Каллогеновый пенообразователь для производства пенобетонов

(51) 04 38/10 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задача и технический результат достигаются тем, что известное кератинсодержащее сырь заменяется на каллогеновое сырь, а вместо гидролизующих реагентов аммиака или гидроксида натрия применяется гидроксид кальция,вместо нейтрализующей добавки - двухвалентного сернокислого железа содержит трехвалентное сернокислое железо и дополнительно метилцеллюлозу или тилозу при следующем соотношении компонентов, масс.продукты гидролиза нерастворимых белков 2-4 гидроксид кальция 0,04 - 0,08 мочевина 0,002 - 0,006 трехвалентное сернокислое железо 0,06 - 0,08 метилцеллюлоза или тилоза 0,002 - 0,004 вода остальное Положительный эффект от применения предлагаемого каллогенового пенообразователя достигается за счет снижения расхода электроэнергии на измельчение сырья и его гидролиз в 1,87 раза, а при замене 4 ина гидроксид кальция Са(ОН)2, применяемые для гидролиза сырья -исключаются их вредное влияние на здоровье человека.(72) Шинтемиров Бахит Каберович Салимова Айгерим Нурланкызы Рыскалиев Муратбай Жанайдарович(73) Шинтемиров Кабер Сундетович Шинтемиров Бахит Каберович Салимова Айгерим Нурланкызы Рыскалиев Муратбай Жанайдарович(56) Предварительный патент РК 17241, кл. 04 38/10, Бюл.4, 14.04.2006(54) КАЛЛОГЕНОВЫЙ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОБЕТОНОВ(57) Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для производства ячеистых пенобетонов теплоизоляционного,конструктивнотеплоизоляционного и конструктивного назначений. Задачей изобретения является снижение энергозатрат на измельчение продуктов гидролиза нерастворимых белков и исключение вредного влияния на здоровье человека высокоактивных гидролизующих реагентов, таких как аммиак и гидроксид натрия. Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для производства ячеистых пенобетонов теплоизоляционного,конструктивнотеплоизоляционного и конструктивного назначений. Известен состав пенообразователя для производства пенобетонов, включающий продукты гидролиза нерастворимых белков, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, нитриты кальция или магния, или триполифосфат натрия и воду при следующем содержании компонентов, мас.продукты гидролиза нерастворимых белков 2,0-3,0 Натриевая соль 0,02- 0,04 карбоксиметилцеллюлозы нитриты кальция или магния, или 0,04- 0,06 триполифосфат натрия вода остальное(Предварительный патент Республики Казахстан 5921, кл. С 04 В 38/10. Бюл. 2, 16.03.1998 / Авторы Шинтемиров К.С., Орынбеков СБ.,Шинтемиров Т.К., Увайсова Х.М.). Недостатком данного изобретения является то,что гидролиз нерастворимых белков (дробленных рогов или копыт) осуществляется в 25-ном растворе 4, взятых в соотношении 11 по объему. При этом аммиак является очень активным и опасным для человека агентом, вызывающим сильные ожоги, а е пары могут привести к полной слепоте. Работать все время в противогазах представляется невозможным для персонала,обслуживающего реакторы для гидролиза. Кроме того,данный пенообразователь подвержен быстрому гниению при положительной температуре. Первые грибки и плесень появляются уже через 1-2 недели хранения при температуре плюс 20-25. Известен также пенообразователь, включающий продукты гидролиза нерастворимых белков,полиэтиленоксид, нитрит нитрат кальция, борную кислоту и воду при следующем содержании компонентов, масс.продукты гидролиза 1,5-2,5 нерастворимых белков полиэтиленоксид 0,003-0,005 нитрит нитрат кальция 0,02-0,04 борная кислота 0,03-0,05 вода остальное(Предварительный патент Республики Казахстан 11407, кл. С 04 В 38/10. Бюл. 4, 15.04. 2002. / Авторы Шинтемиров К.С., Соловьев В.И.,Челекбаев , Исмайл Абдулжабар). Недостатком данного изобретения также является то, что гидролиз нерастворимых белков ведется в растворе 4, очень опасным реактивом для здоровья человека, а также низкая устойчивость пены. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является пенообразователь для производства пенобетонов, включающий продукты гидролиза нерастворимых белков, гидроксид натрия, мочевину или карбамид, сернокислое железо, метилцеллюлозу 2 или тилозу и воду при следующем содержании компонентов, масс.продукты гидролиза 2,0 - 3,0 нерастворимых белков гидроксид натрия 0,03 - 0,06 мочевина или карбамид 0,02 - 0,03 сернокислое железо 0,08 - 0,15 метилцеллюлоза или тилоза 0,001 - 0,003 вода остальное,Шинтемиров Б.К.). Недостатком данного изобретения является то,что гидролиз нерастворимых белков (рогов или копыт) ведется в растворе гидроксида натрия, т.