[go: up one dir, main page]

WO2007084023A1 - Procédé de production de matériau en flocons a partir d'une masse fondue minérale, dispositif de mise en oeuvre de ce procédé et composition polymère - Google Patents

Procédé de production de matériau en flocons a partir d'une masse fondue minérale, dispositif de mise en oeuvre de ce procédé et composition polymère Download PDF

Info

Publication number
WO2007084023A1
WO2007084023A1 PCT/RU2006/000134 RU2006000134W WO2007084023A1 WO 2007084023 A1 WO2007084023 A1 WO 2007084023A1 RU 2006000134 W RU2006000134 W RU 2006000134W WO 2007084023 A1 WO2007084023 A1 WO 2007084023A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
film
melt
bowl
mass
flakes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2006/000134
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dmitry Danilovich Dzhigiris
Aleksei Aleksandrovich Nicolaenko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Obschestvo S Organichennoi Otvestvennostyu 'bazaltoplastik'
Original Assignee
Obschestvo S Organichennoi Otvestvennostyu 'bazaltoplastik'
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Obschestvo S Organichennoi Otvestvennostyu 'bazaltoplastik' filed Critical Obschestvo S Organichennoi Otvestvennostyu 'bazaltoplastik'
Publication of WO2007084023A1 publication Critical patent/WO2007084023A1/ru
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/005—Manufacture of flakes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08—Anti-corrosive paints
    • C09D5/082—Anti-corrosive paints characterised by the anti-corrosive pigment
    • C09D5/086—Organic or non-macromolecular compounds

