180798. lajstromszámú szabadalom • Vermikulit-lemezkéket tartalmazó kompozíció és eljárás vermikulit alapú idomtestek előállítására
3 180798 4 vermikulit-lemezkék szuszpenzióiból kialakított lapok vízállóságának növelése érdekében a kialakított lapokat elektrolitok (például magnézium-klorid) vizes oldatával kezelik, majd a kezelt lapból eltávolítják a folyadékot. Ezzel az eljárással fokozható ugyan a vermikulit-alapú lapok és papírok vízállósága, tapasztalataink szerint azonban merev habok utókezelése esetén a vízállóság egyáltalán nem vagy csak alig növelhető. Gyártástechnológiai szempontból előnyös lenne az is, ha a lapok és papírok előállítása során közvetlenül a kívánt vízállóságú és nyomószilárdságú termékeket alakíthatnánk ki, és kiküszöbölhetnénk a termékek utókezelését. Azt tapasztaltuk, hogy a vermikulit-lemezkékből felépített szilárd testek fizikai jellemzői — elsősorban a termékek nyomószilárdsága és vízállósága —jelentős mértékben javítható, ha a szilárd testek (elsősorban a merev habok) előállítása során a kiindulási anyaghoz nyomószilárdságot és/vagy vízállóságot fokozó szemcsés szilárd adalékanyagot, éspedig magnézium-oxidot, kalcium-oxidot, magnézium-hidroxidot és/vagy kalcium-hidroxidot adunk. A találmány tehát vermikulit-lemezkéket és a felsorolt adalékanyagokat tartalmazó kompozíciókra vonatkozik. A találmány szerinti kompozíciók száraz vagy nedves keverékek egyaránt lehetnek; a nedves keverékek vizes folyadékokat is tartalmaznak. A találmány szerinti kompozíciók megjelenési formája igen változatos lehet; e kompozíciók például pépek, zagyok, szuszpenziók, nedves habok, száraz porkészítmények, pasztillák vagy vízmentes idomtestek (köztük merev habok) egyaránt lehetnek. A találmány szerinti idomtestek az ismert, kizárólag vermikulitból álló szilárd idomtestekénél lényegesen kedvezőbb vízállósággal és nagyobb szilárdsággal (elsősorban nyomószilárdsággal) rendelkeznek. A szilárdság növelése különösen a habosított anyagok felhasználhatósága szempontjából elsőrendű követelmény. Miként már korábban közöltük, a kizárólag vermikulitból álló idomtestek nyomószilárdsága és vízállósága csekély. Ezek az idomtestek könnyen vesznek fel folyékony vizet, és ennek hatására szerkezetük szétesik. A találmány értelmében ezt a kedvezőtlen jelenséget biztonsággal kiküszöbölhetjük. A nyomószilárdságot és/vagy vízállóságot fokozó szemcsés szilárd anyagokat általában a vermikulit-lemezkéket tartalmazó, adott esetben habosított vizes szuszpenziókhoz vagy zagyokhoz adjuk; a kompozíciót azonban másképp is kialakíthatjuk, például úgy, hogy a szemcsés szilárd anyagokat a vermikulit-lemezkék száraz porához keverjük. Minden esetben alapvető követelmény az, hogy a szemcsés szilárd anyagból és a vermikulit-lemezkékből, illetve a vermikulitlemezkéket tartalmazó vizes rendszerből homogén keveréket készítsünk. A vizes kompozíciókban esetleg lassú reakció indulhat be a vermikulit-lemezkék és a szemcsés szilárd anyag között, ami feltehetőleg annak tulajdonítható, hogy a szemcsés szilárd anyag vízzel érintkezve bázikus kationokat képez. Ez a reakció azonban tapasztalataink szerint nem vezet a vermikulit egyedi lemezkékből álló szerkezetének megbomlásához (az esetleges reakció feltételezésünk szerint csupán ioncsere-folyamat a vermikulit-lemezkék lazán kötött kationjai és a vízbe jutó magnézium- és/vagy kalciumkationok között, tehát lényegében fizikai folyamatnak tekintendő); így a szilárd idomtestek fizikai jellemzőinek javítása szempontjából nem hátrányos. Hátrányok csak abból származhatnának, ha a komponensek és a víz elegyítése során túl gyors és valódi kémiai reakció menne végbe; ekkor ugyanis a vermikulit-lemezkéket tartalmazó szuszpenzió