186325. lajstromszámú szabadalom • Eljárás reverzibilis vízfelvevő képességű, stabilizált szerkezetű anyagásvány tartalmú gépek előállítására
5 186325 6 A fenti módszerek szerint kapott gélek víztartalmát kívánt esetben részlegesen vagy teljes egészében eltávolíthatjuk. Amennyiben a víztartalmat teljes egészében eltávolítjuk, xerogél port kapunk. Kívánt esetben a részlegesen vagy teljesen vízmentesített gélhez vizes közegben az előző műveletekben felhasználttal azonos vagy attól eltérő újabb polimert adhatunk, ügyelve arra, hogy az agyagásvány : polimer mennyiségi arányok még mindig az előkísérlettel meghatározott értékek között maradjanak. Ebben az esetben a gél tulajdonságait a második polimer beadagolásával módosíthatjuk. A gélhez természetesen önmagukban ismert, a gél tulajdonságait módosító egyéb szerves és/vagy szervetlen segédanyagokat is adhatunk. A találmány szerinti eljárásban tixotrop tulajdonságú, háromréteges szerkezetű agyagásványokként célszerűen montmorillonit típusú agyagásványokat, így beidellitet, hektoritot, szepiolitot vagy nontronitot használhatunk fel önmagukban vagy tetszés szerinti arányú keverékek formájában. A tixotrop tulajdonságú, duzzadóképes láncszilikátok közül az attapulgitot említjük meg, amelyet szintén önmagában vagy a korábban felsorolt agyagásványokkal képezett keverékek formájában alkalmazhatunk. Az agyagásványokat agyagásvány-tartalmú kőzet (például bentonit) formájában is felhasználhatjuk; a kőzetben az agyagásvány mellett jelenlevő kísérő anyagok tapasztalataink szerint a lezajló reakciót nem zavarják, ugyanakkor kedvezően módosíthatják a kialakult gél tulajdonságait (például szilárdságát és rugalmasságát). Az igénypontsorozatban az „agyagásvány” megjelölésen ezeket az agyagásvány-tartalmú kőzeteket is értjük. Az agyagásvány-szuszpenzió szárazanyag-tartalma előnyösen 1—20 súly%, célszerűen 3—15 súly% lehet. A találmány szempontjából alapvetően fontos jellemző, hogy az agyagásványokat aktivált állapotban használjuk fel. Az „aktivált agyagásvány” megjelölésen duzzasztott agyagásványokat értünk, amelyek laza kötésű rácsközi kicserélhető ionokként túlnyomórészt H+, Na+, Li+ és/vagy NH4+ ionokat tartalmaznak. Az agyagásványokat, illetve az agyagásvány-tartalmú kőzeteket ismert módszerekkel aktiválhatjuk. Az agyagásvánnyal reakcióba lépni képes polimerek önmagukban ismertek; ezek közül példaként a reakcióképes csoportként —COOH, —COO~M+ (ahol M+ egy vegyértékű kationt jelent), —-CONH2, —OH és/vagy = C—O—C s csoportokat tartalmazó, vízben oldódó polimereket említjük meg. Ezek a polimerek például a következők lehetnek: poliakrilamid, poli-metakrilamid, poliakrilsav, poli-metakrilsav, hidrolizált poliakrilamid, akrilamid-akrilsav kopolimerek, hidrolizált akrilamid-akrilészter kopolimerek, poli-vinilalkohol-akrilsav kopolimerek, poli-vinilalkoholok, hidrolizált poli-vinilészterek, poli-etilén-oxidok, vízoldható poliszacharidok stb., illetve a felsorolt homo- és kopolimerek elegyei. A polimerek ojtásos kopolimerek is lehetnek, ilyenek például a cellulóz-alapláncra ojtással felvitt akrilsav-, metakrilsav-, akrilamid- és/vagy metakrilamid-oldalláncokat tartalmazó kopolimerek. A felhasználható polimerek móltömege általában 50 000 és 20 000 000 közötti, célszerűen 500 000 és 10 000 000 közötti érték lehet. Tapasztalataink szerint minél nagyobb a felhasznált polimer móltömege, annál kisebb mennyiségű