СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОДЕКОРА

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОДЕКОРА


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2276659 (13) C2

(51) МПК
C03B 19/08 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 17.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2006.05.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004124304/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.08.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.08.09 
(43) Дата публикации заявки: 2006.01.27 
(45) Опубликовано: 2006.05.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 914512 A, 23.03.1982.

SU 1654280 A2, 07.06.1991.

SU 1211237 A1, 15.02.1986.

SU 1291564 A2, 30.02.1987.

US 5895511 A, 20.04.1999.

WO 99/32411 A, 01.07.1999. 
(72) Имя изобретателя: Баранов Евгений Владимирович (RU); Шелковникова Татьяна Иннокентьевна (RU); Матющенко Ирина Николаевна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: ГОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет - ГОУ ВПО ВГАСУ (RU) 
(98) Адрес для переписки: 394006, г.Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84, ГОУВПО ВГАСУ, патентно-информационный отдел 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕНОДЕКОРА

Изобретение относится к технологии производства пеноматериала и может быть использовано при изготовлении пенодекора. Задачей изобретения является упрощение технологического процесса, получение эффективного декоративного теплоизоляционного материала, предназначенного для наружной и внутренней облицовки жилых и промышленных зданий. Способ производства заключается в измельчении тарного стеклобоя до удельной поверхности 5000-7000 см2/г, увлажнении его до влажности 8%. Из полученной шихты прессуют на прессе образцы, давление прессования 20 МПа. Затем образцы подвергают обводнению при тепловлажностной обработке для образования силанольной воды, которая и будет способствовать вспучиванию при термообработке. Режим тепловлажностной обработки: подъем температуры в течение 2 часов, выдержка при максимальной температуре 85-95°С в течение 6 часов, охлаждение до 15-25°С в течение 3 часов. На обводненные образцы методом полива наносят декоративный слой и далее подвергают термообработке при температуре 800°С с последующим отжигом. Получаемые образцы имеют плотность 350 кг/м3, предел прочности при изгибе 28 кгс/см2 и декоративную, глянцевую водонепроницаемую пленку стекла толщиной 0,2-0,3 мм, что дает возможность использовать теплоизоляционный материал для облицовки стен зданий, создавать из них художественные и декоративные вставки. 1 табл.



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к технологии производства пеноматериалов и может быть использовано при изготовлении пенодекора для отделки фасадов зданий и снижения теплопроводности ограждающих конструкций.
Известен способ получения пенодекора в виде непрерывной ленты, заключающийся в прогревании до температуры 400-500°С шихты, состоящей из стеклобоя и газообразователя, и прессовании из нее непрерывной ленты толщиной 10-20 мм. На образующуюся ленту наносится слой шихты толщиной 20-40 мм. Далее лента поступает на термообработку при температуре 820-860°С с последующим отжигом [1].
Однако при производстве пенодекора в виде непрерывной ленты из-за неравномерности изотермии по ширине канала печи происходит неравномерное вспенивание и, как следствие, снижение прочности изделия [2].
При окрашивании лицевой поверхности требуется большой расход пигмента, так как окрашивание можно произвести в данном случае только по всей толщине отпрессованной ленты.
Кроме того, данный способ предполагает непосредственное соприкосновение лицевой поверхности пенодекора с роликами, по которым происходит движение материала в печи, тем самым не исключается деформация и повреждение лицевой поверхности изделия, что снижает архитектурно-художественную выразительность.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения пенодекора, сущность которого заключается в изготовлении пеноматериала путем подготовки шихты, укладки в форму слоями и формования с последующей термообработкой при температуре разложения газообразователя. В качестве газообразователя используется тонкомолотый мел. В покровный слой декора с удельной поверхностью стеклопорошка 100-200 м2/кг дополнительно вводят силикатную надглазурную краску. Однако получаемый материал имеет сравнительно большую плотность 800-1000 кг/м3 и требует большое количество пигмента для получения равномерно окрашенного материала при нанесении методом опудривания [3]. Кроме этого, у пенодекора, производящегося в формах, за счет пристенного эффекта на поверхности материала образуется горбушка, что снижает архитектурно-художественную выразительность.
Задачей изобретения является упрощение технологического процесса и получение эффективного декоративного теплоизоляционного материала, предназначенного для наружной и внутренней облицовки жилых и промышленных зданий.
Поставленная задача достигается тем, что:
1. В качестве газообразователя используется силанольная вода, это позволяет получить пеноматериал с равномерной ячеистой пористостью.
2. Вспенивание производится без форм на керамических лещадках в щелевой печи. Для предотвращения прилипания пеномассы к лещадкам их смазывают каолиновой суспензией. Данная операция позволяет исключить из технологического процесса дорогостоящий парк форм из жаростойкой стали, тем самым способствуя упрощению технологического процесса и снижению себестоимости получаемого материала.
3. Нанесение покровного слоя декора осуществляется методом полива. Это позволяет упростить технологический процесс, способствует получению равномерно распределенного покровного слоя по изделию с меньшим расходом пигмента по сравнению с методом опудривания, способствует получению эффективного декоративного теплоизоляционного материала, предназначенного для наружной и внутренней облицовки жилых и промышленных зданий.
Пенодекор получают следующим образом: измельченный стеклобой до удельной поверхности 5000-7000 см2/г подвергается увлажнению до влажности 8%, а затем прессованию при давлении прессования 20 МПа.
Состав шихты для основания из пеностекла:
Стеклобой 92% 
Вода 8% 