Definitions

  • the invention relates to methods and devices for producing flake particles from natural minerals, in particular basalt flake particles, and also relates to the production of a protective barrier coating on various surfaces based on a polymer composition filled with such flake particles.
  • a protective barrier coating on various surfaces based on a polymer composition filled with such flake particles.
  • Mineral melt flake fillers are used both for applying thin-layer coatings to objects for various purposes in order to protect them from corrosion and abrasive wear, and in the manufacture of chemically resistant and durable composites, heat-insulating materials, roofing materials, paper and other products.
  • the method consists in the following: carry out the melting in an induction furnace of bulk material from basalt rocks at a temperature of 1950 - 2200 ° C. Then, the fibers are formed by blowing a vertical melt jet with an energy carrier jet in the blowing head, followed by deposition on the outlet container in the fiberization chamber, while lowering the temperature to 1450 - 1500 0 C by feeding the melt on the cast-iron tray installed in front of the blowing head.
  • the method provides high-quality fiber with a diameter of 0.1 - 22 mm, length up to 40 mm with a low content of non-fibrous inclusions. 2 ill. The method does not provide a flake material.
  • a method for producing mineral fiber, including basalt fiber is known.
  • the known invention solves the problem of creating a highly efficient and energy-saving method for producing mineral fibers with high operational parameters and a device for its implementation.
  • the method of producing mineral fiber is to continuously feed the mixture into stabilized volume of a plasma reactor with a plasma temperature of up to 4000 ° C, followed by flow of the formed melt through a water-cooled tray into the battery volume (option 1), or in a metered supply of the charge into the melting volume of the reactor with ignition of the arc between the carbon electrodes by introducing a graphite track (option 2 ) Next, the melt enters the aerodynamic system of Laval nozzles, where it is blown, primary separation into fiber and solid metal oxides, grinding of solid oxides.
  • a device for producing mineral fiber contains an aerodynamic system consisting of a rotating with notches, mounted on plates, a circular disk, around the perimeter of which are Laval nozzles.
  • basalt gravel As a source of raw materials use basalt gravel. From the hopper - feeder with the help of a conveyor - dispenser, the feedstock enters the melting furnace. In a melting furnace, basalt gravel is melted and then the melt is fed to a dispersion device. By means of pneumatic transport, flocculent particles (gray scales) obtained after dispersion enter the hopper - the accumulator of inactive particles. Then, from the storage hopper, particles are fed by a pneumatic conveyor to the flake particles activation furnace, where activation occurs at 700 - 800 0 C. The activation furnace is designed for chemical-thermal treatment of basalt flakes in air.
  • the activation furnace contains a feeder, a lined heating chamber with an electric heater in the lower part of the chamber, a drum with baffles for transporting and mixing the product located on supports in the heating chamber, loading and unloading heads, a drum drive, means for adjusting the angle of the drum, means for continuously feeding the product into the air environment and means of monitoring operational parameters and dust collection system.
  • Activated particles come from the furnace to a fine grinding mill, for example a spring mill. After the mill, fine particles enter the classifier, where they are divided into several fractions. From the classifier, lamellar flakes divided into fractions are fed by pneumatic transport to the bunkers - storage rings of finished products in the form of inactive lamellar flakes, for this the hopper-accumulator is connected by an additional pneumatic transport to additional bunkers - drives for collecting "gray garbage". From the storage bins, the activated flocculent particles separated into fractions are transferred from non-activated particles to a machine for packing the obtained powder. The line is equipped with a dust collection system, including a number of dust collectors, combined into a single closed circuit, which ensures environmentally friendly production of flocculent particles.
  • a device for producing fine scaly particles is known.
  • Mainly mineral containing a receiver of molten mass with an electric motor, a casing, a spray placed in the casing, and cooling means, while it is equipped with a unit for vertical and horizontal movement of the spray made in the form of a horizontal beam placed on a rigidly mounted telescopic support with latches for positioning the beam wherein the beam is made with a groove to accommodate the telescopic support, the sprayer is mounted on one of the ends of the supporting beam and is made in the form of a turbine with an axis, steam a parallel axis of the supply of molten mass, an electric motor is installed at the other end of the carrier beam, and the cooling means is made in the form of an annular manifold for air supply with nozzles communicated by the casing cavity.
  • it is equipped with interchangeable turbines with a different number of blades, and for the purpose of intensively removing flakes from the zone of the
  • the disadvantage of this method of manufacturing flakes is its complexity, since the process of film formation proceeds in two stages: first, trickles of melt are formed, and then a film of them.
  • the film turns out to be uneven in thickness, as a result of which the flakes formed during its crushing are also heterogeneous in thickness and, accordingly, in elasticity.
  • the holes in the bowl through which the trickles of the melt exit under the action of its high temperature and pressure will gradually increase in diameter, which will eventually lead to an increase in the thickness of the trickles and, accordingly, the film.
  • the disadvantage of this method is its increased material consumption.
  • This method as a one-stage process, is less labor-consuming and material-intensive, however it is also complicated, as the previous one, due to the need to stretch the molten material between the plates so that it does not touch their surfaces, does not roll and does not fold into folds.
  • the disadvantage of this method also relates to the fact that the size and thickness of the obtained glass flakes depend on many process parameters: the rotation speed of the surface to which the melt is fed, the temperature and viscosity of the melt, the distance of this surface from the annular parallel plates, the gap between the plates and their diameter, the amount of vacuum in the vacuum chamber. These parameters can vary widely, and they are all interconnected with each other. Therefore, the disadvantage of this known method is the difficulty in selecting the parameters necessary for the manufacture of glass flakes of a given size. Because of this, this method is not suitable for the industrial production of flake material.
  • This method of manufacturing flakes in comparison with the previous one is simpler and less material intensive, therefore it is used for the industrial production of flake material.
  • this method of manufacturing flakes does not allow maintaining the uniformity of the glass melt in temperature and viscosity when it is supplied from the feeder to the inner surface of the truncated inverse cone, since the outer layer of the melt jet gives off some of the heat to the environment.
  • the film formed from it turns out to be uneven in thickness, and, consequently, the scales are obtained with different thicknesses.
  • a pulsed stream of cold compressed air it is randomly crushed into discrete flakes, as a result of which their surface areas are inhomogeneous in size.
  • brittleness increases and the elasticity of the resulting flakes decreases.
  • a device for producing thin glass flakes is known from JP 59-21533, 1984, including a furnace for preparing molten glass with a feeder, a die feeder with an outlet, a mushroom-shaped element mounted for rotation around its axis, a slotted ring blower, and an assembly for collecting flakes under the effect of rarefaction.
  • the disadvantage of this device is that with an increase in the speed of rotation of the mushroom element to reduce the thickness films can melt away from its surface and, consequently, disrupt the process of its formation.
  • Another disadvantage of the device is that when the film is drawn on the surface of the mushroom-shaped element, it rapidly cools, after which further thinning of the film stops. Therefore, the device has limited performance, and therefore the glass flakes made by this device are relatively thick. Moreover, they are also relatively large, since when crushing a thick film by a stream of compressed air, coarse-grained particles are obtained.
  • a device for the manufacture of films and flakes of thermoplastic material, comprising a chamber with an annular dispensing outlet and two concentric side walls extending down from this chamber, a device for supplying a gas stream parallel to the inner wall, a pair of perforated rolls installed with the possibility of rotation towards each other, each of which includes two longitudinal cavities, one of them being under vacuum, and the other under pressure.
  • the molten glass exiting the annular hole forms a continuous thin-walled cylinder by means of a gas flow, since the specified flow creates a certain temperature regime for the molten glass flowing from the chamber.
  • a thin-walled cylinder is captured by perforated rolls, and due to their tight fit to each other, the thin walls of the cylinder break down and turn into shapeless flakes, which are sucked into the cavity under vacuum and are pushed out of the other cavity by a gas stream into the container. From the container, the finished flake material enters a cyclone device for separating the flakes into fractions.
  • This device created on the basis of the formation of a thin film in the form of a thin-walled cylinder and the mechanical destruction of the film using a cutting tool, in comparison with the previous device provides thinner and smaller flakes.
  • this device is also characterized by low productivity and does not provide the possibility of obtaining micro-thin flakes, since to create cylinders with micro-thin walls, it is necessary to create very high speeds for drawing them out of the melt, which is practically impossible.
  • Another disadvantage of the device is the design complexity of the mechanical destruction unit of thin-walled cylinders, which is characterized by low productivity and high energy intensity, since mechanical destruction of flakes is accompanied by a relatively large energy consumption for rotating the rolls, creating a vacuum and increased pressure in the hollow chambers of the latter.
  • the reverse truncated cone is made with an opening angle of 10 - 45 ° and truncating it at a distance equal to 1/3 - 1/2 of the height of the cone.
  • the disadvantages of the installation are, first of all, the heterogeneity of the melt located in the film-forming element in temperature and viscosity and the low degree of amorphism of its structure, as a result of which a relatively thick and also non-uniform thickness film is obtained. Due to this, the scaly material obtained from this film contains thick and non-uniform thickness flakes.
  • the installation’s disadvantages include too much depth of the truncated inverse cone, which increases the heat loss by the melt and accordingly reduces its viscosity.
  • the process of extrusion of the melt from the cone and the formation of a thin film is disrupted, and this, in turn, worsens the quality of the flake material: the flakes are heterogeneous in thickness and have a reduced degree of elasticity.
  • Such a scaly material is ineffective as a filler of coatings resistant to corrosion and abrasive wear.
  • Another disadvantage of the installation is the ingress of flakes into the atmosphere during crushing of the film by a pulsed stream of compressed air, which leads to environmental degradation of production facilities.
  • basalt scales in view of their special valuable qualities, are widely used in materials used to create various compositions intended for wear-resistant thixotropic polymer coating, resistant to aggressive environments on structural elements of buildings and structures made of metal and concrete, corrosion protection of structural elements of pipelines, anticorrosive protection of metal components and assemblies of various branches of technology, devices of wear-resistant anticorrosive bulk floors s, resistant to solvents and petroleum products, decorative finishes specified protected surfaces.
  • the following prior art justifies all the advantages of flake fillers.
  • polymeric anticorrosion coatings are generally known to be filled, in particular highly filled.
  • quartz sand RU 2250946, 04/27/2005, hollow quartz microspheres RU 2004113553, 10.20.2005, silicate glass RU 2004102396, 05/10/2005, various aluminosilicates (andesites, concrete, perlites, vermiculites, etc.) are used, metal oxides, carbonates (chalk, dolomite) RU 2265619, 12/10/2005, talc, graphite RU 2264428, 11/20/2003, silicon, free metals (aluminum powder) RU 1678038, 10.20.2003, RU 2215763, 10.11.2003, fine zinc RU 2004110933, 10.10.2005.
  • Fillers can be plate-shaped, spherical, finely dispersed with a developed surface without a specific shape.
  • Acid hardener 30 - 50
  • Accelerator for example, dimethylaniline 0.1 - 0.5.
  • the epoxy Dianova resin can be used resin ED - 6, ED - 20 or E - 40, as an acid hardener - phthalic and maleic anhydrides, as a mineral filler - diabase, basalt, andesitic flour, silicon carbide or electrocorundum.
  • composition provides increased heat resistance and wear resistance under conditions of hydroabrasive wear, but is difficult to prepare, multicomponent, relates to hot cure coatings, which limits its use.
  • Basalt flour (specific surface 2000 - 3000 cm 2 / g.) 300 - 500.
  • composition provides increased wear resistance to the coating, does not require chemical treatment, but has a long curing time of 6-18 hours, is quite toxic due to the high content of anthracene oil in it.
  • basaltic filler both in the form of basalt flour (SU 443047, 1974), in the form of basalt fibers (RU 2260022, 09/10/2005; SU 827511, 05/21/1979) and in the form of basalt scales.
  • a chemically resistant polymer composition for coatings based on acrylate monomers is known in combination with polyisocyanate, perchlorovinyl resin, divinylbenzene and containing basalt scales as a filler.
  • the composition is quite toxic and is intended mainly for the protection against corrosion of gas desulfurization plants; it is difficult to prepare.
  • An oil and petrol resistant coating composition is known from RU 2057157, 03/27/1996, including ED - 20 (50 - 95 parts by weight), 2 - furylaldehyde as a polymer binder; (10 - 40 parts by mass), hardener - a solution of diethylene triaminomethylphenol in acetone (30 - 95 parts by mass), polybenzylpyridinium chloride (0.02 - 2.8 parts by mass), perchlorovinyl resin (0.03 - 3, 0 parts by weight) and filler — basalt flakes (5 to 250 parts by weight).
  • the task is to solve all of the above problems with conventional technology and to develop an effective and economical method for producing flake material from mineral melt, as well as a device for its implementation, and to create a polymer barrier protective coating using the flake filler thus obtained.
  • the basis of one invention from the group of inventions is the task of creating a new method of manufacturing flake material from a mineral melt, which would make it possible to obtain microfine flakes more uniform in thickness and area by increasing the degree of amorphousness of the melt and maintaining its uniformity in temperature and viscosity, cooling obtained films with low-pressure compressed air without supercooling, giving it brittleness, crushing of the film mechanically under the action of identical impact forces and effect active separation of the obtained scaly mass into fractions with a narrow interval of linear sizes of flakes.
  • flake material is obtained in particular basalt scale, with a plate thickness of from 0.2 to 7.0 ⁇ m (in the form of various fractions).
  • the advantage of the proposed method for the manufacture of scales in comparison with the method taken as a prototype is to improve the quality of the scaly material by mixing the mineral melt before stretching it into a film, increasing the forces stretching the melt into a thinner layer without increasing energy consumption, by creating conditions for accelerating movement molten material on the surface of the bowl, preliminary cooling before crushing only until a solid film is formed, mechanical crushing rotates ysya film into flakes by the action of unidirectional, uniform and equivalent impact forces, and improve the degree of separation into fractions scaly weight with a narrow range of sizes of flakes by mechanical sieving it under the action of increasing centrifugal forces.