polimer elegendő a kiindulási aktivált agyagásvány gélszerkezetének irreverzíbilis stabilizálásához. A találmány szempontjából alapvetően fontos intézkedés, hogy a polímer(eke)t megfelelő mennyiségű víz jelenlétében reagáltatjuk az agyagásvánnyal/agyagásványokkal, ugyanis csak így érhető el, hogy a kellően legömbölyödött polimer molekulák a lehető legtökéletesebben összeépüljenek a kártyastruktúrájú agyagásványelemekkel, és rögzítsék annak szerkezetét. A polimert célszerűen vizes oldat formájában adjuk az agyagásvány vizes szuszpenziójához. Az agyagásvány/polimer súlyarány, valamint a polimer móltömegének megfelelő megválasztásával célszerűen 100 000 cP/20 °C-nál nagyobb viszkozitású géleket állítunk elő. A kívánt gélviszkozitás eléréséhez szükséges súlyarányokat, illetve a polimer szükséges móltömegét a korábban ismertetett előkísérlettel határozhatjuk meg. Az agyagásvány-szuszpenziót különféle technológiai megoldásokkal hozhatjuk érintkezésbe a polimerrel, illetve a polimer vizes oldatával. Eljárhatunk például úgy, hogy a szuszpenziót egyszerűen összekeverjük a polimerrel vagy a polimer oldatával ; előnyösebb azonban az a megoldás, amikor az agyagásvány-szuszpenziót és a polimer vizes oldatát porlasztófejben keverjük össze és együtt porlasztjuk, vagy két külön porlasztófejből vezetjük ki az agyagásvány-szuszpenziót és a polimer oldatot, amikor a porlasztott cseppek a levegőben érintkeznek egymással. Ezzel a megoldással a gélszerkezet stabilizálásával egy időben részben vagy teljes egészében ki is szárítjuk a gélt. Miként már említettük, kívánt esetben a gélhez különféle, önmagukban ismert töltőanyagokat, illetve módosító anyagokat (például természetes és szintetikus szálas anyagokat, inert vagy aktivált felületű szemcsés töltőanyagokat, így kvarclisztet, bazaltőrleményt, hidraulikus kötőanyagokat, így lúgos pernyét stb.) adhatunk, amelyek módosítják a végtermék tulajdonságait. A felhasznált töltőanyagot vagy módosítóanyagot — kémiai jellegétől függően — az agyagásvány-szuszpenzióhoz (tehát a stabilizálatlan szerkezetű gélhez), a nedves, stabilizált szerkezetű gélhez, illetve a részben vagy teljesen kiszárított, stabilizált szerkezetű gélhez adhatjuk. A módosító anyagok különösen előnyös csoportját alkotják a térhálósított, adott esetben hidrolizált poliakrilamid- és polimetakrilamid-típusú hidrogélek, amelyek saját tömegük több mint kétszeresét — célszerűen legalább hússzorosát — kitevő mennyiségű vizet képesek felvenni duzzadás során. Ilyenek például a Reanal Finomvegyszergyár Akrilex P—100 és Akrilex P—300 kereskedelmi nevű termékei (mindkét termék metilén-bisz-akrilamiddal térhálósított poliakrilamid). Ezeket az anyagokat célszerűen az agyagásvány-szuszpenzióba keverjük be. A találmány szerinti eljárás egyik legfontosabb előnye, hogy már igen kis mennyiségű polimer felhasználásával is stabil szerkezetű gélt alakíthatunk ki. A gélszerkezet stabilizálásával a kiindulási agyagásványok felhasználási területei rendkívüli mértékben szélesíthetők. így például a találmány szerint előállított termékeket vízszigetelő anyagokként alkalmazhatjuk elsősorban az építőiparban, különösen a mélyépítési szigeteléseknél és előkészítő műveleteknél, a bányászatban vízzárásra és kőzetszilárdításra, hulladéktárolók és méregtemetők környezetbiztonsági szigetelésére és lezárására, a mező5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