Отпрессованные таким образом сырцовые плитки подвергаются тепловлажностной обработке (ТВО) с целью обводнения массы и упрочнения сырца.
В общем виде процесс обводнения может быть записан в виде следующей химической реакции:
Si-ONa+Н2О Si-OH+NaOH
Согласно [4] присоединение воды к стеклу происходит в двух формах: Н2О и ОН-, при этом мономерные группы ОН- входят в стекло с разрывом связей Si-O-Si .
В соответствии с данными [5, 6, 7] в стеклах принято различать гидратированные и негидратированные участки. Гидроксильные группы, связанные непосредственно с кремнием, называют силанольной водой.
При 6-часовой изотермической выдержке при ТВО общее количество связанной воды составляет 4%, в том числе силанольной - 2%, что достаточно для вспенивания материала.
В случае уменьшения изотермической выдержки при ТВО до 4 часов общее количество связанной воды составляет 3%, в том числе силанольной - 1%.
В случае увеличения изотермической выдержки при ТВО до 8 часов общее количество связанной воды составляет 4,8%, в том числе силанольной - 2,6%.
Необходимым и достаточным условием для вспенивания материала является содержание силанольной воды в количестве 2% и более.
Прочностные показатели образцов после ТВО возрастают в интервале от 4 до 6 часов изотермической выдержки и понижаются в интервале от 6 до 8 часов за счет изменения и перестройки микроструктуры образцов. Максимальную прочность после ТВО образцы достигают при 6-часовой изотермической выдержке. 
ТВО в среде насыщенного водяного пара сырцовых плиток может осуществляется в известных из уровня техники пропарочных камерах (ямной, щелевой, туннельной) по следующему режиму: подъем температуры в течении 2 часов, выдержка при максимальной температуре 85-95°С и атмосферном давлении в течении 6 часов, охлаждение до температуры 15-25°С в течении 3 часов.
После ТВО материал имеет определенную прочность, достаточную для транспортирования и нанесения покровного слоя. Покровный слой наносится методом полива заранее приготовленной суспензией, состоящей из измельченного до удельной поверхности 3000-4000 см2/г стеклобоя, пигмента и воды.
Состав покровного слоя декора:
Стеклобой 49,9-45% 
Пигмент 0,1-5% 
Вода 50% 