  • An increase in the temperature-viscosity uniformity of the melt makes it possible to form an equal-thickness film, and an increase in the forces stretching the melt makes it possible to significantly reduce its thickness.
  • Uniform and unidirectional crushing of the film by mechanical means allows to increase the degree and uniformity of its grinding.
  • the problem is solved in that in a method for manufacturing flake material from a mineral melt, including feeding the melt by gravity in a downward direction into a rotating bowl, forming a thin layer of molten material on its side surface under the action of centrifugal force, cooling it with a stream of compressed air in the annular blast zone to film formation, crushing the latter into discrete flakes, collecting them under vacuum and dividing the flake mass into fractions according to the invention, melt, stumbling into a bowl rotating at a speed of 2000 - 5000 m / s, mechanically mixed for 0.5 - 1.5 seconds, the formation of a thin layer of molten material is carried out with a jump accelerating its movement at the outlet of the bowl in 20 - 50 times, it is cooled with compressed air under a pressure of 0.5-1.2 kg / cm before crushing, and the crushing of the obtained film on discrete flakes is carried out by mechanical action of unidirectional and uniform impact forces on it.
  • the separation of the scaly mass into fractions is carried out by mechanical sieving it under the action of centrifugal forces increasing in the direction of its movement, with a simultaneous increase in the size of the fractions as it is sifted, and the bottom of the bowl is cooled by a stream of cold compressed air supplied under a pressure of 0.5-1 0 kg / cm 2 .
  • the basis of another invention from the group of inventions is the task of creating a new installation for the manufacture of flake material from mineral melt, which, by introducing a new structural element into the film-forming bowl and changing its depth and shape, would improve the quality of the film drawn from the melt, by introducing a new unit mechanical crushing of the film using cutting elements would provide an opportunity to increase the degree of its crushing, increase the yield of uniformly sized flakes and eliminate to pollute them with the air of the production room, and due to the use of a knot for separating the material into fractions in the form of a sieve borate, known in the glass industry, it would ensure the production of fractions with a narrow interval of linear sizes of flakes. With the help of this installation, basalt scales are obtained as flake material.
  • the advantage of the inventive installation for the manufacture of flake material in comparison with the prototype device is to increase the efficiency of its work by improving the conditions for the formation of the film by using a homogeneous melt and changing the principle of pulling it out of the bowl, improving the conditions for crushing the film by pre-cooling it to a state of hardening without increasing internal stresses in it, which make it more fragile, changing the principle of crushing the hardened film by mechanical unidirectional, uniform and equivalent effect on her shock forces. All this increases the degree of uniformity of the obtained flakes in thickness and area.
  • An increase in the efficiency of the proposed installation is also positively affected by an increase in the degree of sieving of the scaly mass into fractions, as a result of which its finer fractionation is obtained.
  • the inventive installation is more environmentally friendly than the device taken as a prototype, since it can significantly reduce the pollution of industrial premises, and with good sealing, completely eliminate it.
  • the installation for the manufacture of flake material from a mineral melt comprising a furnace for preparing a melt with a feeder, a die feeder with an outlet, installed under the die feeder with the possibility of rotation of the film-forming cup, the inlet of which is facing up, and the edge of the hole is radially bent outward, an annular slotted blasting head for cooling a thin layer of the melt, a device for crushing the resulting film into discrete flakes, chambers deposition of scales, a receiving device with a rarefaction chamber and a unit for separating flake material into fractions, according to the invention, the film-forming bowl is made with a stepped annular recess at its edge and is equipped with an annular comb fixedly installed inside it and concentrically with it, made in the form of a hollow ring with hollow fingers directed perpendicularly downward, and the cavity of each finger is divided by a vertical partition, not adjacent to the arch of the finger, and the device for crushing the film is made in the form of
  • the separation unit of the scaly mass into fractions is a rotatable sieve made in the form of an overturned truncated cone and consisting of separate sections, the diameter and cell size of which increase in the direction from the entrance to the sieve to its exit.
  • the problem is also solved by the fact that the installation for the manufacture of flake material from mineral melt is equipped with a mechanism for regulating the distance of the bowl from the feeder and a mechanism for supplying compressed air to the outer surface of its bottom, which is ribbed, and the depth of the bowl is 1 / 4-1 / 3 of the height conditional cone formed by the continuation of its sides.
  • the annular hollow comb is mounted on the shaft casing for rotation of the bowl, equipped with a mechanism for regulating its position along the height of the shaft and connected to a pipe for supplying cold compressed air to cool it.
  • the deposition chamber of the scales which is part of the installation, is made expanding downward like a diffuser.
  • the polymer composition to obtain a protective barrier coating on various surfaces, including epoxy Dianova resin, hardener and basalt filler, which contains polyethylene polyamine as a hardener, plate filler in the form of andesitic basalt flakes with plate thickness from 0.2 to as a hardener up to 7.0 ⁇ m, additionally contains dibutyl phthalate and / or aliphatic epoxy resin DEG-1 and, if necessary, aerosil, and organic stvoritel the following ratio of the components in wt.%:
  • the composition contains, for example, epoxy Dianova resin brands ED-20, ED-5, ED-6, ED-24 and others.
  • the aliphatic epoxy resin DEG-1 is a condensation product of epichlorohydrin with polyhydric alcohols.
  • the composition may contain silica fume — aerosil with various specific surfaces, for example, grades A-175, A-300.
  • the composition may contain various known traditionally used in epoxy organic solvents, for example, such as solvent, solvent P-4 (a mixture of acetone, butyl acetate and toluene), solvent 646 - (a mixture of ethanol, acetone, ethyl cellosolve, butyl acetate, toluene and butanol) and others.
  • solvent such as solvent, solvent P-4 (a mixture of acetone, butyl acetate and toluene), solvent 646 - (a mixture of ethanol, acetone, ethyl cellosolve, butyl acetate, toluene and butanol) and others.
  • the composition according to the invention contains andesitic basalt scales with a plate thickness of 0.2 to 7.0 ⁇ m., Preferably 0.2 to 3.0 ⁇ m., And in particular, for example, grade ABCH-100, with a plate thickness of about 5.0 ⁇ m ..
  • the rheological properties of the composition are changed, as well as the functional purpose of the coating: the composition can be used to obtain a primer coating, as a mastic coating, as a separate coating. ceiling elements protective coating on various surfaces, and capable for applying to vertical surfaces.
  • FIG. 1 installation for the manufacture of flake material, General view.
  • FIG. 2 device for crushing the film, top view.
  • a method of manufacturing a flake material from a mineral melt is as follows.
  • a film from a mineral melt, for example, basalt on the inner surface of a rotating bowl is that the melt basalt glass-microcrystalline-amorphous structure with a temperature of 1450-1500 ° and a viscosity of 30-50 poise is fed into the bowl, rotating at a speed of 2000-5000 m / s, and is mixed mechanically for 0.5 - 1.5 seconds, as a result of which it becomes uniform in temperature and viscosity and with a higher degree of amorphism due to a decrease in the size of microcrystallites in the melt and a decrease in heat transfer. From a homogeneous and more amorphous melt, a thinner and more equally thick film is obtained.
  • the resulting melt is discarded on the side surface of the bowl by centrifugal force and, rising up to its edge, is distributed over it in a thin layer. Due to the presence of a stepped annular recess at the edge of the bowl, extrusion of the melt from the bowl by centrifugal force occurs with a jump in the acceleration of its movement by 20-50 times, which ensures a thinner film.
  • the melt is ejected from it in the radial direction along the surface of the bent edge, is cooled by a stream of compressed cold air under a pressure of 0.5-1.2 kg / cm and turns into a solid microfine film.
  • the film does not yet acquire the hardness necessary for its high-quality crushing, and at a pressure above 1.2 kg / cm, the film is supercooled and becomes brittle, which also makes the process of crushing worse. Therefore, it is not possible to obtain flakes with given linear dimensions when the film is destroyed.
  • the rotating film is crushed mechanically under the influence of unidirectional and uniform impact forces, that is, directed at the same angle and at an equal distance from each other around the circumference of the film.
  • the obtained scaly mass settles in the deposition chamber under the action of rarefaction, and then the collected scales are divided into fractions according to particle sizes by sieving it in the process of moving along a rotating sieve under the influence of increasing centrifugal forces. Each fraction of the scales enters a separate collection container, from where it is poured into a bag and packaged.
  • Figure 2 device for crushing the film, top view.
  • a plant for the manufacture of flake material comprises a furnace for preparing basalt melt with a feeder 1, a die feeder 2 with an outlet, a bowl 3 installed under the die feeder, the inlet of which is facing up, and the edge of the hole is radially bent outward, mounted motionless inside the cup and concentrically with it an annular hollow comb 4 with hollow fingers 5 directed perpendicularly downward, an annular slotted blasting head 6 placed concentrically with the cup 3 above the bent e edges, the device for crushing the film 7, made in the form of a ring mounted concentrically with the bowl at the level of its bent edge, on which vertical knives 8 are fixed at equal intervals, installed perpendicular to the direction of movement of the film with the blade blade turning 10-20 ° towards the direction of its rotation, a chamber 9 in the form of a diffuser for sedimentation of scales, a perforated conveyor 10 installed under the deposition chamber 9, a rarefaction chamber 11 installed under the conveyor 10, a unit 12 for screening flake material
  • the bowl 3 is made with a stepped annular recess 13 at its edge and mounted on the shaft 14, on which the casing 15 is worn, and on the casing 15 of the shaft 14 is installed with the ability to move the annular hollow comb 4.
  • the casing 15 of the shaft 14 and the annular hollow comb 4 are connected to supply and output nozzles cold compressed air to cool the shaft 14 and combs 4 with fingers 5 (not shown).
  • the node 12 for separating flaky material into fractions is a rotatable sieve made in the form of a tilted truncated cone and consisting of separate sections 16 with cells 17, the diameter and mesh size of each subsequent section increasing in the direction from the entrance to the sieve to its exit . Under each section of the sieve mounted hoppers 18.
  • the device 7 for crushing the film is made in the form of a ring mounted around the bowl at the level of its edge.
  • knives 8 are fixed at equal intervals, mounted perpendicular to the direction of movement of the film from the bowl 3 and with rotation of the blade at an angle of 10-20 ° to the direction of its rotation.
  • the composition for producing a protective coating (barrier) using, in particular, basalt flakes obtained by the method according to the invention using the device claimed as the invention is prepared as follows.
  • composition according to the invention is prepared as follows.
  • the resulting film After drawing the melt from the cup, the resulting film is cooled with compressed air at a pressure of 1.0 kg / cm 2 , and then it is crushed using knives, the angle of rotation of which is opposite to the direction of rotation of the film is 20 °.
  • the resulting scales are precipitated, collected and separated into fractions.
  • Table 1 shows comparative data on the degree of amorphous melt, thickness and area of flakes obtained by known and claimed methods.
  • the mineral melt from the feeder 1 through the outlet of the die feeder 2 enters the bowl 3, where with the help of an annular comb 4 with fingers 5 it is mixed until it is homogeneous, under the influence of the centrifugal force of the rotating bowl 3 it is discarded onto its inclined walls, rises with a thin layer up to its edge and when entering the stepped annular recess 13 of the bowl 3 accelerates its motion, stretching into an even thinner layer, and then along the edge bent in the radial direction is thrown out.
  • the degree of stretching of the film along the side surface of the bowl is significantly affected by its depth. Optimal for this process is the depth of the bowl, equal to 1 / 4-1 / 3 of the height of the conditional cone formed by the continuation of its sides.
  • the optimal angle of rotation of the cutting edges of the knives is an angle equal to 10-20 °, which provides an increase in the degree of grinding of the film and its uniformity over the areas of the flakes.
  • the angle of rotation of the cutting edges of the knives is less than 10 °, their strong collision with the film will lead to the formation of small flakes, which will adversely affect the quality of coatings made with flake filler.
  • Table 2 presents examples illustrating the invention, but a non-limiting polymer protective barrier coating.
  • the distinctive features of the proposed method in comparison with the prototype are: an additional operation of mixing the melt, the formation of a microfine film from the melt by means of accelerating the movement of the melt at the outlet of the bowl, due to which the film is further thinned, the film is pre-cooled only to the state of solidification and mechanical crushing of the formed film as a result of its collisions of the same type with cutting elements.
  • the first two operations in the known prototype device are missing.
  • the separation of the finished product into fractions is carried out in a device containing a number of cyclones, in which the scales settle, depending on their mass and, accordingly, the speed of movement.
  • the specified method of separation of scaly mass does not allow to obtain fractions in narrow intervals of linear dimensions with negligible energy consumption.
  • the operation of separating the finished flake product is highly efficient and has low power consumption.
  • the claimed composition of experimentally selected qualitatively-quantitative composition provides the obtained coating with high chemical resistance, since in particular it physically increases the path through the coating layer, which the liquid molecules (aggressive towards the substrate) and / or gas are trying to overcome.
  • the main purpose of the coating obtained on the basis of the composition according to the invention is to prevent contact of the environment causing the corrosion of the protected surface due to the barrier structure of the resulting polymer coating and resistant to aggressive environments of the polymer base.
  • the barrier structure of the coating is in particular due to the presence of a plate filler (basalt flakes), the plates of which have a thickness of about 5 ⁇ m. and overlap overlaps in the coating.
  • the thixopropic properties of the composition in particular are also provided by finely dispersed silicon oxide SiOg in the form of aerosil due to the developed active surface.
  • composition meets the standards indicated in Table 3.
  • composition according to the invention contains components that
  • compositions are not contain functional groups that are easily susceptible to hydrolysis and corroding metal surfaces, which makes them resistant to moisture and increases the durability of coatings during operation and widens the possible range of their use.
  • the composition is resistant to mechanical wear and tear, able to protect the surface on which they are applied from aggressive media, such as solvents, petroleum products, solutions of acids and alkalis, is gas and waterproof.
  • composition according to the invention allow its use for the following purposes:
  • Sheeting for decorative objects such as racks, supports, drains, drains, hatches, volumetric advertising, etc.
  • Anti-abrasive film for mining equipment, mills, crushers, for dump trucks and trucks.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Description

Способ изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава, установка для его осуществления и полимерная композиция на его основе.
ОПИСАНИЕ
Изобретение относится к способам и устройствам для получения чешуйчатых частиц из природных минералов, в частности базальтовых чешуйчатых частиц, а так же касается получения защитного барьерного покрытия на различных поверхностях на основе полимерной композиции, наполненной такими чешуйчатыми частицами. В данном случае речь идет о заявленной группе таких изобретений, которая может быть использована для производства стеклообразных наполнителей, применяемых на предприятиях химической и электротехнической промышленности, промышленности строительных материалов, судо - и автомобилестроении, машино - и авиастроении, а так же других областях народного хозяйства и в частности при получении защитных покрытий.
Предшествующий уровень техники и описание известных методов.
Использование высокосиликатных неорганических волокон, а так же чешуйчатых частиц из природных материалов кислых пород в качестве сырья дает возможность выпускать экологически чистые, устойчивые к атмосферным влияниям, заменяющие во многих случаях асбест, стекло,
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) металл, древесину и другие, используемые в строительстве материалы. Поэтому возрастает потребность в этих материалах.
Чешуйчатые наполнители из минерального расплава используют как при нанесении тонкослойных лакокрасочных покрытий на объекты различного назначения с целью их защиты от коррозии и абразивного износа, так и при изготовлении химически стойких и прочных композитов, теплоизоляционных материалов, рубероидов, бумаг и прочих изделий.
Из RU 2105734, 27.02.1995 известен способ получения супертонких базальтовых волокон.
Способ заключается в следующем: осуществляют плавление в индукционной печи кускового материала из базальтовых горных пород при температуре 1950 - 2200 °C. Затем формируют волокна путем раздува вертикальной струи расплава струей энергоносителя в раздувочной головке с последующим осаждением на отводной контейнер в камере волокнообразования, при этом снижают температуру до 1450 - 1500 0C путем подачи расплава на чугунный лоток, установленный перед раздувочной головкой. Способ обеспечивает получение высококачественного волокна диаметром 0,1 - 22 мм, длиной до 40 мм с низким содержанием неволокнистых включений. 2 ил. Способ не обеспечивает получения чешуйчатого материала.
Из RU 2211193, 27.08.2003 известен способ получения минерального волокна, в том числе базальтового волокна. Известное изобретение решает задачу создания высокоэффективного и энергосберегающего способа получения минерального волокна с высокими эксплуатационными параметрами и устройства для его осуществления. Способ получения минерального волокна заключается в непрерывной подаче шихты в стабилизированный объем плазменного реактора с температурой плазмы до 4000 °C, с последующим перетеканием образовавшегося расплава по водоохлаждаемому поддону в аккумуляторный объем (вариант 1), либо в дозированной подаче шихты в плавильный объем реактора с зажиганием дуги между угольными электродами посредством введения графитовой дорожки (вариант 2). Далее расплав поступает в аэродинамическую систему сопел Лаваля, где происходит его раздув, первичное расслоение на волокно и твердые оксиды металлов, измельчение твердых оксидов. После этого осуществляют непрерывную круговую очистку полученного минерального волокна от измельченных оксидов металлов в камере волокноосаждения, в результате чего получают волокно длиной до 25 см, диаметром 4 - 7 мкм, с содержанием твердых оксидов металлов не более 4 мае. %. Устройство для получения минерального волокна содержит аэродинамическую систему, состоящую из вращающегося с насечками, закрепленного на тарели, кругового диска, по периметру которого расположены сопла Лаваля.
Однако данный способ и устройство для его осуществления так же не позволяют получить чешуйчатый минеральный материал.
Из US 3325263, 1967 известен способ изготовления чешуек, включающий приготовление расплава стекла, формирование отдельных струек расплава под действием центробежной силы, образование тонкой пленки стекла из струек расплава, отбрасываемых на неподвижную поверхность, при стекании тонкого слоя расплава вниз под действием силы тяжести, дробление пленки сжатым воздухом в зоне кольцевого дутья на дискретные чешуйки и отбор их с помощью разрежения.
Однако известный способ является трудо - и материалоемким, а полученная пленка - недостаточно тонкой и неравномерной по толщине, при этом чешуйки, полученные в результате хаотического дробления пленки сжатым воздухом, не идентичны по линейным размерам. Из RU 2070166, 10.12.1996 известна (установка) линия для получения тонкодисперсных хлопьевидных частиц, преимущественно из минерального расплава. Линия работает следующим образом.
В качестве исходного сырья используют базальтовый щебень. Из бункера - питателя с помощью транспортера - дозатора поступает исходное сырье в плавильную печь. В плавильной печи базальтовый щебень плавится и затем расплав подается в устройство для диспергирования. С помощью пневмотранспорта полученные после диспергирования хлопьевидные частицы (серая чешуя) поступают в бункер - накопитель неактивированных частиц. Затем из бункера - накопителя частицы пневмотранспортером подают в печь активации хлопьевидных частиц, где активация происходит при 700 - 800 0C. Печь активации предназначена для химико-термической обработки в воздушной среде базальтовых чешуек. Печь активации содержит питатель, футерованную камеру нагрева с электронагревателем в нижней части камеры, расположенный на опорах в камере нагрева барабан с перегородками для транспортирования и перемешивания продукта, загрузочную и разгрузочную головки, привод барабана, средства регулирования угла наклона барабана, средства непрерывной подачи продукта в воздушной среде и средства контроля режимных параметров и систему пылеулавливания.
Активированные частицы поступают из печи в мельницу тонкого помола, например пружинную. После мельницы тонкодисперсные частицы поступают в классификатор, где происходит разделение на несколько фракций. Из классификатора разделенные на фракции пластинчатые хлопья пневмотранспортом подают в бункера - накопители готовой продукции в виде неактивированных пластинчатых хлопьев, для этого бункер - накопитель соединен дополнительным пневмотранспортом с дополнительными бункерами - накопителями для сбора «cepыx чeшyeк». Из бункеров - накопителей разделенные на фракции активированные хлопьевидные частицы из неактивированных поступают на машину для упаковки полученного порошка. Линия оборудована системой пылеулавливания, включающей ряд пылесборников, объединенных в единый замкнутый контур, что обеспечивает экологически чистое производство хлопьевидных частиц.
Процесс достаточно длителен, сама линия технологически сложна.
Из SU 1823293, 25.07.1995 известно устройство для получения тонкодисперсных чешуйчатых частиц. Преимущественно минеральных, содержащее приемник расплавленной массы с электродвигателем, кожух, распылитель, размещенный в кожухе, и средство охлаждения, при этом оно снабжено узлом для вертикального и горизонтального перемещения распылителя, выполненным в виде горизонтальной балки, размещенной на жестко укрепленной телескопической опоре с фиксаторами положения балки, при этом балка выполнена с пазом для размещения телескопической опоры, распылитель смонтирован на одном из концов несущей балки и выполнен в виде турбинки с осью, параллельной оси подачи расплавленной массы, на другом конце несущей балки установлен электродвигатель, а средства охлаждения выполнено в виде кольцевого коллектора для подвода воздуха с соплами, сообщенными полостью кожуха. Кроме того, оно снабжено сменными турбинками с различным количеством лопастей, а с целью интенсивности удаления чешуек из зоны турбинки, ее основание выполнено с двумя концентрическими каналами, имеющими параболический профиль.
Однако данное устройство, как и способ, осуществляемый с его помощью, также не лишены определенных недостатков: устройство достаточно сложно в выполнении, не обеспечивает получение чешуйчатых частиц однородного фракционного состава. Из GB 989671, 1965 известен способ получения стеклянных чешуек из термопластичного материала, включающий приготовление расплава стекла, формирование из него отдельных струек под действием центробежной силы, отбрасывание их на неподвижную поверхность и образование тонкого слоя расплава при движении этих струек вниз, превращение его при охлаждении в пленку стекла, дробление ее потоком сжатого воздуха на дискретные чешуйки в зоне кольцевого дутья, осаждение их и отбор с помощью разрежения.
Недостатком данного способа изготовления чешуек является его сложность, так как процесс образования пленки протекает в две стадии: вначале формируют струйки расплава, а затем из них пленку. При этом пленка получается неравномерной по толщине, в результате чего образующиеся при ее дроблении чешуйки также неоднородны по толщине и соответственно по эластичности. Кроме того, отверстия в чаше, по которьм выходят струйки расплава, под действием его высокой температуры и давления будут постепенно увеличиваться в диаметре, что приведет со временем к увеличению толщины струек и соответственно пленки. К тому же, при хаотичном разрушении пленки потоком сжатого воздуха довольно сложно обеспечить получение чешуйчатого материала с заданными линейными размерами чешуек.
Недостатком данного способа является также и его повышенная материалоемкость.
Из US 5017207, 1991 известен способ изготовления чешуек из расплава стекла путем подачи последнего самотеком в нисходящем направлении на внутреннюю поверхность вращающейся воронки, формирования на ней тонкого слоя расплавленного материала под действием центробежной силы, принудительного радиального продвижения этого материала через пару параллельных пластин для сохранения его плоским, вытягивания его под действием разрежения с одновременным охлаждением воздушным потоком до образования пленки и разрушения ее на дискретные чешуйки с последующим их осаждением и разделением на фракции в соответствии с массой и скоростью.
Данный способ, как одностадийный, является менее трудо- и материалоемким, однако также сложен, как и предыдущий, из-за необходимости протягивания расплавленного материала между пластинами так, чтобы он не касался их поверхностей, не скатывался и не закладывался в складки.
К недостатком данного способа относится также и тот факт, что размеры и толщина получаемых стеклянных чешуек зависят от множества параметров процесса: скорости вращения поверхности, на которую подают расплав, температуры и вязкости расплава, расстояния этой поверхности от кольцевых параллельных плит, величины зазора между плитами и их диаметра, величины разрежения в вакуумной камере. Данные параметры могут меняться в широких пределах, и все они взаимосвязаны друг с другом. Поэтому недостатком этого известного способа является сложность подбора параметров, необходимых для изготовления стеклянных чешуек заданного размера. Вследствие этого данный способ мало пригоден для промышленного производства чешуйчатого материала.
Из SU 1731746, 1992 известен также способ наиболее близкий к заявляемому способу по совокупности признаков изготовления чешуйчатого материала из расплава стекла путем подачи расплава самотеком в нисходящем направлении в усеченный обратный конус, формирования на его внутренней поверхности тонкого слоя расплавленного материала под действием центробежной силы, охлаждения его потоком сжатого воздуха в зоне кольцевого дутья до образования пленки с одновременным дроблением последней на дискретные чешуйки кольцевым импульсным потоком сжатого воздуха, сбора их под действием разрежения и циклонного разделения чешуйчатого материала на фракции по величине массы и соответственно скорости движения чешуек.
Данный способ изготовления чешуек в сравнении с предыдущим более простой и менее материалоемкий, поэтому его применяют для промышленного производства чешуйчатого материала.
Однако данный способ изготовления чешуек не позволяет сохранять однородность расплава стекла по температуре и вязкости при поступлении его из фидера на внутреннюю поверхность усеченного обратного конуса, так как наружный слой струи расплава отдает часть тепла в окружающую среду. В результате этого пленка, сформированная из него, получается неравномерной по толщине, а, следовательно, и чешуйки получаются разнотолщинными. При воздействии на пленку импульсным потоком холодного сжатого воздуха происходит хаотичное ее дробление на дискретные чешуйки, в результате чего площади их поверхностей неоднородны по величине. К тому же, при охлаждении пленки в процессе воздействия на нее потоком холодного сжатого воздуха увеличивается хрупкость и снижается эластичность получаемых чешуек. Кроме ухудшения качества чешуйчатого материала может происходить загрязнение чешуйками окружающей среды, так как при дроблении пленки импульсным потоком сжатого воздуха под давлением 1,8-2,2 кг/см2 возможен выход чешуек за пределы камер чешуеобразования и осаждения.
Из JP 59-21533, 1984 известно устройство для выработки тонких стеклянных чешуек, включающее печь для приготовления расплава стекла с фидером, фильерный питатель с выходным отверстием, грибовидный элемент, установленный с возможностью вращения вокруг своей оси, щелевую кольцевую воздуходувную головку и узел сбора чешуек под действием разрежения.
Недостаток данного устройства заключается в том, что при увеличении скорости вращения грибовидного элемента для уменьшения толщины пленки возможен отрыв расплава от его поверхности и, следовательно, нарушение процесса ее формирования. Еще одним недостатком устройства является то, что при вытягивании пленки на поверхности грибовидного элемента происходит ее быстрое охлаждение, после чего дальнейшее утончение пленки прекращается. Следовательно, устройство имеет ограниченную производительность, и поэтому стеклянные чешуйки, изготовленные данным устройством, являются относительно толстыми. При этом они являются и относительно крупными, так как при дроблении толстой пленки потоком сжатого воздуха получаются крупночешуйчатые частицы.
Из GB 956832, 1964 Известно устройство для изготовления пленок и чешуек из термопластичного материала, содержащее камеру с кольцевым дозирующим выходным отверстием и двумя концентрическими боковыми стенками, отходящими вниз от этой камеры, приспособление для подачи газового потока параллельно внутренней стенке, пару перфорированных валков, установленных с возможностью вращения навстречу друг другу, каждый из которых включает по две продольные полости, причем одна из них находится под разрежением, а другая - под давлением. Стекломасса, выходящая из кольцевого отверстия, с помощью потока газа образует непрерывный тонкостенный цилиндр, поскольку указанный поток создает определенный температурный режим для вытекающей из камеры стекломассы. Тонкостенный цилиндр захватывается перфорированными валками, и благодаря их плотному прилеганию друг к другу тонкие стенки цилиндра разрушаются и превращаются в бесформенные чешуйки, которые засасываются в полость, находящуюся под разрежением, и выталкиваются из другой полости потоком газа в контейнер. Из контейнера готовый чешуйчатый материал поступает в циклонное устройство для разделения чешуек на фракции. Данное устройство, созданное на основе формирования тонкой пленки в виде тонкостенного цилиндра и механического разрушения пленки с помощью режущего инструмента, по сравнению с предыдущим устройством обеспечивает получение более тонких и мелких чешуек.
Однако данное устройство также отличается низкой производительностью и не обеспечивает возможность получения микротонких чешуек, так как для создания цилиндров с микротонкими стенками необходимо создавать очень высокие скорости вытягивания их из расплава, что практически невозможно. Еще одним недостатком устройства является сложность конструкции узла механического разрушения тонкостенных цилиндров, которая характеризуется низкой продуктивностью и высокой энергоемкостью, так как механическое разрушение чешуек сопровождается относительно большим потреблением электроэнергии для вращения валков, создания разрежения и повышенного давления в полых камерах последних.
Из SU 1772088, 30.10.1992 известна другая установка для изготовления чешуйчатого материала из расплава стекла, содержащая печь для приготовления расплава с фидером, фильерный питатель с выпускным отверстием, установленный под фильерным питателем с возможностью вращения вокруг своей оси пленкоформирующий элемент в виде усеченного конуса, входное отверстие которого обращено вверх, а кромка отверстия радиально отогнута наружу, механизм дробления пленки на дискретные чешуйки кольцевым импульсным потоком сжатого воздуха, камеру осаждения чешуи, приемное устройство с камерой разрежения под ним и узел разделения чешуйчатой массы на фракции, выполненный в виде набора циклонов. При этом обратный усеченный конус выполнен с углом раскрытия 10 - 45° и с усечением его на расстоянии, равном 1/3 - 1/2 высоты конуса. Данная установка более производительна и более эффективна, чем упомянутые выше устройства, но так же, как и они имеет ряд недостатков.
Недостатками установки являются, прежде всего, неоднородность расплава, находящегося в пленко формирующем элементе, по температуре и вязкости и низкая степень аморфности его структуры, в результате чего получают сравнительно толстую и к тому же неоднородную по толщине пленку. За счет этого и чешуйчатый материал, получаемый из данной пленки, содержит толстые и неоднородные по толщине чешуйки. Кроме того, к недостаткам установки относится слишком большая глубина усеченного обратного конуса, что увеличивает потерю тепла расплавом и соответственно снижает его вязкость. В результате этого нарушается процесс выдавливания расплава из конуса и образования тонкой пленки, а это, в свою очередь, ухудшает качество чешуйчатого материала: чешуйки неоднородны по толщине и обладают пониженной степенью эластичности. Такой чешуйчатый материал малоэффективен в качестве наполнителя стойких к коррозии и абразивному износу покрытий. Еще одним недостатком установки является попадание чешуек в атмосферу окружающей среды при дроблении пленки импульсным потоком сжатого воздуха, что приводит к ухудшению экологии производственных помещений.
Все указанные известные способы производства чешуйчатого минерального материала и устройства для их осуществления направлены на получение чешуйчатого минерального материала, например базальтовой чешуи, используемого широко в различных отраслях промышленности, как указывалось выше. Именно области использования его (чешуйчатого минерального материала, в частности базальтовой чешуи) определяют дальнейшее исследование по созданию более совершенных способов и устройств для получения чешуйчатых минеральных материалов.
В частности базальтовая чешуя в виду своих особых ценных качеств находит широкое применение в материалах, используемых при создании различных композиций, предназначенных для износоустойчивого тиксотропного полимерного покрытия, стойкого к агрессивным средам на конструктивных элементах зданий и сооружений из металла и бетона, антикоррозионной защиты конструктивных элементов трубопроводов, антикоррозионной защиты металлических узлов и агрегатов различных отраслей техники, устройства износоустойчивых антикоррозионных наливных полов, стойких к растворителям и нефтепродуктам, декоративной отделки указанных защищаемых поверхностей. Нижеуказанный известный уровень техники обосновывает все преимущества чешуйчатых наполнителей. Так, известны полимерные антикоррозионные покрытия как правило наполненными, в частности высоконаполненными. В качестве наполнителей используют например кварцевый песок RU 2250946, 27.04.2005, полые кварцевые микросферы RU 2004113553, 20.10.2005, силикатное стекло RU 2004102396, 10.05.2005, различные алюмосиликаты (андезиты, бетониты, перлиты, вермикулиты и т.д.), оксиды металлов, карбонаты (мел, доломит) RU 2265619, 10.12.2005, тальк, графит RU 2264428, 20/11/2003, кремний, свободные металлы (алюминиевая пудра) RU 1678038, 20.10.2003, RU 2215763, 10.11.2003, мелкодисперсный цинк RU 2004110933, 10.10.2005.
Наполнители могут быть пластинчатой формы, сферической, тонкодисперсные с развитой поверхностью без определенной формы.
При создании таких антикоррозионных покрытий особенно широко применяются различные эпоксидные смолы в ввиду их хорошей адгезии к различным поверхностям и химической стойкости к воздействию агрессивных сред. Из пат. SU 431198, 05.06.1974 известен антикоррозионный состав, предназначенный для защиты оборудования из углеродистой стали, содержащий эпоксидную диановую смолу, дибутилфталат, кислотный отвердитель и ускоритель, например диметиланилин, высокодиспесную двуокись кремния с удельной поверхностью 150 - 400 м2/гp. и минеральный наполнитель, и компоненты взяты в следующем соотношении (в вес.ч.):
Эпоксидная диановая смола 100;
Дибутилфталат 10 - 20;
Высоко дисперсная двуокись кремния 1,5 - 3;
Кислотный отвердитель 30 - 50;
Минеральный наполнитель 100 - 550;
Ускоритель, например, диметиланилин 0,1 - 0,5.
В качестве эпоксидной диановой смолы может быть применена смола ЭД - 6, ЭД- 20 или Э - 40, в качестве кислотного отвердителя — фталевый и малеиновый ангидриды, в качестве минерального наполнителя — диабазовая, базальтовая, андезитовая мука, карбид кремния или электрокорунд.
Состав обеспечивает повышенную теплостойкость и износостойкость в условиях гидроабразивного износа, но сложен в приготовлении, многокомпонентен, относится к покрытиям горячего отверждения, что ограничивает его применение.
Из пат. SU 443047, 15.09.1974 известен эпоксидный состав, применяемый для защиты бетонных поверхностей от разрушения, например поверхностей канализационных трубопроводов и представляющий собой смесь эпоксидной диановой смолы, антраценового масла (как пластификатор), отвердителя - полиэтиленполиамина и триэтаноламина, и наполнителя, в качестве которого использована базальтовая мука с удельной поверхностью от 2000 до 3000 смVгр., причем ингредиенты взяты в следующем соотношении, вес.ч.:
Эпоксидная диановая смола 50 - 80;
Антраценовое масло 50 - 20;
Полиэтиленполиамин 4 — 6;
Триэтаноламин 1 - 2;
Базальтовая мука (удельная поверхность 2000 - 3000 cм2/гp.) 300 - 500.
Состав обеспечивает покрытию повышенную износостойкость, не требует химической обработки, но имеет длительное время отверждения - 6-18 часов, достаточно токсичен из-за большого содержания в нем антраценового масла.
Из известного уровня техники известно использование базальтового наполнителя как в виде базальтовой муки ( SU 443047, 1974), в виде базальтовых волокон ( RU 2260022, 10.09.2005; SU 827511, 21.05.1979) так и в виде базальтовой чешуи.
Так из SU 1831871, 27.05.1995, известна химстойкая полимерная композиция для покрытий на основе акрилатных мономеров, в сочетании с полиизоцианатом, перхлорвиниловой смолой, дивинилбензолом и содержащая в качестве наполнителя базальтовую чешую. Композиция достаточно токсична и предназначена в основном для защиты от коррозии установок для десульфации газов, сложна в приготовлении.
Из RU 2057157, 27.03.1996, известна маслобензостойкая композиция для покрытия, включающая в качестве полимерного связующего эпоксидную диановую смолу ЭД — 20 ( 50 — 95 мас.ч.), 2 — фурилальдегид ( 10 - 40 мас.ч.), отвердитель - раствор диэтилентриаминометилфенола в ацетоне ( 30 - 95 мас.ч.), полибензилпиридинийхлорид ( 0,02 - 2,8 мас.ч.), перхлорвиниловую смолу ( 0,03 - 3,0 мас.ч.) и наполнитель - базальтовые чешуйки ( 5 - 250 мас.ч.).
Однако и данная известная композиция сложна в приготовлении и содержит в своем составе достаточно токсичные компоненты.
Краткое изложение сущности изобретения.
Поэтому задача состоит в том, чтобы решить все вышеупомянутые проблемы обычной технологией и разработать эффективный и экономичный способ получения чешуйчатого материала из минерального расплава, а также устройство для его осуществления и создать с использованием полученного таким образом чешуйчатого наполнителя полимерное барьерное защитное покрытие.
Вышеупомянутая задача решается следующей заявленной группой изобретения.
Итак, основу одного изобретения из группы изобретений поставлена задача создания нового способа изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава, который позволил бы получать более однородные по толщине и по площади микротонкие чешуйки за счет повышения степени аморфности расплава и сохранения его однородности по температуре и вязкости, охлаждения полученной пленки сжатым воздухом низкого давления без переохлаждения, придающего ей хрупкость, дробления пленки механическим путем под действием идентичных ударных сил и эффективного разделения полученной чешуйчатой массы на фракции с узким интервалом линейных размеров чешуек. Данным способом в качестве чешуйчатого материала получают в частности базальтовую чешую, с толщиной пластинок от 0,2 до 7,0 мкм (в виде различных фракций).
Преимуществом заявляемого способа изготовления чешуи в сравнении со способом, взятым в качестве прототипа, является улучшение качества чешуйчатого материала за счет перемешивания минерального расплава перед его растягиванием в пленку, увеличения усилий, растягивающих расплав в более тонкий слой без повышения энергозатрат, путем создания условий для ускорения движения расплавленного материала по поверхности чаши, предварительного его охлаждения перед дроблением только до образования твердой пленки, механического дробления вращающейся пленки на чешуйки под действием однонаправленных, равномерных и равнозначных ударных сил, а также повышения степени разделения чешуйчатой массы на фракции с узким интервалом размеров чешуек путем ее механического рассева под действием увеличивающихся центробежных сил. Повышение температурно-вязкостной однородности расплава позволяет формировать равнотощинную пленку, а увеличение растягивающих расплав усилий позволяет значительно снижать ее толщину.
Равномерное и однонаправленное дробление пленки механическим путем позволяет повысить степень и равномерность ее измельчения.
Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава, включающем подачу расплава самотеком в нисходящем направлении во вращающуюся чашу, формирование на ее боковой поверхности тонкого слоя расплавленного материала под действием центробежной силы, охлаждение его потоком сжатого воздуха в зоне кольцевого дутья до образования пленки, дробление последней на дискретные чешуйки, сбор их под действием разрежения и разделение чешуйчатой массы на фракции, согласно изобретению, расплав, поступающий во вращающуюся со скоростью 2000 - 5000 м/сек чашу, перемешивают механическим путем в течение 0,5 - 1,5 сек, формирование тонкого слоя расплавленного материала осуществляют со скачком ускорения его движения на выходе из чаши в 20 - 50 раз, охлаждение его производят сжатым воздухом под давлением 0,5-1,2 кг/см перед дроблением, а дробление полученной пленки на дискретные чешуйки осуществляют механическим воздействием на нее однонаправленных и равномерных ударных сил. При этом разделение чешуйчатой массы на фракции осуществляют путем механического рассева ее под действием центробежных сил, увеличивающихся в направлении ее движения, с одновременным увеличением размера фракций по мере ее рассева, а дно чаши охлаждают потоком холодного сжатого воздуха, подаваемым под давлением 0,5-1,0 кг/см2.
В основу другого изобретения из группы изобретений поставлена задача создания новой установки для изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава, которая за счет введения нового конструктивного элемента в пленкоформирующую чашу и изменения ее глубины и формы позволила бы улучшить качество вытягиваемой из расплава пленки, за счет введения нового узла механического дробления пленки с помощью режущих элементов обеспечила бы возможность повысить степень ее измельчения, увеличить выход однородных по размерам чешуек и исключить загрязнение ими воздушной среды производственного помещения, а за счет использования известного в стекольной промышленности узла разделения материала на фракции в виде сита борат обеспечила бы получение фракций с узким интервалом линейных размеров чешуек. С помощью данной установки получают в качестве чешуйчатого материала базальтовую чешую.
Преимуществом заявляемой установки для изготовления чешуйчатого материала в сравнении с устройством-прототипом является повышение эффективности ее работы за счет улучшения условий формирования пленки путем использования однородного расплава и изменения принципа вытягивания его из чаши, улучшения условий дробления пленки путем предварительного ее охлаждения до состояния затвердевания без увеличения в ней внутренних напряжений, которые делают ее более хрупкой, изменения принципа дробления затвердевшей пленки путем механического однонаправленного, равномерного и равнозначного воздействия на нее ударных сил. Все это повышает степень однородности получаемых чешуек по толщине и площади. На повышении эффективности предложенной установки положительно сказывается также и повышение степени рассева чешуйчатой массы на фракции, в результате чего получают более тонкое ее фракционирование. Кроме того, заявляемая установка является более экологически чистой, чем устройство, взятое за прототип, так как она позволяет значительно снизить загрязнение производственных помещений, а при хорошей ее герметизации и вовсе его исключить.
Поставленная задача достигается тем, что установка для изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава, содержащая печь для приготовления расплава с фидером, фильерный питатель с выпускным отверстием, установленную под фильерным питателем с возможностью вращения пленкоформирующую чашу, входное отверстие которой обращено вверх, а кромка отверстия радиально отогнута наружу, кольцевую щелевую дутьевую головку для охлаждения тонкого слоя расплава, приспособление для дробления полученной пленки на дискретные чешуйки, камеру осаждения чешуи, приемное устройство с камерой разрежения и узел разделения чешуйчатого материала на фракции, согласно изобретению, пленкоформирующая чаша выполнена со ступенчатым кольцевым углублением у ее кромки и снабжена установленной неподвижно внутри нее и концентрично с ней кольцевой гребенкой, выполненной в виде полого кольца с полыми пальцами, направленными перпендикулярно вниз, причем полость каждого пальца разделена вертикальной перегородкой, не примыкающей к своду пальца, а приспособление для дробления пленки выполнено в виде кольца, установленного концентрично с чашей на уровне ее отогнутой кромки, на котором с равным интервалом закреплены вертикальные ножи, расположенные перпендикулярно направлению движения пленки и с поворотом полотна ножа на угол 10-20° навстречу направлению ее вращения. При этом узел разделения чешуйчатой массы на фракции представляет собой установленное с возможностью вращения сито, выполненное в виде опрокинутого усеченного конуса и состоящее из отдельных секций, диаметр и размер ячеек которых увеличиваются в направлении от входа в сито к его выходу.
Поставленная задача решается также тем, что установка для изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава снабжена механизмом регулирования расстояния чаши от фидера и механизмом подачи сжатого воздуха на наружную поверхность ее донной части, которая выполнена ребристой, причем глубина чаши равна 1/4-1/3 высоты условного конуса, образованного продолжением ее сторон.
Поставленная задача решается также тем, что кольцевая полая гребенка установлена на кожухе вала для вращения чаши, снабжена механизмом регулирования ее положения по высоте вала и соединена с патрубком подачи холодного сжатого воздуха для ее охлаждения. Кроме того, камера осаждения чешуи, входящая в состав установки, выполнена расширяющейся книзу по типу диффузора.
Крометого технической задачей заявленной группы изобретения является снижение токсичности состава, упрощение его приготовления с одновременным улучшением барьерных защитных свойств при нанесении покрытия на основе этого состава на различные поверхности - металл, бетонные поверхности и другие поверхности, а также расширение его функционального назначения. Поставленная техническая задача достигается полимерной композицией для получения защитного барьерного покрытия на различные поверхности, включающая эпоксидную диановую смолу, отвердитель и базальтовый наполнитель, которая в качестве отвердителя содержит полиэтиленполиамин, в качестве базальтового наполнителя пластинчатый наполнитель в виде андезитовой базальтовой чешуи с толщиной пластинок от 0,2 до 7,0 мкм, дополнительно содержит дибутилфталат и/или алифатическую эпоксидную смолу ДЭГ- 1 и при необходимости аэросил, и органический растворитель при следующем соотношении компонентов в мac.%:
Эпоксидная диановая смола 32,0 — 41,0;
Дибутилфталат и/или алифатическая эпоксидная смола ДЭГ- 1 1,0 — 10,0;
Полиэтиленполиамин 4,0 — 6,5;
Вышеуказанный пластинчатый наполнитель в виде андезитовой базальтовой чешуи с толщиной пластинок от 0,2 до 7,0 мкм 30,0 — 50,0;
Аэросил 0,0 - 6,0;
Органический растворитель 0,0 - 30,0.
В качестве эпоксидной диановой смолы композиция содержит, например эпоксидные диановые смолы марок ЭД-20, ЭД-5, ЭД-6, ЭД-24 и другие. Алифатическая эпоксидная смола ДЭГ-1 является продуктом конденсации эпихлоргидрина с многоатомными спиртами. В качестве аэросила композиция может содержать микрокремнезем - аэросил с различной удельной поверхностью, например марок А- 175, A-300.
В качестве органического растворителя композиция может содержать различные известные традиционно используемые в эпоксидных композициях органические растворители, например такие как сольвент, растворитель P-4 (смесь ацетона, бутилацетата и толуола), растворитель 646 - (смесь этанола, ацетона, этилцеллозольва, бутилацетата, толуола и бутанола) и другие.
В качестве пластинчатого наполнителя композиция по изобретению содержит андезитовую базальтовую чешую, с толщиной пластинок от 0,2 до 7,0 мкм., преимущественно 0,2 - 3,0 мкм., а в частности например марки AБЧ-100, с толщиной пластинок около 5,0 мкм.. С помощью варьирования содержания компонентов композиции, заявленной в качестве изобретения, изменяют реологические свойства композиции, а так же функциональное назначение покрытия: композиция может быть использована для получения грунтовочного покрытия, в качестве мастичного покрытия, в качестве отдельного защитного покрытия по различным поверхностям, способной для нанесения и на вертикальные поверхности.
Краткое описание чертежей.
Ниже приводится описание заявленной группы изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:
На Фиг. 1 - установка для изготовления чешуйчатого материала, общий вид.
На Фиг. 2 - приспособление для дробления пленки, вид сверху.
Подробное описание изобретения.
Способ изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава осуществляют следующим образом.
Формование пленки из минерального расплава, например, базальта, на внутренней поверхности вращающейся чаши заключается в том, что расплав базальта стекломикрокристаллитно-аморфной структуры с температурой 1450-1500° и вязкостью 30-50 пуаз подается в чашу, вращающуюся со скоростью 2000-5000 м/сек, и перемешивается механическим путем в течение 0,5 - 1,5 сек, в результате чего он становится однородным по температуре и вязкости и с более высокой степенью аморфности за счет уменьшения размера микрокристаллитов, находящихся в расплаве, и снижения теплопередачи. Из однородного и более аморфного расплава получается более тонкая и более равнотолщинная пленка. Полученный расплав отбрасывается на боковую поверхность чаши центробежной силой и, поднимаясь вверх к ее краю, распределяется по ней тонким слоем. Благодаря наличию ступенчатого кольцевого углубления у кромки чаши выдавливание расплава из чаши центробежной силой происходит со скачком ускорения ее движения в 20 - 50 раз, что обеспечивает получение более тонкой пленки. Подойдя к закругляющейся кромке чаши, расплав выбрасывается из нее в радиальном направлении по поверхности отогнутой кромки, охлаждается потоком сжатого холодного воздуха под давлением 0,5-1,2 кг/см и превращается в твердую микротонкую пленку. При давлении менее 0,5 кг/см2 пленка еще не приобретает твердости, необходимой для ее качественного дробления, а при давлении выше 1,2 кг/см пленка переохлаждается и становится хрупкой, отчего также ухудшается процесс ее дробления. Поэтому получить чешуйки с заданными линейными размерами при разрушении пленки не представляется возможным. После процесса охлаждения происходит дробление вращающейся пленки механическим путем под воздействием на нее однонаправленных и равномерных ударных сил, то есть направленных под одним углом и на равном расстоянии друг от друга по окружности пленки. Полученная чешуйчатая масса оседает в камере осаждения под действием разрежения, а затем собранную чешую разделяют на фракции по размерам частиц путем рассева ее в процессе продвижения по вращающемуся ситу под действием увеличивающихся центробежных сил. Каждая фракция чешуи поступает в отдельную емкость для сбора, откуда ссыпается в мешок и упаковывается.
Установка для изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава схематично изображена ниже на чертежах:
Фиг.l - установка для изготовления чешуйчатого материала, общий вид.
Фиг.2 - приспособление для дробления пленки, вид сверху.
В соответствии с фиг.l установка для изготовления чешуйчатого материала содержит печь для приготовления расплава базальта с фидером 1, фильерный питатель 2 с выпускным отверстием, установленную под фильерным питателем чашу 3, входное отверстие которой обращено вверх, а кромка отверстия радиально отогнута наружу, установленную неподвижно внутри чаши и концентрично с ней кольцевую полую гребенку 4 с полыми пальцами 5, направленными перпендикулярно вниз, кольцевую щелевую дутьевую головку 6, размещенную концентрично с чашей 3 над отогнутыми ее краями, приспособление для дробления пленки 7, выполненное в виде кольца, установленного концентрично с чашей на уровне ее отогнутой кромки, на котором с равным интервалом закреплены вертикальные ножи 8, установленные перпендикулярно направлению движения пленки с поворотом полотна ножа на угол 10-20° навстречу направлению ее вращения, камеру 9 в виде диффузора для осаждения чешуи, перфорированный конвейер 10, установленный под камерой осаждения 9, камеру разрежения 11, установленную под конвейером 10, узел 12 для рассева чешуйчатого материала. Причем чаша 3 выполнена со ступенчатым кольцевым углублением 13 у ее кромки и установлена на валу 14, на который надет кожух 15, а на кожухе 15 вала 14 установлена с возможностью перемещения кольцевая полая гребенка 4. Кожух 15 вала 14 и кольцевая полая гребенка 4 соединены с патрубками подачи и вывода холодного сжатого воздуха для охлаждения вала 14 и гребенки 4 с пальцами 5 (не показаны). Узел 12 для разделения чешуйчатого материала на фракции представляет собой установленное с возможностью вращения сито, выполненное в виде опрокинутого усеченного конуса и состоящее из отдельных секций 16 с ячейками 17, причем диаметр и размер ячеек каждой последующей секции увеличиваются в направлении от входа в сито к его выходу. Под каждой секцией сита установлены приемные бункеры 18.
В соответствии с фиг.2 приспособление 7 для дробления пленки выполнено в виде кольца, установленного вокруг чаши на уровне ее кромки. На кольце по окружности закреплены с равным интервалом ножи 8, установленные перпендикулярно направлению движения пленки из чаши 3 и с поворотом полотна ножа на угол 10-20° навстречу направлению ее вращения.
Согласно изобретению заявленной группы, композицию для получения защитного покрытия (барьерного) с использованием в частности базальтовой чешуи, полученной способом по изобретению с использованием устройства, заявленного в качестве изобретения получают следующим образом.
Композицию по изобретению готовят следующим образом.
Тщательно перемешивают между собой все входящие компоненты, исключая отвердитель - полиэтиленполиамин, который вводят в композицию непосредственно перед ее применением.
Описание конкретных примеров, иллюстрирующих заявленную группу изобретения, в которую входят способ получения чешуйчатого материала, например базальтовой чешуи, установка для его осуществления, а также полимерное защитное барьерное покрытие, полученное с использованием такой базальтовой чешуи, толщиной 0,2 - 7,0 мiсм., особенно ~ 5 мкм., и более предпочтительно 0,2 — 3,0 мiсм. Конкретный пример выполнения способа. Расплав температурой 1500°C и вязкостью 45 пуаз подают в чашу, вращающуюся со скоростью 4500 м/сек. После вытягивания расплава из чаши полученную пленку охлаждают сжатым воздухом под давлением 1,0 кг/см2, а затем производят ее дробление с помощью ножей, угол поворота которых навстречу направлению вращения пленки составляет 20°. Полученную чешую осаждают, собирают и разделяют на фракции.
Ниже в Таблице 1 приведены сравнительные данные степени аморфности расплава, толщины и площади чешуек, полученных известным и заявляемым способами.
Таблица 1
Figure imgf000027_0001
Установка работает следующим образом.
Минеральный расплав из фидера 1 через выпускное отверстие фильерного питателя 2 поступает в чашу 3, где с помощью кольцевой гребенки 4 с пальцами 5 перемешивается до однородного состояния, под действием центробежной силы вращающейся чаши 3 отбрасывается на ее наклонные стенки, поднимается тонким слоем вверх к ее кромке и при вхождении в ступенчатое кольцевое углубление 13 чаши 3 ускоряет свое движение, растягиваясь в еще более тонкий слой, а затем по отогнутой в радиальном направлении кромке выбрасывается наружу. При этом на степень растягивания пленки по боковой поверхности чаши существенное влияние оказывает ее глубина. Оптимальной для данного процесса является глубина чаши, равная 1/4-1/3 высоты условного конуса, образованного продолжением ее сторон. При ее глубине более 1/3 высоты условного конуса необходимо значительно повысить скорость вращения чаши, чтобы осуществить процесс выдавливания расплава из чаши, что приведет к большим энергозатратам.. При этом расплав будет терять тепло, в результате чего снизится его вязкость, что приведет к нарушению процесса формирования пленки. При глубине чаши менее 1/4 высоты условного конуса, расплав будет выбрасываться из нее, не успев растянуться в тонкую пленку. Под действием потока холодного сжатого воздуха, поступающего из щелевой кольцевой дутьевой головки 6, сформированный микротонкий слой расплава превращается в затвердевшую пленку. Выходящая из чаши в радиальном направлении пленка, в процессе своего вращения ударяется о режущие кромки неподвижных ножей 8, установленных с поворотом навстречу направлению ее вращения, и под воздействием однотипных ударных сил измельчается на дискретные чешуйки. Оптимальным углом поворота режущих кромок ножей является угол, равный 10-20°, обеспечивающий повышение степени измельчения пленки и однородности ее по площадям чешуек.. При угле поворота режущих кромок ножей менее, чем на 10°, сильное столкновение их с пленкой приведет к образованию слишком мелких чешуек, что отрицательно скажется на качестве лакокрасочных покрытий, изготовленных с чешуйчатым наполнителем. При угле поворота режущих кромок ножей более, чем на 20°, сила удара на пленку заметно уменьшится, что приведет к образованию крупных чешуек, которые будут сворачиваться, не позволяя им сохранять плоскую форму в процессе изготовления и нанесения покрытий. Чешуйчатый материал, полученный путем дробления пленки, осаждается в камере 9 за счет снижения скорости движения чешуек вследствие ее расширения книзу и собирается на конвейере 10 благодаря размещению под ним камеры разрежения 11. Собранную чешуйчатую массу подают в узел 12, в котором по мере ее прохождения через вращающееся секционное сито она разделяется на фракции, каждая из которых поступает в соответствующий приемный бункер 18.
В Таблице 2 представлены примеры, иллюстрирующие изобретение - полимерное защитное барьерное покрытие, но не ограничивающее его.
Таблица 2
Figure imgf000029_0001
* используется андезитовая базальтовая чешуя с толщиной пластинок 4,0 мкм., марки A-100. ** растворитель P-4. Промышленная применимость.
Из Таблицы 1 видно, что степень аморфности расплава в результате его перемешивания в заявляемом способе увеличилась вдвое в сравнении с известным способом получения чешуек. Чешуйчатые частицы, полученные по предложенному способу, в два с лишним раза тоньше чешуек, полученных по известному способу. При этом интервал толщин в первом случае значительно уже, чем во втором. А размер чешуек по площади в заявляемом способе в полтора раза ниже площади чешуек в прототипе, о чем говорит показатель суммарной поверхности чешуек в единице веса. А это значит, что, чем меньше размер чешуек, тем они тоньше, и, следовательно, в одном грамме их будет больше, а значит и общая площадь их будет больше. Кроме того, процент выхода чешуек толщиной 0,2-3,0 мкм на 15% выше, что свидетельствует о высоком проценте получения фракции с узким интервалом линейных величин.
Таким образом, отличительными признаками заявляемого способа в сравнении с прототипом являются: дополнительная операция перемешивания расплава, формирование микротонкой пленки из расплава путем сообщения ускорения движению расплава на выходе из чаши, из-за чего пленка дополнительно утончается, предварительное охлаждение пленки только до состояния затвердевания и механическое дробление сформированной пленки в результате однотипных соударений ее с режущими элементами. Первые две операции в известном устройстве- прототипе отсутствуют. Операция предварительного охлаждения пленки только до состояния затвердевания потоком сжатого воздуха давлением 0,5- 1,2 кг/см2 с последующим ее механическим дроблением в заявляемом способе создает условия более благоприятного измельчения пленки, чем совмещенные операции охлаждения и дробления ее импульсным потоком холодного сжатого воздуха давлением 1,8-2,2 кг/см2 в известном способе, когда происходит переохлаждение пленки с повышением ее хрупкости и хаотичное одновременное ее разрушение.
К этому можно добавить, что в известном способе разделение готового продукта по фракциям осуществляют в устройстве, содержащем ряд циклонов, в которых чешуйки оседают в зависимости от их массы и соответственно скорости движения. Указанный способ разделения чешуйчатой массы не позволяет получать фракции в узких интервалах линейных размеров с незначительными энергозатратами. В заявляемом способе операция разделения готового чешуйчатого продукта высокоэффективна и отличается низким энергопотреблением.
Технический результат заявляемого способа изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава и устройства для его осуществления состоит в следующем:
- в улучшении качества чешуйчатого материала без дополнительных энергозатрат за счет уменьшения толщины чешуек путем изменения конструкции чаши и повышения их однородности по толщине за счет введения в нее устройства перемешивания расплава;
- в снижении энергоемкости технологического процесса путем замены операции разрушения пленки потоком холодного сжатого воздуха давлением 1,8-2,2 кг/см2 в прототипе на операцию механического дробления пленки с помощью неподвижных режущих элементов в заявляемом объекте;
- в снижении процента образования пылевидных частиц в чешуйчатом материале за счет однонаправленного, равномерного и равнозначного воздействия ударных сил на пленку;
- в повышении срока службы чаши за счет выполнения наружной стороны дна чаши ребристой и охлаждения его потоком сжатого воздуха давлением 0,5-1,0 кг/см2; - в повышение процента выхода чешуек заданной фракции путем улучшения условий формирования пленки, условий ее дробления на дискретные чешуйки и эффективного разделения их на фракции.
Общественно-полезный результат предложенного способа изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава и устройства для его осуществления заключается в следующем:
- в обеспечении возможности продления срока службы судов, автомобилей, химического оборудования и прочих объектов путем нанесения химически стойких и механически прочных покрытий на их поверхности для защиты от коррозионного и абразивного износа;
- в обеспечении возможности упрочнения бетонов, гипсокартонных плит, рубероидов, полимеров и прочих композиционных материалов с целью повышения их срока службы;
- в обеспечении возможности изготовления термо- и вибростойких негорючих теплоизоляционных плит, упрочненных чешуйчатым наполнителем, применение которых в объектах судостроения, холодильной техники, строительства и прочих областях позволит повысить их пожарную безопасность;
- в дополнении перечня наполнителей недорогим, легким, химически стойким, не обладающим гигроскопичностью и эффективным материалом.
Введение в качестве «бapьepнoгo» наполнителя андезитовой базальтовой чешуи с толщиной пластинок около 5 мкм., и особенно 0,2 — 3,0 мкм. в определенном количестве в заявленную композицию экспериментально подобранного качественно-количественного состава обеспечивает получаемому покрытию высокую химическую стойкость, так как в частности физически увеличивает путь через слой покрытия, который пытаются преодолеть молекулы жидкости (агрессивной по отношению к подложке) и/или газа. Основное назначение покрытия, получаемого на основе композиции по изобретению - предотвращение контакта среды, вызывающей коррозию, защищаемой поверхности за счет барьерной структуры получаемого полимерного покрытия и стойкой к агрессивным средам полимерной основы. Барьерная структура покрытия в частности обусловлена и наличием пластинчатого наполнителя (базальтовой чешуи), пластинки которого имеют толщину около 5 мкм. и в покрытии перекрываются «внaxлecт».
Тиксопропные свойства композиции в частности придает и мелкодисперсный оксид кремния СiОг в виде аэросила за счет развитой активной поверхности.
Получаемое покрытие через 7 суток после нанесения обеспечивают следующие характеристики:
• предел прочности при отрыве, Мпа = 40.0;
• предел прочности при изгибе, Мпа = 70.0;
• ударная вязкость, А., кДж/м.кв. = 15.0;
• электрическая прочность на пробой >= 25 кВ/см.кв;
• химическая стойкость к растворам кислот и щелочей, растворителям, нефтепродуктам - высокая.
По физико-химическим показателям композиция соответствует нормам, указанным в Таблице 3.
Таблица 3.
Figure imgf000034_0001
Таким образом, большими преимуществами композиции по изобретению являются, в частности, то, что она содержит компоненты, которые
• являются оптически непрозрачными в видимой и ультрафиолетовой области;
• не содержат легко подверженных гидролизу и корродирующих металлические поверхности функциональные группы, что делает их устойчивыми к воздействию влаги воздуха и повышается долговечность покрытий при эксплуатации и расширяется возможный диапазон их использования. Композиция устойчива к механическому износу, способна защищать поверхность на которую они наносятся от действия агрессивных сред, таких, как растворители, нефтепродукты, растворы кислот и щелочей, является газо и водонепроницаемой.
Все эти указанные свойства композиции по изобретению позволяют использовать ее для следующих целей:
• Облицовка бетонных и стальных резервуаров, танков, цистерн, бассейнов, отстойников, стоков, дамб, плотин, туннелей, коллекторов и пр.
• Замена или ремонт старой, некачественной облицовки.
• Защитное покрытие для стальных цистерн и резервуаров, бункеров и труб.
• Защитное покрытие для кровли.
• Изолирующее покрытие для асбеста, свинец - содержащих красок и других токсичных материалов.
• Защитное покрытие для декоративных объектов, таких, как стойки, опоры, сливы, стоки, люки, объемная реклама, и пр.
• Защита полов и стен, на которые возможно попадание жидкостей, вызывающих коррозию.
• Антиабразивная пленка для горного оборудования, мельниц, дробилок, для самосвалов и грузовиков.
• Защита резервуаров замороженной соленой воды (рыболовецкие траулеры).