flokkulálódna, ami a végtermék egyes fizikai tulajdonságainak (például a buborékméretnek vagy a habosított termékek sűrűségének) romlásához vezetne. Ilyen gyors, és a termék szerkezetét károsító kémiai reakció'azonban a felsorolt adalékanyagok (kalcium- és/vagy magnézium-oxid és/vagy -hidroxid) felhasználásakor nem megy végbe. Ez megítélésünk szerint elsősorban annak tulajdonítható, hogy a találmány szerint felhasznált adalékanyagok vízben korlátozottan oldódnak, és az adalékanyagok a vizes zagyokban és az azokból vízelvonással készített száraz termékekben egyaránt megtartják szemcsés szerkezetüket. A leírásban és az igénypontsorozatban a „kalcium- és/ vagy magnézium-oxid és/vagy -hidroxid” megjelölésen a kalcium-, illetve magnézium-oxidok és -hidroxidok valamennyi formáját értjük, a különféle kristályrendszerű módosulatokat, hidrátokat és oxi-hidrátokat is beleértve. A találmány értelmében szemcsés szilárd adalékanyagként különösen előnyösen alkalmazhatunk magnézium-oxidot, ez a vegyület ugyanis igen kedvezően módosítja a vermikulitalapú termékek fizikai jellemzőit, és különösen nagy mértékben javítja a vermikulit-alapú termékek nyomószilárdságát és vízállóságát. A magnézium-oxid a vermikulit-lemezkékből kialakított merev, habosított termékeknek megfelelő vízállóságot és nyomószilárdságot biztosít, és ugyanakkor — a kizárólag vermikulitot tartalmazó szilárd habokhoz viszonyítva — jelentős mértékben csökkenti a habosított termékek sűrűségét. A szemcsés magnézium-oxidot rendszerint a vermikulitlemezkéket tartalmazó zagyhoz vagy a habosított szuszpenzióhoz adjuk. Tapasztalataink szerint a magnézium-oxid növeli a zagy, illetve a habosított szuszpenzió viszkozitását; a viszkozitásnövekedés a felhasznált magnézium-oxid aktivitási fokától függően például az összekeverést követően 10 percig tart. A viszkozitásnövekedés a merev vermikulithabok gyártása szempontjából kedvező jelenség, mert ebben az esetben a szuszpenzió könnyebben köt meg gázbuborékokat, és kellően stabil nedves hab képződik, amely a szárítást megelőzően (például akkor, amikor a habot a keverőbői cntőmintába töltjük, szállítószalagra juttatjuk vagy szárítókemencébe szállítjuk) igen könnyen kezelhető. A találmány szerinti kompozíciók igen előnyös képviselői tehát a vermikulit-lemezkéket és magnéziumoxid-szemcséket tartalmazó habkészítmények, elsősorban a vízmentes merev habok. A találmány egy igen előnyös foganatosítási módja szerint sejtszerkezetű merev habokat alakítunk ki, ahol a sejtek falait egymással kölcsönös vonzóerők által összekapcsolt, átfedő vermikulit-lemezkék alkotják, és a merev habok nyomószilárdságot és/vagy vízállóságot növelő szemcsés szilárd anyagot, előnyösen magnéziumoxidot is tartalmaznak. A habok sejtszerkezetét alkotó vermikulit-lemezkék legkisebb mérete (azaz a lemezek vastagsága) előnyösen 0,05 pm-nél, célszerűen 0,005 pm-nél kisebb érték, míg a vermikulit-lemezkék két nagyobb mérete (azaz hosszmérete és/ vagy szélessége) a legkisebb méret több mint százszorosát, sőt sok esetben legalább ezerszeresét teszi ki. A találmány szerinti merev hab-kompozíciók sűrűsége rendszerint 500 kg/m3-nél, előnyösen 200 kg/m3-nél kisebb érték. A speciális, könnyűsúlyú habkészítmények sűrűsége 60—100 kg/m3 is lehet. A habok sűrűsége több módszerrel, például a szuszpenzióba vezetett gáz mennyiségének vagy a szuszpenzió szilárd anyag-tartalmának változtatásával módosítható. Igen kis sűrűségű habok kialakításához például 5—10 súly% szilárd anyagot tartalmazó szuszpenziókat használhatunk fel, míg nagyobb sűrűségű habok előállításához például 30 súly% vagy azt meghaladó mennyiségű szilárd anyagot tartalmazó szuszpenziókat alkalmazhatunk. 5 10 15 20 25 30 35 4C 45 50 55 60 65 2
