,5-1,5.

Заявленная группа однообъектных изобретений соответствует требованию единства изобретения, так как относится к объектам одного назначения, образует единый изобретательский замысел и обеспечивает получение одного и того же технического результата.

Между заявляемым техническим результатом и существенными признаками изобретения существует следующая причинно-следственная связь. Белый цвет искусственного мрамора достигается за счет использования в качестве катализатора отвердения насыщенного водного раствора сульфата алюминия или хлористого алюминия, вместо хлорного железа, как в прототипе. Точное повторение формы достигается за счет низкой полимеризационной усадки карбамидной смолы, исключения из состава минерального наполнителя крупной фракции - фарфорового боя - и дополнительно использования минерального наполнителя мелкой фракции - кварцевой муки. Экологическая безопасность достигается тем, что в ПБ смеси используются экологически чистые компоненты: карбамидная смола, сульфат алюминия или хлористый алюминий в виде насыщенного водного раствора, минеральный наполнитель, трансформаторное масло, исключен уксусный ангидрид.

Карбамидная смола марки КФЖ (ГОСТ 14231-88) является связующим компонентов ПБ смеси. Она представляет водную суспензию белого цвета, негорючую, невзрывоопасную. Удельный вес 1,15-1,27 г/см³. Обладает незначительной токсичностью, обусловленной наличием в смоле свободного формальдегида. Содержание свободного формальдегида в смоле колеблется в пределах 0,4-0,9%, а в ПБ до 0,1-0,2%.

Катализатором отвердения по одному из вариантов является насыщенный водный раствор сульфата алюминия Аl₂(SO₄)₃*18Н₂O: прозрачная бесцветная жидкость. В силу большой гигроскопичности сульфат алюминия в естественном состоянии находится в виде насыщенного водного раствора. Другим вариантом, удовлетворяющим требуемому техническому результату, является использование в качестве катализатора отвердения насыщенного водного раствора хлористого алюминия АlСl₃. В результате полимеризации в обоих указанных вариантах полученная ПБ смесь имеет требуемый необходимый белый цвет.

Твердые наполнители состоят из двух фракций: мелкой (кварцевая мука) и средней (кварцевый песок). Кварцевая мука - серый порошок с размерами частиц 0,01 мм, кварцевый песок - твердое сыпучее вещество белого цвета с размерами частиц 0,1-0,6 мм.

С целью увеличения водостойкости ПБ вводится пластификатор - трансформаторное масло. Трансформаторное масло - маслянистая жидкость, не токсичное.

Способ приготовления ПБ смеси следующий. После дозировки компонентов в карбамидную смолу последовательно вводят кварцевую муку, кварцевый песок, трансформаторное масло и перемешивают до получения однородной смеси. Полученную массу отстаивают для удаления пузырьков воздуха 10-15 мин, после чего вводят катализатор отвердения - сульфат алюминия или хлористый алюминий в виде насыщенного водного раствора и перемешивают в течение 2 минут. Готовую смесь заливают в формы и уплотняют на виброплощадке. Отвердение ПБ смеси в формах длится 116-193 мин (в зависимости от используемого катализатора отвердения) при 20-25°С. Затем изделия извлекают из формы, и они готовы к использованию. Конкретные примеры приготовления полимербетонной смеси приведены в таблицах 1 и 3. Процентное содержание катализатора отвердения оказывает значительное влияние на время схватывания и отвердения ПБ смеси. Эта зависимость для разных катализаторов отражена соответственно в таблицах 2 и 4.

Таким образом, использование в качестве катализатора отвердения сульфата алюминия или хлористого алюминия в виде насыщенного водного раствора позволяет получить ПБ смесь белого цвета, проводить процесс отвердения при нормальной температуре, легко регулировать жизнеспособность ПБ смеси. За счет использования минерального наполнителя мелкой фракции - кварцевой муки - и исключения фарфорового боя получаемая ПБ смесь имеет высокую пластичность, хорошо заполняет формы для получения художественно-декоративных изделий со сложным рельефом, а исключение из состава уксусного ангидрида позволяет обеспечить экологическую безопасность изделий.

Таблица 1
Компоненты	Содержание, маc.%, в составе
1	2	3
Карбамидная смола	32	28	24
Насыщенный водный раствор сульфата алюминия	4,5	7	8,5
Кварцевая мука	44	50	58
Кварцевый песок	19	14	8
Трансформаторное масло	0,5	1	1,5

Таблица 2
Свойства ПБ смеси	Показатель для состава
1	2	3
Время схватывания, мин	28	16	13
Время отвержения, мин	186	169	123
Прочность ПБ на сжатие, МПА	24	22	27

Таблица 3
Компоненты	Содержание, маc.%, в составе
1	2	3
Карбамидная смола	45	43	40
Насыщенный водный раствор хлористого алюминия	8,5	6	2,5
Кварцевая мука	38	46	56
Кварцевый песок	8	4	0
Трансформаторное масло	0,5	1	1,5

