PL219035B1

PL219035B1 - Sposób wytwarzania szkła piankowego

Info

Publication number: PL219035B1
Application number: PL399582A
Authority: PL
Inventors: Krzysztof Wasylak; Marek Lisiecki; Jan Wasylak; Grzegorz Kuciński
Original assignee: Grzegorz Kuciński; Marek Lisiecki; Jan Wasylak; Krzysztof Wasylak
Priority date: 2012-06-20
Filing date: 2012-06-20
Publication date: 2015-03-31
Also published as: PL399582A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania szkła piankowego, stosowanego głównie w przemyśle materiałów budowlanych.

Szkło piankowe wytwarza się przez ogrzanie do temperatury mięknienia rozdrobnionego zestawu surowcowego złożonego z proszku szklanego i substancji spieniających. Proszek szklany stanowi najczęściej rozdrobniona stłuczka szkieł krzemianowych sodowo-wapniowych, która może być w części zastąpiona przez inne składniki, przykładowo przez granulowane żużle wielkopiecowe, tufy porfirowe. Jako substancje spieniające stosowane są sadza, odpady zawierające węgiel, grafit, koks, węglik krzemu i inne spalające się z wydzielaniem składników gazowych. Ujednorodniony zestaw surowcowy po uformowaniu, przykładowo w stalowych formach lub przez wyciskanie warstwy ciągłej między walcami zespołu prasującego, poddaje się obróbce cieplnej podgrzewania, spiekania oraz spieniania, korzystnie w piecu tunelowym ze strefowym rozkładem temperatur. W wysokich temperaturach następuje rozkład substancji spieniających lub reakcje z tlenem składników zawierających węgielka prężność powstałych gazów wytwarza w masie szklanej drobne pęcherze. W końcowych operacjach dokonuje się powolnego chłodzenia tafli szkła piankowego z odprężaniem.

Znany sposób wytwarzania szkła piankowego, przedstawiony w polskim opisie patentowym nr PL 81982 polega na podgrzewaniu i spiekaniu zestawu surowcowego proszku szklanego z dodatkiem sadzy w temperaturze 750 do 850°C w czasie 20 min oraz następnym spienianiu w temperaturze 910 do 930°C w czasie 25 do 32 min. W kolejnych zabiegach szkło poddaje się stabilizacji w zakresie temperatur 920 do 500°C w czasie 10 do 15 min, wyrównuje temperaturę w zakresie 650 do 700°C w czasie 27 min i powoli studzi do temperatur 600 do 480°C w czasie 3,5 godz. Na koniec szkło poddaje się powolnemu chłodzeniu i odprężaniu przez 7,5 godz. od temperatury 480 do 20°C.

Według sposobu przedstawionego w opisie PL 86406 zestaw surowcowy złożony z: 25 do 40% wag. zmielonej stłuczki szklanej, 20 do 30% wag. tufów wulkanicznych, 15 do 20% wag. diabazu, do 20% wag. bazaltu oraz czynników spieniających, poddaje się mieleniu do rozdrobnienia o po₂ wierzchni właściwej 6000 do 7000 cm²/g oraz następnie obróbce cieplnej spieniania w temperaturze 750 do 1000°C, powolnego chłodzenia i odprężania.

Z polskiego opisu patentowego PL 152049 znany jest sposób w którym zestaw zmielonej stłuczki szklanej, granulowanego żużla wielkopiecowego i sadzy aktywnej poddaje się spienianiu w temperaturze 930°C, a następnie odpręża i studzi.

Dotychczasowo znane sposoby wytwarzania szkła piankowego są czaso- i energochłonne; wymagane temperatury spieniania są wysokie, często przekraczające 900°C.

