Способ получения гидрофобного сыпучего материала

(51) 09 1/28 (2006.01) 01 33/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ рек, при укладке дорог, асфальта, дренажных систем, а также уменьшения фильтрационных потерь воды в искусственных каналах и водоемах. Способ получения гидрофобного сыпучего материала включает термообработку (81,0-91,0) масс.минерального носителя - кварцевого песка,его механическое измельчение до получения тонко дисперсной фракции, смешивание с (18,1-8,2) масс. модификатором - смеси полиуретана с этилацетатом, введение в полученную смесь (0,80,9) масс.гидрофобного агента - гидрофобной сажи при одновременном перемешивании до образования однородного сыпучего материала. Гидрофобный сыпучий материал, полученный заявляемым способом, имеет угол смачивания 160175,водостойкость 0,02-0,06 мм/месяц,морозостойкость 0,2-0,4 мм/месяц и может использоваться при расширенном диапазоне температур окружающей среды без изменения физико-механических свойств.(72) Мансуров Зулхаир Аймухаметович Лесбаев Бахытжан Тастанович Нажипкызы Меруерт Соловьева Милана Геннадиевна Приходько Николай Георгиевич(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт проблем горения Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФОБНОГО СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к получению гидрофобных сыпучих композиций, используемых в промышленности строительных материалов для гидроизоляции элементов зданий и сооружений,фундаментов,элементов гидротехнических устройств, при сооружении плотин, дамб, устьев Изобретение относится к получению гидрофобных сыпучих композиций, используемых в промышленности строительных материалов для гидроизоляции элементов зданий и сооружений,фундаментов,элементов гидротехнических устройств, при сооружении плотин, дамб, устьев рек, при укладке дорог, асфальта, дренажных систем, а также уменьшения фильтрационных потерь воды в искусственных каналах и водоемах. Известен способ гидрофобизации дисперсной двуокиси кремния, включающий термообработку ее при повышенной температуре с гидрофобизирующей добавкой в псев-доочищенном слое в три стадии, причем на первой стадии поддерживают температуру теплоносителя на 20-50 С выше точки плавления модифицирующей добавки, на второй стадии при температуре на 50-90 С выше точки плавления добавки, на третьей стадии на 10-30 С выше точки плавления модифицирующей добавки. В качестве модифицирующей добавки используют полиэтилен или трифенилхлорсилан (А.с. СССР 1013402, Кл. С 01 В 33/18, 1983). Недостатками этого способа является многостадийность процесса, а также низкая морозостойкость и водостойкость. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является способ получения гидрофобного сыпучего материала, включающий термообработку исходного минерального носителя с последующим взаимодействием последнего с гидрофобным агентом и модификатором. Гидрофобный агент предварительно подвергают совместному механическому измельчению с частью минерального носителя до получения тонкодисперсного гидрофобного концентрата,который затем смешивают с минеральным носителем и модификатором до образования однородного сыпучего материала при следующем массовом соотношении компонентов, масс.минеральный наполнитель 93-98,9 гидрофобный агент 1,5-6 модификатор 0,6-1,5. При этом,термообработку минерального носителя осуществляют при 100-250 С, а в качестве минерального носителя используют кварцевые пески, или пески на основе шлаков, перлитов или керамзитов, или золы, или туфты, или формовочные земли литейных производств, или выработки горных пород, или их бинарные или тройные смеси с модулем крупности до 1,2 в качестве гидрофобного агента используют шламы от нейтрализации известью хлорсодержащих кремнийорганических производств, или муку шламовую фосфатную для удобрений, или их бинарные смеси в качестве модификатора используют парафины, или воск, или жиры, или смесь органических жирных кислот, или побочные продукты переработки нефти, или их водные эмульсии, или дисперсии, или их бинарные или тройные смеси. (Патент РФ 2057155, кл. С 09 С 1/28, С 01 В 33/00, опубл. 27.03.1996) Недостатками этого способа является пониженные физико-механические свойства гидрофобного сыпучего материала, ограниченный диапазон температур для его использования с сохранением физико-механических свойств и их потеря при хранении. Задачей заявляемого технического решения является разработка способа получения гидрофобного сыпучего материала. Техническим эффектом заявляемого технического решения является повышение физикомеханических свойств гидрофобного сыпучего материала и их сохранение при хранении, а также возможность использования его при расширенном диапазоне температур окружающей среды. Задача решается тем, что способ получения гидрофобного сыпучего материала включает термообработку (81,0-91,0) масс.минерального носителя - кварцевого песка, его механическое измельчение до получения тонкодисперсной фракции, смешивание с (18,1-8,2) масс.модификатором смеси полиуретана с этилацетатом, введение в полученную смесь (0,80,9) масс.гидрофобного агента - гидрофобной сажи при одновременном перемешивании до образования однородного сыпучего материала. Существенным отличием заявляемого технического решения от известного является очередность смешивания исходных компонентов первоначально минерального носителя с модификатором, затем полученной смеси с гидрофобным агентом, а также использование в качестве модификатора смеси полиуретана с этилацетатом, а в качестве гидрофобного агента гидрофобной сажи. Использование в качестве модификатора смеси полиуретана с этилацетатом способствует достижению заявляемого технического эффекта возможность использования получаемого гидрофобного сыпучего материала прирасширенном диапазоне температур окружающей среды и сохранение его физико-механических свойств при хранении. Полиуретан не является водорастворимым полимером и выдерживает температуру от -200 до 150 С и не менее 100 циклов заморозки без потери физических свойств, в отличие парафина (температура плавления 40-50 С и способность окисляться кислородом воздуха),используемого в известном способе в качестве модификатора.(Кузнецов Е.В. Альбом технологических схем производства полимеров и пластических масс на их основе, 1976). Полиуретан является полимером, который при смешивании с летучим растворителем этилацетатом,представляет собой пленкообразующий клей гомогенной консистенции. При интенсивном перемешивании минерального носителя - кварцевого песка с заявляемым модификатором, растворитель улетучивается, а пылевидные частицы кварцевого песка покрываются клеевой пленкой, предотвращая их слипание. При последующем перемешивание полученных пылевидных частиц минерального носителя,покрытых модификатором с гидрофобным агентом гидрофобной сажей, обеспечивает налипание гидрофобной сажи на модификатор. При этом гидрофобная сажа, являющаяся внешним слоем минерального носителя, определяет гидрофобность получаемого сыпучего материала и повышает его до 160-175 0 угла смачивания, в отличие от известного способа получения гидрофобного сыпучего материала, в котором внешним слоем покрытия частиц минерального носителя является модификатор, а гидрофобным агентом является либо шламов от нейтрализации известью хлорсодержащих кремнийоргани-ческих производств, либо муки шламовой фосфатной для удобрений, либо их бинарные смеси. Количественный состав компонентов для осуществления заявляемого способа подобран экспериментально и является оптимальным для решения поставленной задачи и достижения технического эффекта. Способ получения гидрофобного сыпучего материала осуществляют следующим образом. Проводят термообработку(81,0-91,0) кг минерального носителя - кварцевого песка до остаточной влажности не выше 1 и осуществляют его механическое измельчение до тонины помола 3500-4500 см 2/г. (18,1-8,2) кг полиуретана смешивают с этилацетатом до полного растворения полиуретана. Полученный таким образом модификатор в виде клеевого раствора смешивают в мешалке при скорости вращения 50-100 об/мин с минеральным носителем до полного улетучивания этилацетата. Этилацетат собирают и используют повторно. Затем в мельницу вводят (0,8-0,9) кг гидрофобного агента - гидрофобной сажи и перемешивают в течение 5-7 мин. со скоростью вращения 50-100 об/мин. По окончании перемешивания из мельницы выгружают полученный гидрофобный сыпучий материал,готовый к использованию. Гидрофобный сыпучий материал, полученный заявляемым способом, имеет угол смачивания 160175,водостойкость 0,02-0,06 мм/месяц,морозостойкость 0,2-0,4 мм/месяц и может использоваться при расширенном диапазоне температур окружающей среды без изменения физико-механических свойств. Водостойкость гидрофобного сыпучего материала определяют путем длительной экспозиции гидростатического столба воды высотой 150 мм на слой гидрофобного материала. Водостойкость измеряют в мм глубины фронта пропитки воды на границе раздела фаз за один месяц и берут среднеарифметическое значение годичного срока испытаний. Морозостойкость гидрофобного материала измеряют в мм глубины проникновения влаги в месяц при циклическом замораживании и оттаивании в среде влажного грунта и берут среднеарифметическое значение годичного срока испытаний. Пример 1 Кварцевый песок в количестве 86,21 кг сушат при температуре 50 С до остаточной влажности не выше 1 и осуществляют его механическое измельчение до тонины помола 4500 см 2/г. 12,93 кг полиуретана смешивают с этилацетатом в соотношении 1/3 до полного растворения полиуретана. Полученный таким образом модификатор в виде клеевого раствора загружают в мельницу и смешивают с кварцевым песком в течение 10 мин при скорости вращения 100 об/мин до полного улетучивания этилацетата. Этилацетат собирают и используют повторно. Затем в мельницу вводят 0,86 кг гидрофобной сажи и перемешивают в течение 7 мин. со скоростью вращения 50100 об/мин. По окончании перемешивания из мельницы выгружают полученный гидрофобный сыпучий материал, готовый к использованию. Гидрофобный сыпучий материал, полученный заявляемым способом, имеет угол смачивания 175 ,водостойкость 0,06 мм/месяц, морозостойкость 0,4 мм/месяц и может использоваться при расширенном диапазоне температур окружающей среды без изменения физико-механических свойств. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения гидрофобного сыпучего материала,включающий термообработку минерального носителя - кварцевого песка, его механическое измельчение до получения тонкодисперсной фракции,смешивание с модификатором и гидрофобным агентом,отличающийся тем,что первоначально минеральный носитель смешивают с модификатором, а затем в полученную смесь вводят гидрофобный агент при одновременном перемешивании до образования однородного сыпучего материала при этом в качестве модификатора используют смесь полиуретана с этилацетатом, а в качестве гидрофобного агента гидрофобную сажу, при следующем соотношении компонентов масс.минеральный носитель 81,0-91,0 гидрофобный агент 0,8-0,9 модификатор 18,1-8,2.