Таблица 4
Свойства ПБ смеси	Показатель для состава
1	2	3
Время схватывания, мин	9	14	23
Время отвердения, мин	116	139	193
Прочность ПБ на сжатие, МПА	28	26	23

1. Полимербетонная смесь преимущественно для изготовления художественно-декоративных изделий, включающая карбамидную смолу, катализатор отвердения, минеральный наполнитель в виде кварцевого песка, трансформаторное масло, отличающаяся тем, что она содержит в качестве катализатора отвердения сульфат алюминия в виде насыщенного водного раствора и в качестве минерального наполнителя дополнительно кварцевую муку, при следующих соотношениях, мас.%:

Карбамидная смола 24-32

Сульфат алюминия в виде

Насыщенного водного раствора 4,5-8,5

Кварцевая мука 44-58

Кварцевый песок 8-19

Трансформаторное масло 0,5-1,5

2. Полимербетонная смесь преимущественно для изготовления художественно-декоративных изделий, включающая карбамидную смолу, катализатор отвердения, минеральный наполнитель, трансформаторное масло, отличающаяся тем, что она содержит в качестве катализатора отвердения хлористый алюминий в виде насыщенного водного раствора и в качестве минерального наполнителя кварцевую муку и при необходимости кварцевый песок при следующих соотношениях, мас.%:

Карбамидная смола 40-45

Хлористый алюминий в виде

насыщенного водного раствора 2,5-8,5

Кварцевая мука 38-56

Кварцевый песок 0-8

Трансформаторное масло 0,5-1,5

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в качестве теплоизоляционных материалов в строительстве промышленных и гражданских зданий, а также в теплотехнике в качестве изоляции сооружений и агрегатов.

Способ изготовления изделий из полимерминеральной смеси // 2236388

Изобретение относится к производству высоконаполненных материалов на базе синтетических термореактивных смол с высоким содержанием наполнителей и может быть использовано при изготовлении химически стойких изделий и конструкций.

Композиция для изготовления высокоплотных мастик // 2194733

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления строительных высокоплотных мастик, рекомендуемых для ремонта и восстановления строительных конструкций, работающих в зонах повышенной радиации, а также для приклеивания защитных материалов в виде облицовочных плиток.

Способ получения сыпучих материалов // 2194677

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для получения теплоизоляционных сыпучих материалов, преимущественно в сельской местности.

Композиция для изготовления высокоплотных мастик // 2181368

Изобретение относится к композициям для изготовления строительных высокоплотных мастик, которые могут быть использованы для работ в зонах повышенной радиации. .

Композиция для изготовления высокоплотных мастик // 2133257

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления строительных высокоплотных мастик для выполнения ремонтно-восстановительных и отделочных работ в условиях повышенной радиации, в частности для заделки швов, стыков, трещин на поврежденных участках конструкций и приклеивания штучных облицовочных материалов.

Полимерминеральная композиция для изготовления малотоксичных минераловатных изделий // 2114080

Изобретение относится к строительной промышленности, в частности к сырьевым смесям для производства композиционных материалов, содержащих минеральную основу и органическое связующее, и может быть использовано при изготовлении строительных теплоизоляционных материалов, например материала для наружной отделки зданий "ТИМЛАК" и минераловатных плит для тепловой изоляции строительных конструкций, в том числе стеновых панелей, покрытий и перекрытий в помещениях групп "А-Г", тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов или при изготовлении звукоизоляционных материалов, в том числе для гражданского строительства.

Пенообразующий состав для строительного материала // 2083522

Пенообразующий состав для теплоизоляции // 2083521

Изобретение относится к изготовлению теплоизоляционных материалов на основе синтетических смол. .

Стержень для армирования бетона и способ его изготовления // 2058276

Изобретение относится к арматурному стержню, используемому для армирования несущих и не несущих сборных бетонных конструкций и заменяющему металлические и деревянные детали.

Состав для изготовления теплоизоляционного материала // 2317272

Изобретение относится к химической промышленности

Состав покрытия и способ его нанесения // 2357990

Изобретение относится к составам покрытий на основе полимочевины, содержащим полые микросферы, и к способам нанесения покрытий на любые поверхности в области строительства, машиностроения, приборостроения, авиации, космоса, железнодорожного транспорта и других отраслях промышленно-бытового назначения

Строительный материал керамзитобетон // 2459782

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из керамзитобетона как в гражданском, так и в промышленном строительстве

Аглопоритобетон // 2459783

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из аглопоритобетона, как в гражданском, так и в промышленном строительстве

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий // 2474545

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления теплоизоляционных изделий, используемых в конструкциях стен, полов, перегородок