Sposób wytwarzania szkła piankowego według niniejszego wynalazku podobnie jak w znanych, powyżej opisanych sposobach, polega na przygotowaniu zestawu surowcowego zawierającego: 60

- 80% wagowo odpadowej stłuczki szkła opakowaniowego, gospodarczego i/lub płaskiego, środki spieniające i lepiszcze, które poddaje się mieleniu i ujednorodnieniu do rozdrobnienia o powierzchni ₂ właściwej około 6000 cm²/g, następnym formowaniu i prowadzeniu procesów cieplnych podgrzewania, spiekania oraz spieniania, korzystnie w piecu tunelowym ze strefowym rozkładem temperatur, a w końcowych operacjach powolnym chłodzeniu. Istota wynalazku polega na tym, że do zestawu surowcowego dodaje się minerał boranowy: kwas borowy albo boraks w ilości 5 - 25% wag., jako środki spieniające: glicerynę w ilości 1 - 5% wag. i węglik krzemu w ilości 0,2 - 1,5% wag.. Lepiszczem jest szkło wodne w ilości 2 - 10% wag.. Proces cieplny spiekania i spieniania prowadzi się w zakresie temperatur 700 - 800°C przez okres około 45 minut.

W korzystnym wykonaniu sposobu podczas schładzania, po osiągnięciu temperatury 400°C taflę spienionego szkła łamie się na kawałki o wymiarach gabarytowych w zakresie 5 do 10 cm i pozostawia aż do całkowitego wystudzenia.

Możliwym jest również wykonanie sposobu, w którym podczas schładzania taflę spienionego szkła poddaje się odprężaniu.

Sposób według wynalazku jest mniej energochłonnym i bardziej wydajnym, proces spiekania prowadzony jest w niższych temperaturach, głównie dzięki wprowadzonemu do zestawu minerałowi z rodziny boranów, o właściwościach katalitycznych. Proces umożliwia otrzymywanie szkła piankowego w postaci kawałkowanej, co eliminuje konieczność odprężania, albo w postaci płyt odprężanych podczas schładzania tafli spienionego szkła.

PL 219 035 B1

Przykład wykonania sposobu

Do odpadowej, zmielonej stłuczki szkła opakowaniowego, gospodarczego i/lub płaskiego w ilości 69,5% wag. dodaje się 15% wag. kwasu borowego lub boraksu, stanowiących minerały z rodziny boranów. Jako środki spieniające 5% wag. gliceryny i 0,5% wag. węglika krzemu, a lepiszczem jest szkło wodne w ilości 10% wag.. Mieszaninę takiego zestawu składników mieli się do rozdrobnienia ₂ powierzchni właściwej około 6000 cm²/g i następnie poddaje się procesowi podgrzewania, spiekania i spieniania w zakresie temperatur maksymalnie 700 do 800°C, w piecu tunelowym ze strefowym rozkładem temperatur, w czasie około 45 min. W następnym etapie schładzania, po osiągnięciu temperatury rzędu 400°C dokonuje się łamania tafli szkła piankowego na kawałki o wielkości 5 do 10 cm, które pozostawia się do całkowitego wystudzenia. Otrzymane szkło piankowe zawiera pory o średnicy około 1 mm, cechuje się wysoką wytrzymałością mechaniczną na ściskanie i podwyższoną odpornością chemiczną.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania szkła piankowego, polegający na przygotowaniu zestawu surowcowego zawierającego: 60 - 80% wag. odpadowej stłuczki szkła opakowaniowego, gospodarczego i/lub płaskiego, środki spieniające i lepiszcze, które poddaje się mieleniu i ujednorodnieniu do rozdrobnienia ₂ o powierzchni właściwej około 6000 cm²/g, następnym formowaniu i prowadzeniu procesów cieplnych podgrzewania, spiekania oraz spieniania, korzystnie w piecu tunelowym ze strefowym rozkładem temperatur, a w końcowych operacjach powolnym chłodzeniu, znamienny tym, że do zestawu surowcowego dodaje się minerał boranowy: kwas borowy albo boraks w ilości 5 - 25% wag., środki spieniające: glicerynę w ilości 1 - 5% wag. i węglik krzemu w ilości 0,2 - 1,5% wag., i lepiszcze ze szkła wodnego w ilości 2-10% wag., natomiast proces cieplny spiekania i spieniania prowadzi się w zakresie temperatur 700-800°C przez okres około 45 minut.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas schładzania, po osiągnięciu temperatury 400°C taflę spienionego szkła łamie się na kawałki o wymiarach gabarytowych w zakresie 5 do 10 cm i pozostawia aż do całkowitego wystudzenia.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że podczas schładzania taflę spienionego szkła poddaje się odprężaniu.