CZ34735U1

CZ34735U1 - Geopolymerní pryskyřice pro přípravu pěnového sendvičového jádra

Info

Publication number: CZ34735U1
Application number: CZ202038096U
Authority: CZ
Inventors: Zdeněk Mašek; Zdeněk Ing. Mašek; Michal Král; Michal Ing. Král
Original assignee: Výzkumný a zkušební letecký ústav, a.s.
Priority date: 2020-10-13
Filing date: 2020-10-13
Publication date: 2020-12-29

Description

Geopolymerní pryskyřice pro přípravu pěnového sendvičového jádra

Oblast techniky

Technické řešení se týká složení geopolymerní pryskyřice pro přípravu pěnového jádra sendvičové kompozitní desky. Sendvičová kompozitní deska se používá jako konstrukční nebo obkladový prvek všude tam, kde se vyžadují ochranné izolační nebo protipožární vlastnosti.

Dosavadní stav techniky

Sendvičová kompozitní deska se obvykle skládá z lehkého jádra, jehož povrch je vyztužen houževnatým povlakem. Jádro sendviče je tvořeno porézní výplní, voštinou nebo vlákny. Povlak je tvořen skořepinou z kovové slitiny, polymeru nebo papíru.

Příkladem může být kompozitní deska složená z pěnového polyuretanového jádra sevřeného ze dvou stran hliníkovou deskou. Hliníková deska dodá kompozitu tuhost a zabraňuje hoření, kdežto lehké jádro desku odlehčuje a dodává tepelně izolační vlastnosti. Mezi hliníkové desky lze vkládat jiný vhodný tepelně izolační materiál.

Dalším příkladem je sádrokartonová deska. Křehké porézní sádrové jádro je ze dvou stran vyztuženo kartónovým papírem, který dodává desce ohybovou pevnost a houževnatost. Vysoký obsah vody v sádře v případě požáru zpomaluje jeho šíření.

Podobným typem materiálu jsou desky, u kterých je výztuž homogenně rozptýlena v matrici. Výztuž může být tvořena vlákny nebo porézními částicemi. Příkladem může být sádrovláknitá deska, která je homogenně vyztužena vysokým podílem celulosových vláken. Jiným příkladem je materiál, který vzniká spojením minerálního pojivá, kterým může být např. hlinitanový cement, s porézním částicovým plnivem, např. křemelinou, expandovaným perlitem, expandovaným vermikulitem nebo jiným typem lehčeného minerálního materiálu.

Podstata technického řešení

Předmětem technického řešení je složení geopolymerní pryskyřice pro přípravu lehčené sendvičové kompozitní desky. Součástí technického řešení je také volba povlaku sendvičové desky: geopolymerní pěna a papír, nebo geopolymerní pěna a tkanina.

Složení geopolymerní pryskyřice pro přípravu geopolymerní pěny obsahuje vodní sklo sodné, metakaolin, termální amorfní siliku a termoaktivní nadouvadlo. V konkrétních formulacích dále obsahuje vodní sklo draselné a křemenný písek, nebo alkalivzdomá vlákna a destilovanou vodu.

Geopolymerní pěna vzniká v uzavřené formě po zahřátí geopolymerní pryskyřice na teplotu 100 až 120 °C. Pryskyřice expanduje po zahřátí v důsledku obsahu teplotně aktivní nadouvací přísady. Vazba mezi pěnou a povlakem vzniká po rozlití pryskyřice do formy, která je předem pokryta povlakem. Tekutá pryskyřice vsakuje do povlaku a po vytvrzení se mezi povlakem a pěnou vytvoří pevná vazba.

Objasnění výkresů

Obr. 1 znázorňuje řez vytvrzovací formy.

-1 CZ 34735 UI

Příklady uskutečnění technického řešení

Příklad č. 1 popisuje složení geopolymemí pryskyřice pro přípravu geopolymemí pěny na bázi vodního skla sodného.

Formulace geopolymemí pryskyřice na bázi vodního skla sodného obsahuje 55 až 60 % hmota, vodního skla sodného, 30 až 33 % hmota, metakaolinu, 8 až 9 % hmota, termální amorfní siliky, 1 až 2 % hmota, vody, 0,8 až 1,2 % hmota, termoaktivního nadouvadla a 0,3 až 0,5 % hmota, sekaných alkalivzdomých vláken.