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий // 2484037

Способ связывания немонолитных оксидных неорганических материалов этерифицированными аминопласт-смолами, отвержденные композиции из этих материалов и этерифицированные аминосмолы // 2516505

Изобретение относится к способу связывания немонолитных оксидных неорганических материалов отверждаемыми композициями, а также к отвержденным композициям, которые могут быть получены указанным способом. Способ заключается в осуществлении контакта неорганических материалов с отверждаемой композицией, содержащей, по меньшей мере, одну отверждаемую этерифицированную карбамидо-формальдегидную смолу, содержащую определенные структурные единицы, с последующим термическим отверждением смолы. Причем количество отверждаемой композиции составляет от 0,5 до 60 мас.% в пересчете на неорганические материалы и отверждение осуществляют при температуре от более 0 до 280°С. Полученные отвержденные композиции обладают улучшенными физико-механическими характеристиками. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 11 табл.

Этинолеперлитобетон // 2519249

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к изготовлению изделий из этинолеперлитобетона, применяемых для тепловой изоляции теплопроводов тепловых сетей и для изготовления теплоизолированных труб полной заводской готовности с монолитной теплогидроизоляционной защитой. Этинолеперлитобетон, полученный из композиции, содержащей перлитовый гравий с наполнителями из инертных материалов, в качестве которых используют асбест пылевидный в виде порошка в количестве 0,2 м.ч., керамзитовую пыль в количестве 0,2 м.ч. и золу-унос тепловых электрических станций в количестве 0,2 м.ч., и композитное вяжущее в виде этинолевой эмали на основе лака этиноль в количестве 1 м.ч. и пластификатора, представленного латексом СКС-65 в количестве 0,1 м.ч., а в качестве ускорителя полимеризации композиции используют интенсивное ультрафиолетовое облучение. Технический результат - повышение качества этинолеперлитобетона за счет уменьшения водопоглощения, коэффициента теплопроводности, увеличения водонепроницаемости и ускорения отверждения. 1 пр.

Способ получения конструкционно-теплоизоляционного материала // 2636718

Изобретение относится к области теплотехники и направлено на повышение эффективности теплоизоляционных характеристик и срока эксплуатации конструкционно-теплоизоляционного материала, используемого для обеспечения тепловой защиты передового энергетического оборудования. Cпособ получения конструкционно-теплоизоляционного материала включает подготовку формовочной смеси, формование, полимеризацию и термообработку, выдержку и остывание. При этом подготовку формовочной смеси проводят в три этапа. На первом этапе готовят смесь на основе алюмосиликатных микросфер, алюмохромфосфатного связующего и катализатора отверждения. На втором этапе готовят смесь на основе алюмосиликатных микросфер и карбамидфурановой смолы. На третьем этапе проводят гомогенизацию двух полученных смесей путем порционного добавления первой смеси ко второй, затем осуществляют формование путем кратковременной виброусадки и постепенного прессования смеси при давлении пуансона 1,5 МПа. Далее проводят полимеризацию при комнатной температуре в течение 12 ч, термообработку осуществляют в кислородной среде ступенчатым нагревом до 700°С в течение 16 ч при следующих температурных режимах: первые 4 ч - при температуре 100-150°С, следующие 4 ч - при температуре 250°С, последующие 4-5 ч - при температуре 400-500°С, оставшееся время - при температуре 700°С. Выдержку проводят при температуре 700°С в течение 4 ч и остывание в печи - в течение 4-5 ч. Причем оптимальное соотношение алюмохромфосфатного связующего и карбамидфурановой смолы по объему составляет 70:30, а соотношение объемов связующих и алюмосиликатных микросфер составляет 1:6. Технический результат – повышение эффективности теплоизоляционных характеристик и срока эксплуатации материала, а именно теплопроводность составляет 0,089 Вт/(м⋅К), прочность на сжатие – 0,75 МПа, плотность – 0,25 г/см3. 1 ил., 1 табл.

Композиция для получения теплоизоляционных изделий // 2641933

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к производству легковесных огнеупорных теплоизоляционных изделий. Композиция включает связующее и легкий заполнитель и дополнительно содержит карбамидофурановую смолу марки ФК и катализатор отверждения марки ОК в количестве 10% от массы смолы. При этом в качестве связующего выбрано алюмохромфосфатное связующее, а в качестве легкого заполнителя выбраны полые алюмосиликатные микросферы с размером частиц от 150 до 280 мкм при следующем соотношении компонентов, маc.%: алюмохромфосфатное связующее 25-34, полые алюмосиликатные микросферы 55-69,5, катализатор отверждения марки ОК 0,5-1, карбамидофурановая смола марки ФК 5-10. Техническим результатом является повышение механических свойств огнеупорных легковесных теплоизоляционных изделий и снижение тепловых потерь с теплоизолируемой поверхности. 3 табл., 12 пр.