199759. lajstromszámú szabadalom • Eljárás porózus kerámia, vagy porózus és tömör porkohászati termékek előállítására
1 HU 199759 B 2 A találmány tárgya eljárás porózus kerámia, vagy porózus és tömör porkohászati termékek előállítására. A találmány szerinti eljárással az előfonnázott nyers, majd kiégetett kerámia, ill. porkohászati termékek porózitását, cellaszerkezetét, ill. tömörségét vagy porózitásmentességét, úgy állítjuk be, hogy szerves polimersav-jellegű katalizáló ágensekkel a szerszámból kivéve, vagy a szerszámba szabályozottan habosítva térhálósított, a por jellegű alapanyag-kompozíción kívül különböző adalékokkal elegyített furfurilalkohol-formaldehid kondenzátumot (furángyantát) és karbamid-formaldehid kondenzátumot (karbamidgyantát) tartalmazó polimerkompozíciót hozunk létre. Amennyiben porózus, ill. habszerkezetű kerámiatermék előállítása a feladat, akkor az eljárásnak lényege az, hogy a habosítva térhálósított polimer-kompozíció az égetés során 200-400 °C között krakkolódik, majd az anyagból maradék nélkül kiég. így a kerámiatermék porózitása, cellaszerkezete a polimerkompozíció mennyiségével, felhabosítási mértékével, ill. az egyéb maradék nélküli kiégő anyagok mennyiségével széles határok között változtatható. Amennyiben eljárásunkat porkohászati termékek előállítására alkalmazzuk, akkor eljárásunkkal a bevezetésben említett műgyanta-kompozíciót a porkohászatban eddig használatos plasztifikátorokhoz képest korszerűbb és gazdaságosabb alkalmazási lehetőségeket teremtő segédanyagként használjuk fel. Ismeretes, hogy a porózus, ill. habszerkezetű kerámiatermékek előállítása során a megfelelő anyagkompozíció kifejlesztésén kívül a legnagyobb problémát a termék porózitásának, cellaszerkezetének szabályozott kézbentartása, valamint a kívánt geometriai alakzatra történő formázása jelenti. A porózitás szorosan összefügg az anyag fajsúlyával, hővezetőképességével, hőlökésállóságával, teherbíró képességével és gázáteresztő képességével. Minél nagyobb a porózitás, annál nagyobb a gázáteresztő képesség és a hőszigetelő képesség, de annál kisebb a teherbíró képesség vagy a hőlökésállóság. Ha az adott nyersterméket a formázás során nem lehet a kívánt végső geometriai alakzatra formázni, akkor számos egyéb, a termék árát jelentősen megemelő technológiai lépcsőt kell közbeiktatni. Porózus-, ill. sejtes szerkezetű kerámiatermékek előállítására számos eljárás ismeretes. A vonatkozó publikációk közül néhányat említünk: a magyar szabadalmi és irodalmi előzmények lényegében három eljárási módszer köré csoportosulnak: a) magas hőmérsékleten, gázképződés közben reagáltatják a kerámia alapanyagokat, b) vizes közegben hidraulikus és/vagy kémiai kötést hoznak létre szimultán habképződés vagy hab bekeverése közben, melyet olykor kiégetés követ, c) éghető szerves adalékkal kompaktan formázzák a kerámia alapanyag-kompozíciót, mely szerves anyag az égetés során pórust hátrahagyva elbomlik ill. eltávozik. Kiragadva néhányat az ismert eljárásokból, azok lényegét röviden ismertetjük: a HU-134 685 számú szabadalmi okirat szerint (1948) a kerámiamasszába szerves vagy szervetlen rostokat kevernek, majd szárítják és égetik. A kész terméket impregnálják. A HU-148 000 számú szabadalmi leírásban (1959) a kerámiamasszába összenyomható, habszerű poliuretán, PVC, poliizobutilén vagy polisztirol műanyagot kevernek, majd kiégetik. A HU-152 382 számú szabadalmi leírásban (1965) a kerámiamasszába duzzasztott perlitet és 0,04-0,06 g/cm3 sűrűségű stabil habot kevernek, majd kiégetik. A HU-151 549 számú szabadalmi leírásban (1963) a kerámia- alapanyagot sok vízzel, vagy gázképző és habstabilizáló anyag, valamint 10-20 tömeg % szerves adalék hozzáadásával elkeverik, s a képződött tömböket szárítják majd égetik. A HU-176 037 számú szabadalmi leírásban (1976) alunitot tartalmazó kőzetből, mely magas mullit ill. AI2O3 tartalmú, 1500 °C feletti hőmérsékleten agresszív anyagokat, magas hőmérsékleten is ellenálló tűzálló szerkezeti anyagokat, ill. idomtestet állítanak elő. A külföldi szakirodalomból megismerhető habszerű kerámiák előállító eljárások általában igen fejlett technológiákat reprezentálják. Itt azokat soroljuk fel, amelyekben a termék előállításában a szerves rendszereknek - mint segédanyagoknak - lényeges szerepük van, nem tárgyalva az alapvetően hidraulikus és/vagy kémiai kötéssel készített kerámia-termékeket. Ezeket az ismert eljárásokat - az általunk önkényesen választott rendszer szerint - a következőképpen csoportosítjuk: a) kohászati úton, magas hőmérsékleten, gázfejlődéssel létrehozott pórusos és habszerű kerámiatermékek eljárásai, b) eljárások a kerámia - alapanyag habosítása nélkül, az alapanyaghoz hozzákevert, azzal együtt formázott műanyag kiégetésével, c) eljárások kerámia - héjnak később kiégetett, szabálytalan alakú szerves „mag-anyag” szemcséi, stb. köré építésével, d) eljárások tűzállóanyag-alapú „mikroballonok” agglomerálásával ill. összekötésével, e) „mikroballon” jellegű egyedi kerámia-szemcse vagy agglomerátum készítésére szolgáló eljárások kerámia-anyagoknak gömbalakú kiégő szerves maganyag szemcséi köré építésével, f) szerves gömbökből épült váz réseibe kerámiaanyag beépítése, majd kiégetése, g) kerámiabab előállítása a szerves anyagot is tartalmazó kerámia-kompozíció mechanikus felverésével habbá, vagy buborékoknak a rendszerbe kívülről történő bevitelével, i) műgyanta-kerámia kompozíció közvetlen felhabosítása majd kiégetése. A megadott csoportosítási módszer alapján az alábbi publikációkra hivatkozunk: a) a Dynamit Nobel A. G. eljárása a Patent Specification 1 130 725 (elsőbbség: 1965) alapján kohászati úton történő pórusos hő- és tűzálló anyag készítésének eljárását írja le. b) A W. R. Grace and Co. eljárása az US-PS 3 963 504 (elsőbbség: 1974) alapján a kerámia-alapanyagot poliolefin anyaggal keverve formázza, majd a lágyítót kioldva a poliolefin egyúttali kiégetésével állítja elő a monolitikus porózus szerkezetet.- A Groupement pour les Activités Atomiques et Avences eljárása az US-PS 4 119 469 (elsőbbség: 1973) alapján a kerámia alapanyagot szerves kötő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