Покрытые покровным слоем декора образцы проходят термообработку при температуре 800°С с последующим отжигом. При термообработке силанольная вода испаряется, что способствует вспениванию материала с образованием равномерно распределенных замкнутых ячеек. Удаление молекулярной воды происходит при 70...170°С, а основной части силанольной воды при температуре более 500°С. 
Получаемые образцы при данной температуре имеют равномерно распределенную ячеистую пористость и плотность 350 кг/м3 .
Покровный слой декора при тепловой обработке в печи образует на готовом изделии водонепроницаемую, плотную пленку декора толщиной 0,2-0,3 мм, хорошо сцепленную с основанием из пеностекла.
Отжиг производится по ранее известным температурным режимам для отжига пеностекла.
После отжига образцы проходят механическую обработку для придания им четких геометрических размеров.
Пример изготовления пенодекора в лабораторных условиях.
Для получения пенодекора может использоваться стеклобой тарного и оконного стекла, измельченный до удельной поверхности 5000 см2/г в шаровой мельнице и увлажненный до влажности 6-8%. Из полученной шихты в стальных формах прессуются образцы диаметром 5 см, высотой 1 см при давлении прессования 20 МПа. Затем отпрессованные образцы подвергаются ТВО в пропарочной камере по ранее описанному режиму, при этом происходят физико-химические процессы, приводящие к упрочнению сырца и его обводнению. Прочность сырца после ТВО составляет 100-150 кгс/см2. На поверхность образцов наносится покровный слой декора методом полива.
Вспенивание проводилось в лабораторной муфельной печи при температуре 800°С на керамической подложке, смазанной суспензией из каолина и воды. После вспенивания образцы отжигались по ранее известным температурным режимам для отжига пеностекла.
Основные свойства пенодекора приведены в таблице.
Таблица

Сравнительные характеристики пенодекора 
Показатели Предлагаемый способ По прототипу 
Плотность, кг/м3 350 800 
Коэффициент теплопроводности, Вт/мК 0,06-0,07 - 
Предел прочности при изгибе, кгс/см2 28 20 

Таким образом, пенодекор, получаемый предложенным способом, имеет улучшенные показатели по плотности, а в итоге и по коэффициенту теплопроводности, что способствует получению эффективного декоративно-теплоизоляционного материала, сочетающего в себе свойства теплоизоляции стен зданий и придание им архитектурно-художественной выразительности.
Источники информации
1. АС №654554. Устройство для изготовления пеностекла, Грабовских В.А., Миронов В.Л., Архипенко А.И., Смычук В.А., приоритет 09.10.77, опубл. 30.03.79, бюл. №12.
2. Демидович Б. К. Производство и применение пеностекла. - Минск,: Изд-во Наука и техника, 1972. - 300 с.
3. AC №914512. Способ изготовления пеноматериалов, Демидович Б.К., Пилецкий В.И., Новиков Е.С., Хайновская Т.С., Красько К.Ф., приоритет 05.05.80, опубл. 23.03.82, бюл. №11.
4. Наседкин В.В. Типы воды в природных и искусственных стеклах различного состава / В.И.Панеш, Е.С.Рудницкая // Труды VXX совещ. по экспериментальной и технической минералогии и петрографии. - М.: Наука, 1966. - С.220-224.
5. Исследование поликонденсационных процессов, сопровождающих реакций получения и твердения вяжущих и других материалов на силикатной основе.: Отчет по г/б. УДК 666.79.022 / Н.И.Малявский, Э.П.Агасян, Е.И.Мартынычева, А.В.Прощин, Н.А.Сахарова. - М.: МИСИ, 1983. - 78 с.
6. Шелковникова Т.И. Пористые заполнители на основе обводненных техногенных стекол.: Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. / Шелковникова Татьяна Иннокентьевна. - М.: 1989. - С. 40-54 - 132 с
7. Айлер Р. Коллоидная химия кремнезема и силикатов. - М.: Государственное издательство литературы по строительству, архитектуре и строительным материалам, 1956. - 287 с.



ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ изготовления пенодекора, включающий подготовку шихты, укладку основного слоя из измельченного стеклобоя, покровного слоя, содержащего измельченный стеклобой и силикатную надглазурную краску, и вспенивание, отличающийся тем, что измельченный стеклобой для получения основного слоя подвергают увлажнению до влажности 8%, затем прессуют при давлении 20 МПа, полученные сырцовые плитки подвергают тепловлажностной обработке для обводнения по следующему режиму: подъем температуры в течение 2 ч, выдержке при максимальной температуре 85-95°С в течение 6 ч, охлаждение до температуры 15-25°С в течение 3 ч, покровный слой наносят поливом.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru