165704. lajstromszámú szabadalom • Bentonit kötésű ásványgyapot alapanyagú keménylemez
165704 3 4 Keményítő Azbeszt Nátrium-metilszilikonát Alumínium-szulfát Poliakrilamid 8 súly % 4—6 súly % 0—3 súly % 1—1,5 súly % 0,1-0,2 súly % A keménylemez alapanyaga az ásványgyapot. Célszerűen olyan jó minőségű ásványgyapotot használunk alapanyagként, amelynek olvadékgyöngy tartalma minimális és amely vékony rugalmas szálakból áll. A keménylemezhez kötőanyagként a találmány szerint szódával aktivált, legalább 40% montmorillonit-tartalmú bentonitot (Na-bentonitot) alkalmazunk. A természetben található, rétegrácsaikban Ca és Mg kationokat tartalmazó bentonitok (Cabentonitok) kötőképességgel egyáltalán nem rendelkeznek. Meglepő módon azt tapasztaltuk azonban, hogy ha a természetes Ca-bentonitokat kationcsere útján nátriumsókkal Na-bentonitokká alakítjuk át, kitűnő kötőképességű, és jó kolloidkémiai tulajdonságokkal, így nagyfokú duzzadóképességgel, kolloid méretű diszpergálhatósággal rendelkező termékhez jutunk. Ez a művelet az aktiválás, amelyet az alábbiak szerint hajtunk végre: A legalább 40%, előnyösen 50—60% montmorü-Ionitot tartalmazó bányanyers bentonitot vízben szuszpendáljuk és nedvesen megőröljük. így mintegy 10% szárazanyagtartalmú vizes szuszpenziót kapunk, amelyhez a szárazanyagra számítva 5—6% kristály vízmentes szódát adunk, és a szuszpenziót nyíró igénybevételnek tesszük ki. A nyíróerő hatására a szuszpendált bentonit felülete megnövekszik, ami nagymértékben elősegíti az ioncserét. A reakció sebességét tovább növelhetjük a hőmérséklet növelésével, mivel ekkor nő a diffúziósebességés csökken a viszkozitás. Az így kezelt szuszpenzióból ezután ciklonozással vagy ülepítéssel eltávolítjuk a kő- és kavicsdarabokat és az egyéb darabos szennyeződéseket. A lemez szilárdsági tulajdonságainak javítása végett másodlagos kötőanyagként keményítőt adunk a keverékhez. A keményítőt a szokásos módon készített oldat alakjában adjuk a keverékhez. Kb. két rész víz és egy rész keményítő összekeverésével előállított keményítőtejet hozzáadunk mintegy 10— 20-szoros mennyiségű kb. 70°C-ra melegített vízhez, és a kapott oldatot használjuk fel. A keményítő adalék a lemezt erőssé, keménnyé, zártabb felületűvé, dörzsállóvá teszi és javítja mechanikai tulajdonságait. Az azbeszt adalék a lapok nedves szilárdságát és rugalmasságát növeli. A keverékhez krizotil típusú azbesztet adunk adalékként, amelyet előzőleg 5—6 percig lazítunk lapátos keverővel. Az utóbbi művelet hatására az azbesztszálak elválnak és gélesednek, ami a további felhasználást lényegesen megkönnyíti. A bentonit kötésű keménylemez hidrofobizálása igen fontos, mivel az anyag önmagában bentonittartalma és hajszálcsöves szerkezete miatt nedvszívó. Hidrofobizáló adalékként nátrium-metilszilionátot (szilikonkontraqint) használunk, amely a vizes szuszpenzióba könnyen bevihető. Kémhatása erősen lúgos, pH-ja 10—11 körüli. A hidrofobizáló adalék bekeverése után a keverék semlegesítése végett alumíniumszulfátot adagolunk. Az alumíniumszulfát több feladatot tölt be: egyrészt koagulaltató, pH-szabályozó, hidrofobizáló, más-5 részt bizonyos kötő-ragasztó hatást fejt ki. Lúgos közegben végbemenő A12 (S0 4 ) 3 + 6H 2 0 = 2A1(0H) 3 +3H 2 S0 4 - egyenlet szerinti hidrolízise folytán savanyú kémhatású. 10 A kötőanyagként beadagolt bentonit a lapok víztelenítését kolloid jellege miatt megnehezíti. A víztelenítés elősegítése végett az elektrokémiai szempontból negatív jellegű bentonit szuszpenzióval ellentétes töltésű kolloid rendszereket adunk a keve-15 rókhez. Adalékként a találmány szerint poliakrilamid készítményeket, így például flockonit ill. szedozán oldatot használunk. Ezek hatására a szuszpenzió koagulál. A koagulátumok képződése a víztelenítést igen nagy mértékben meggyorsítja. Méré-20 seink szerint ezzel a módszerrel a víztelenítési időt 50—60-ad részére csökkenthetjük. A koagulációt elősegítő adalék nemcsak a víztelenítés szempontjából fejt ki kedvező hatást, hanem az anyagveszteség csökkentése szempontjából is. 25 A koagulált szuszpenzióból ugyanis sokkal kevesebb finom szemcsés komponens távozik el a szívatással történő víztelenítés közben. A bentonit kötésű ásványgyapot alapanyagú keménylemezt a találmány szerint az alábbi eljárás-30 sal állítjuk elő. A lemezek alapanyagát képező szuszpenziót egy hollandi rendszerű keverőben készítjük elő. A komponensekből 3 és 8% közötti szárazanyag tartalmú szuszpenziót készítünk. A komponenseket az alábbi 35 meghatározott sorrendben adjuk a keverékhez: alapvíz, azbeszt, bentonit, keményítő, ásványgyapot, hidrofobizáló adalék, pH beállításhoz szükséges savas adalék. A keverési időt a gyártott anyagfajtáknak megfelelően változtatjuk. A kész szusz-40 penziót egy tárolótartályba visszük át, ahol azt a kiülepedés elkerülése végett tárolás közben is keverjük. A tárolótartályból a szuszpenzió egy keverővel ellátott edénybe kerül, ahol hozzáadjuk a víztelenítést elősegítő koagulaltató adalékot. 45 Koagulaltató adalékként, mint már említettük, poliakrilamidot használunk, amely a kereskedelemben flockonit ill. szedozán elnevezésű készítmények alakjában szerezhető be. A flockonit poralakú, langyos vízben, keverés közben jól oldódik. A szedo-50 zán sűrű, géles anyag, és nehezen, csak nyíró igénybevétel alkalmazásával hígítható. Minthogy a flockonitot könnyebben lehet oldani, mint ahogy a szedozánt hígítani, az eljárás során előnyösen flockonitot használunk. A flockonitból oldatot készítünk, 55 amelynek koncentrációját aszerint szabályozzuk, hogy a zagy, amelyhez hozzáadni kívánjuk, milyen sűrűségű. A flockonit oldat koncentrációjának beállításánál figyelembe kell vennünk még azt a körülményt is, hogy milyen hosszú utat tesz meg az 60 anyag a flockonit beadagolás színhelyétől a víztelenítés ill. lapképzés színhelyéig. A flockonit oldat koncentrációja, valamint a flockonit koncentrációja a zagyban ugyanis meghatározza a koaguláció sebességét. Az optimális sebességű koagulációhoz 65 szükséges fent említett koncentrációkat minden 2.