Příklad č. 2 popisuje výhodné složení geopolymemí pryskyřice na bázi vodního skla sodného dle příkladu 1 potřebné pro výrobu desky o rozměrech 30 x 45 x 2 cm a objemové hmotnosti 420 kgm^-3 a dále postup její výroby.

vodní sklo sodné (SiO2/Na2O=2,4; sušina 47 %)	894,85 g
metakaolin	479,97 g
termální amorfní silika	134,44 g
destilovaná voda	20,10 g
sekaná alkalivzdomá vlákna	6,50 g
termoaktivní nadouvadlo	15,22 g

Rozmíchaná a homogenizovaná pryskyřice se rozlije do vytvrzovací formy dle obrázku 1, která se skládá z kovové desky 2 a obdélníkového rámu, tvořeného čtyřmi plastovými příčkami 6. Na kovové desce 2 je volně položen list celulosového papim 4 se zahnutými okraji. Po rozlití pryskyřice se na hladinu pryskyřice 5 přiloží dmhý list celulosového papim 4. Poté se forma uzavře horní kovovou deskou 1. Vytvrzovací forma se na okrajích stáhne ocelovými šrouby a maticemi. Poté se vloží ve vodorovné poloze do sušárny. Vytvrzovací forma je ponechána v sušárně po dobu 18 hodin při teplotě 120 °C. Obě kovové desky 1 a2 a plastový rám vymezují vnitřní prostor vytvrzovací formy ve tvaru kvádru o rozměrech 30 x 45 x 2 cm. Geopolymemí pryskyřice 5 se nalévá do formy tak, aby 75 % vnitřního objemu formy tvořil prostor pro expanzi 3.

Příklad č. 3 popisuje složení geopolymemí pryskyřice pro přípravu geopolymemí pěny na bázi směsi vodního skla sodného a draselného.

Formulace geopolymemí pryskyřice na bázi směsi vodního skla sodného a draselného obsahuje 10 až 15 % hmota, vodního skla sodného, 20 až 25 % hmota, vodního skla draselného, 20 až 25 % hmota, metakaolinu, 5 až 10 % hmota, termální amorfní siliky, 35 až 40 % hmota, mletého křemenného písku a 0,8 až 1,5 % hmota, termoaktivního nadouvadla.

Příklad č. 4 popisuje výhodné složení geopolymemí pryskyřice na bázi směsi vodního skla sodného a draselného dle příkladu 3 potřebné pro výrobu desky o rozměrech 30 x 45 x 2 cm a o objemové hmotnosti 540 kgm^-3 a dále postup její výroby.

vodní sklo sodné (SiO2/Na2O=2,4; sušina 47 %) vodní sklo draselné (SiO2/K2O=l,7; sušina 55 %) metakaolin Termální amorfní silika Křemenný písek (d5o=O,14 mm) Termoaktivní nadouvadlo

209,57 g 391,72 g 369,71 g 107,95 g 612,13 g 15,22 g

- 2 CZ 34735 UI

Dále se postupuje jako v příkladu 2.

Průmyslová využitelnost

Geopolymemí pěna je využitelná jakožto nehořlavý konstrukční materiál s nízkou tepelnou vodivostí pro výrobu protipožárního nebo tepelně izolačního geopolymemího pěnového prvku.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Geopolymemí pryskyřice pro přípravu pěnového sendvičového jádra, vyznačující se tím, že obsahuje 10 až 59 % hmota, vodního skla sodného, 20 až 33 % hmota, metakaolinu, 5 až 10% hmota, termální amorfní siliky, 0,8 až 1,5 % hmota, termoaktivního nadouvadla a další složky vybrané ze skupiny sekaná alkalivzdomá vlákna, destilovaná voda, vodní sklo draselné a křemenný písek.
2. Geopolymemí pryskyřice podle nároku 1, vyznačující se tím, že vodní sklo sodné obsahuje S1O2 aNa2O v molámím poměru 2,4:1 se 47 % sušiny.
3. Geopolymemí pryskyřice podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje 55 až 59 % hmota, vodního skla sodného, 30 až 33 % hmota, metakaolinu, 8 až 9 % hmota, termální amorfní siliky, 0,8 až 1,2 % hmota, termoaktivního nadouvadla a dále 0,3 až 0,5 % hmota, sekaných alkalivzdomých vláken a 1 až 2 % hmota, destilované vody.
4. Geopolymemí pryskyřice podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje 10 až 15 % hmota, vodního skla sodného, 20 až 25 % hmota, metakaolinu, 5 až 10 % hmota, termální amorfní siliky, 0,8 až 1,5 % hmota, termoaktivního nadouvadla a dále 20 až 25 % hmota, vodního skla draselného a 35 až 40 % hmota, křemenného písku.
5. Geopolymemí pryskyřice podle nároku 4, vyznačující se tím, že vodní sklo draselné obsahuje S1O2aK2O v molámím poměru 1,7:1 s 55 % sušiny.
6. Geopolymemí pryskyřice podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že střední velikost částic křemenného písku dsoje 0,14 mm.
7. Geopolymemí pryskyřice dle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že je uspořádaná v jádm sendvičové desky, která je na svých plochách vyztužena celulosovým papírem nebo alkalivzdomou tkaninou.