Claims

Формула изобретения
1. Способ изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава путем подачи расплава самотеком в нисходящем направлении во вращающуюся чашу, формирования на ее боковой поверхности тонкого слоя расплавленного материала под действием центробежной силы, охлаждения его потоком сжатого воздуха в зоне кольцевого дутья до образования затвердевшей пленки, дробления последней на дискретные чешуйки, сбора их под действием разрежения и разделения чешуйчатой массы на фракции, отличающийся тем, что расплав, поступающий во вращающуюся чашу со скоростью 2000 - 5000 м/сек, перемешивают механическим путем в течение 0,5 — 1,5 сек, формирование тонкого слоя расплавленного материала осуществляют со скачком ускорения его движения на выходе из чаши в 20 - 50 раз, охлаждение его производят сжатым воздухом под давлением 0,5-1,2 кг/см2 перед дроблением, а дробление полученной пленки на дискретные чешуйки осуществляют механическим воздействием на нее однонаправленных и равномерных ударных сил.
2. Способ по п.l, отличающийся тем, что разделение чешуйчатой массы на фракции осуществляют путем механического рассева ее под действием центробежных сил, увеличивающихся в направлении движения массы, с одновременным увеличением размера фракций по мере ее расева.
3. Способ по п.l, отличающийся тем, что дно чаши охлаждают потоком холодного сжатого воздуха, подаваемым под давлением 0,5-1,0 кг/см2.
4. Способ по п.l, или п.2, или п.З, отличающийся тем, что в качестве чешуйчатого материала получают базальтовую чешую с толщиной пластинок 0,2 - 7,0 мкм., используя в качестве минерального расплава расплав базальта.
5. Установка для изготовления чешуйчатого материала из минерального расплава по п.п, 1 - 4, содержащая печь для приготовления расплава с фидером, фильерный питатель с выпускным отверстием, установленную под фильерным питателем с возможностью вращения пленкоформирующую чашу, входное отверстие которой обращено вверх, а кромка отверстия радиально отогнута наружу, кольцевую щелевую дутьевую головку для охлаждения тонкого слоя расплава, приспособление для дробления полученной пленки на дискретные чешуйки, камеру осаждения чешуи, приемное устройство с камерой разрежения под ним и узел разделения чешуйчатой массы на фракции, отличающаяся тем, что пленкоформирующая чаша выполнена со ступенчатым кольцевым углублением у ее кромки и снабжена установленной неподвижно внутри нее и концентрично с ней кольцевой гребенкой, выполненной в виде полого кольца с полыми пальцами, направленными перпендикулярно вниз, причем полость каждого пальца разделена вертикальной перегородкой, не примыкающей к своду пальца, приспособление для дробления пленки выполнено в виде кольца, установленного концентрично с чашей на уровне ее отогнутой кромки, на котором с равным интервалом закреплены вертикальные ножи, расположенные перпендикулярно направлению движения пленки и с поворотом полотна ножа на угол 10-20° навстречу направлению ее вращения.
6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что узел разделения чешуйчатой массы на фракции представляет собой установленное с возможностью вращения сито, выполненное в виде опрокинутого усеченного конуса и состоящее из отдельных секций, диаметр и размер ячеек которых увеличиваются в направлении от входа в сито к его выходу.
7. Установка по п.5, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом подачи сжатого воздуха на наружную поверхность донной части чаши.
ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91) ISА/RU
8. Установка по п.5, отличающаяся тем, что наружная поверхность дна чаши выполнена ребристой.
9. Установка по п.5, отличающаяся тем, что глубина чаши составляет 1/4- 1/3 высоты условного конуса, образованного продолжением ее сторон.
10. Установка по п.5, отличающаяся тем, что чаша для формирования пленки снабжена механизмом регулирования ее расстояния от фидера.
11. Установка по п.5, отличающаяся тем, что кольцевая полая гребенка установлена на кожухе вала для вращения чаши и снабжена механизмом регулирования ее положения по высоте вала.
12. Установка по п.5, отличающаяся тем, что кольцевая гребенка соединена с патрубком подачи холодного сжатого воздуха.
13. Установка по п.5, отличающаяся тем, что камера осаждения чешуи выполнена расширяющейся книзу по типу диффузора.
14. Установка по п.5, отличается тем, что предназначена для изготовления базальтовой чешуи.
15. Полимерная композиция для получения защитного барьерного покрытия на различных поверхностях, включающая эпоксидную диановую смолу, дибутилфталат и/или алифатическую эпоксидную смолу ДЭГ-1, отвердитель полиэтиленполиамин, пластинчатый наполнитель в виде андезитовой базальтовой чешуи с толщиной пластинок от 0,2 до 7,0 мкм., при необходимости аэросил и органический растворитель при следующем соотношении компонентов в мacc.%:
ИСПРАВЛЕННЫЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 91) ISА/RU Эпоксидная диановая смола 32,0 - 41,0;
Дибутилфталат и/или алифатическая эпоксидная смола ДЭГ-4 1 ,0 - 10,0;
Полиэтилqнполиамин 4,0 - 6,5;
Вышеуказанный пластинчатый' наполнитель в виде андезитовой базальтовой чешуи с толщиной пластинок от 0,2 до 7,0 мкм 30,0 - 50,0;
Аэросил 0,0 - 6,0;
Органический растворитель 0,0 - 30,0.
PCT/RU2006/000134 2006-01-18 2006-03-22 Procédé de production de matériau en flocons a partir d'une masse fondue minérale, dispositif de mise en oeuvre de ce procédé et composition polymère Ceased WO2007084023A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006101206/04A RU2306325C1 (ru) 2006-01-18 2006-01-18 Полимерное защитное барьерное покрытие
RU2006101206 2006-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007084023A1 true WO2007084023A1 (fr) 2007-07-26

Family

ID=38287878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2006/000134 Ceased WO2007084023A1 (fr) 2006-01-18 2006-03-22 Procédé de production de matériau en flocons a partir d'une masse fondue minérale, dispositif de mise en oeuvre de ce procédé et composition polymère

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2306325C1 (ru)
WO (1) WO2007084023A1 (ru)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107354583A (zh) * 2017-07-10 2017-11-17 洛阳光正金属技术服务有限公司 废催化剂渣高值化综合利用工艺
CN108569843A (zh) * 2018-04-20 2018-09-25 郭宝华 一种用矿物熔体生产鳞片状材料的装置及方法
CN108609843A (zh) * 2018-04-20 2018-10-02 郭宝华 一种用矿物原料生产鳞片状材料的装置及方法
CN111039558A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 营口建科玄武岩纤维研究所 一种玄武岩鳞片的生产装置及调控方法
CN113831816A (zh) * 2021-10-03 2021-12-24 烟台华恒节能科技有限公司 一种耐紫外线耐腐蚀薄涂型油性防火涂料及其制备方法
CN113831817A (zh) * 2021-10-03 2021-12-24 烟台华恒节能科技有限公司 一种水性耐酸雨隔热涂料及其制备方法
CN113845820A (zh) * 2021-10-03 2021-12-28 烟台华恒节能科技有限公司 一种耐紫外线耐腐蚀薄涂型水性防火涂料及其制备方法
CN114929605A (zh) * 2020-01-08 2022-08-19 日本电气硝子株式会社 玻璃膜的制造方法以及玻璃膜的制造装置
CN119643769A (zh) * 2025-02-13 2025-03-18 山东宇森节能环保科技有限公司 一种水处理药剂絮凝性能测试装置
CN120328849A (zh) * 2025-05-20 2025-07-18 山东硕远新材料有限公司 一种高性能玻璃纤维拉丝设备

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2394058C2 (ru) * 2008-07-23 2010-07-10 Закрытое Акционерное Общество "Базальтопластик" Полимерная композиция для защитного антикоррозионного покрытия барьерного типа
WO2010056147A1 (ru) * 2008-11-17 2010-05-20 Закрытое Акционерное Общество "Базальтопластик" Атикоррозионное защитное покрытие «бaзaлиt каменная cмoлa»
RU2412973C1 (ru) * 2009-07-01 2011-02-27 Учреждение Российской академии наук Институт проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения РАН (ИПХЭТ СО РАН) Ремонтно-клеящий состав
RU2460748C2 (ru) * 2010-07-26 2012-09-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Лакокраспокрытие" Универсальная толстослойная антикоррозионная лакокрасочная система
RU2458086C1 (ru) * 2010-12-15 2012-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Федеральный центр двойных технологий "Союз" (ФГУП "ФЦДТ "Союз") Полимерная композиция
RU2603362C1 (ru) * 2015-09-08 2016-11-27 Общество с ограниченной ответственностью "АРТАКОМ" Чип-индуктивность для автоматизированного поверхностного монтажа
RU2688608C1 (ru) * 2018-07-02 2019-05-21 Акционерное общество "Препрег - Современные Композиционные материалы" (АО "Препрег - СКМ") Эпоксидное связующее холодного отверждения для систем внешнего армирования

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB956832A (en) * 1961-10-18 1964-04-29 Owens Corning Fiberglass Corp Method and apparatus for producing films and flakes from heat softenable material
SU431198A1 (ru) * 1971-11-19 1974-06-05 А. С. Фарберов , В. Я. Штода Антикоррозионный состав
SU443047A1 (ru) * 1972-04-13 1974-09-15 Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Городского Хозяйства Эпоксидный состав
US5017207A (en) * 1987-04-23 1991-05-21 Watkinson Charles J Method and apparatus for forming glass flakes
SU1731746A1 (ru) * 1990-08-20 1992-05-07 Научно-исследовательская лаборатория базальтовых волокон Института проблем материаловедения АН УССР Способ изготовлени чешуйчатого материала из расплава стекла
SU1823293A1 (ru) * 1990-07-30 1995-07-25 Отделение новых физических и прикладных проблем АН УССР Устройство для получения тонкодисперсных чешуйчатых частиц
RU2057157C1 (ru) * 1992-05-26 1996-03-27 Ефанова Вера Васильевна Маслобензостойкая полимерная композиция для покрытий

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036748C1 (ru) * 1991-06-18 1995-06-09 Игорь Павлович Петухов Способ термообработки дисперсных хлопьевидных частиц и устройство для его осуществления
CN1061672C (zh) * 1997-03-11 2001-02-07 连云港港务局 基于环氧树脂的双组分面层防腐蚀涂料

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB956832A (en) * 1961-10-18 1964-04-29 Owens Corning Fiberglass Corp Method and apparatus for producing films and flakes from heat softenable material
SU431198A1 (ru) * 1971-11-19 1974-06-05 А. С. Фарберов , В. Я. Штода Антикоррозионный состав
SU443047A1 (ru) * 1972-04-13 1974-09-15 Научно-Исследовательский И Конструкторско-Технологический Институт Городского Хозяйства Эпоксидный состав
US5017207A (en) * 1987-04-23 1991-05-21 Watkinson Charles J Method and apparatus for forming glass flakes
SU1823293A1 (ru) * 1990-07-30 1995-07-25 Отделение новых физических и прикладных проблем АН УССР Устройство для получения тонкодисперсных чешуйчатых частиц
SU1731746A1 (ru) * 1990-08-20 1992-05-07 Научно-исследовательская лаборатория базальтовых волокон Института проблем материаловедения АН УССР Способ изготовлени чешуйчатого материала из расплава стекла
RU2057157C1 (ru) * 1992-05-26 1996-03-27 Ефанова Вера Васильевна Маслобензостойкая полимерная композиция для покрытий

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107354583A (zh) * 2017-07-10 2017-11-17 洛阳光正金属技术服务有限公司 废催化剂渣高值化综合利用工艺
CN108569843A (zh) * 2018-04-20 2018-09-25 郭宝华 一种用矿物熔体生产鳞片状材料的装置及方法
CN108609843A (zh) * 2018-04-20 2018-10-02 郭宝华 一种用矿物原料生产鳞片状材料的装置及方法
CN108569843B (zh) * 2018-04-20 2021-05-25 烟台华正科信新材科技有限公司 一种用矿物熔体生产鳞片状材料的装置及方法
CN108609843B (zh) * 2018-04-20 2021-07-27 郭宝华 一种用矿物原料生产鳞片状材料的装置及方法
CN111039558A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 营口建科玄武岩纤维研究所 一种玄武岩鳞片的生产装置及调控方法
CN114929605A (zh) * 2020-01-08 2022-08-19 日本电气硝子株式会社 玻璃膜的制造方法以及玻璃膜的制造装置
CN113831816A (zh) * 2021-10-03 2021-12-24 烟台华恒节能科技有限公司 一种耐紫外线耐腐蚀薄涂型油性防火涂料及其制备方法
CN113831817A (zh) * 2021-10-03 2021-12-24 烟台华恒节能科技有限公司 一种水性耐酸雨隔热涂料及其制备方法
CN113845820A (zh) * 2021-10-03 2021-12-28 烟台华恒节能科技有限公司 一种耐紫外线耐腐蚀薄涂型水性防火涂料及其制备方法
CN119643769A (zh) * 2025-02-13 2025-03-18 山东宇森节能环保科技有限公司 一种水处理药剂絮凝性能测试装置
CN120328849A (zh) * 2025-05-20 2025-07-18 山东硕远新材料有限公司 一种高性能玻璃纤维拉丝设备

Also Published As

Publication number Publication date
RU2306325C1 (ru) 2007-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007084023A1 (fr) Procédé de production de matériau en flocons a partir d'une masse fondue minérale, dispositif de mise en oeuvre de ce procédé et composition polymère
KR102562578B1 (ko) 콘크리트용 압출된 플라스틱 골재
CA1178854A (en) Process for applying a coating composition to a substrate, and the coated substrate thus obtained
JP2018504345A5 (ru)
US4254165A (en) Method of forming a filled polymer coating on an internal cylindrical surface and article produced thereby
CN1733940A (zh) 一种钢渣超细粉处理工艺及系统
Zhang et al. Concrete erosion mechanism and model research under the action of wind gravel flow in Gobi gale area
JP2011147845A (ja) 高耐久性防食鋼材とその製造方法ならびに製造装置
CN1179139A (zh) 熔融回收硅酸盐原料的方法和设备
NO158858B (no) Fremgangsmaate for paafoering av et belegg paa et substrat ved samtidig rensing ved en blaasebehandling.
KR101474953B1 (ko) 상온식 재생아스콘 제조방법
CN102602704A (zh) 一种输送薄片状物料的气力输送装置
US4373883A (en) Apparatus for producing granules from molten metallurgical slags
Lins et al. Erosion behavior of thermal sprayed, recycled polymer and ethylene–methacrylic acid composite coatings
US4358415A (en) Method for producing granules from molten metallurgical slags
JP2973198B2 (ja) 溶融炉から排滓されるメタルの利用方法
CN216095530U (zh) 一种多形态颗粒新材料生产设备
Zimakov et al. Applications of recycled hardmetal powder.
Brusentseva et al. Cold spray deposition of thermoplastic powder for road marking
RU63259U1 (ru) Технологический комплекс для очистки и динамического воздушно-сухого обогащения зернистого сыпучего материала
Hussain et al. Treatment of coal fly ash and its environmentally friendly use in the rubber and plastic industries
CN102607047A (zh) 一种利用复合材料废弃物制备水泥窑替代燃料的方法
RU2433194C1 (ru) Способ получения окатышей
CN109642150B (zh) 包含磨砂玻璃的发光标记
CN218654804U (zh) 一种再生沥青剥离装置和离心式破碎机

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 06769534

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1