е. высокощелочной среде, вызывающей сильные ожоги при попадании на кожу человека, а также могут разъедать одежду и обувь. Кроме того, в качестве нерастворимых белков в приведенных изобретениях применяются рога и копыта животных, которые требуют больших затрат электроэнергии при их дроблении и гидролизе кератисодержащего сырья (гидролиз сырья ведется при избыточном давлении 0,35 МПа в автоклавах). Техническим результатом изобретения является исключение опасного для здоровья человека гидролизующих реагентов 4 и ,вызывающих сильные ожоги, а также снижение затрат электроэнергии, как при дроблении рогов или копыт, так и гидролизе нерастворимых белков. Это достигается тем, что в качестве нерастворимых белков вместо кератинсодержащего сырья - рогов или копыт животных, принимаются отходы неделовой кожи (шкуры с порезами и прогнившие), т.е. каллогеновое сырье. Гидролиз при этом ведется в 3-5 процентном растворе известкового молока - гидроксиде кальция Са(ОН)2,которое обычно сливается в промышленную канализацию после гашения извести. С целью ускорения процесса гидролиза каллогенового сырья совместно с раствором гидроксида кальция вводится раствор мочевины. Каллогеновый гидролизат, нейтрализуют раствором сернокислого железа 2(4)3 и стабилизируют раствором тилозы или метилцеллюлозы марки А при следующем содержании компонентов, масс.продукты гидролиза нерастворимого сырья (каллогены) 2,0-4,0 гидроксид кальция 0,04-0,08 мочевина 0,002-0,006 сернокислое железо 2(4)3 0,6-0,8 метилцеллюлоза или тилоза 0,002-0,004 вода остальное Продукты гидролиза нерастворимых белков,используемых в качестве основного пенообразователя, получают путем обработки каллогенового сырья (неделовой шкуры животных) в 3-5 процентном растворе гидроксида кальция с добавлением 0,3-0,5-ного раствора мочевины. Гидролиз каллогенового сырья ведут в реакторе с принудительным перемешиванием и избыточном давлении 0,25 МПа, что соответствует температуре 120 С. При этом ион кальция внедряется в структуру высокодисперсной коллоидной частицы белка и попадает в среднюю часть пленки,образовывает там структуру,замедляющую стекание жидкости, т.е. закупоривает каналы Плато, что повышает устойчивость пены. Дополнительно введенная при гидролизе каллогенов мочевина, способствует ускорению процесса гидролиза, повышает пенообразующую способность гидролизата и попутно ингибирует поверхность черных металлов. Это проявляется в повышении сроков службы реакторов за счет устранения их коррозии и в дальнейшем повышает сохранность стальной арматуры в конструктивных пенобетонах. Сернокислое железо 2(4)3 применяется для нейтрализации полученного гидролизата и доведения егодо значений, близких к изоэлектрической точке белка, т.е. до 5,85 6,25. Такие значенияспособствую получению пен высокой кратности. Метилцеллюлоза или тилоза повышают вязкость пен, что замедляет истечение жидкости из пленок пенообразователя, т.е. повышает устойчивость пен во времени. Полученный каллогеновый гидролизат фильтруют на фильтр-прессе и, концентрируют способом сублимации, доводя его плотность до 1,10-1,15 г/см 2. Примеры Для получения пенобетона полученный каллогеновый пеноконцентрат разбавляют водой в соотношении 145(пеноконцентратвода) и пропускают через пеногенератор, обеспечивающий давление сжатого воздуха 0,6 МПа. При таком режиме работы пеногенератора достигается выход пены с ячейками 0,1-0,3 мм в количестве 600-680 литров с плотностью 90-110 г/л (табл. 1). Испытания пены и пенобетона проводят по известным методикам. Контрольными показателями,характеризующими устойчивость пены, является суммарный объем жидкости, отделяющейся через 1 час после приготовления пены, кратность пены из раствора пенообразователя, хранившегося в течение 1 года, а также осадка пенобетонной смеси после приобретения им структурной прочности, предел прочности пенобетона на сжатие и отсутствие следов коррозии на металлических формах. Пенобетонную смесь готовят следующим образом в бетоносмеситель принудительного действия заливают 1/3 часть расчетного количества воды и вводят оттдозированную в требуемых количествах сухую смесь песка и цемента. При постоянном перемешивании в смеситель вводят оставшуюся часть воды,обеспечивающем водотвердое отношение от 0,32 до 0,35 в зависимости от требуемой средней плотности пенобетона. Таблица 1 Состав каллогенового пенообразователя для производства пенобетонов Компоненты Продукты гидролиза нерастворимых(каллогены) Гидроксид кальция Са(ОН)2 Мочевина Сернокислое железо 2(4)3 Метилцеллюлоза или тилоза Вода Пенобетонную смесь перемешивают в течение 35 минут и вводят пену из пеногенератора. Количество вводимой пены также зависит от требуемой средней плотности пенобетона. При этом учитывают и воду, содержащуюся в пене, чтобы сохранить требуемое водотвердое отношение 0,320,35. После введения пены смесь дополнительно перемешивают до получения однородной массы без прожилок пены. Время перемешивания составляет 7-10 минут. Готовую пенобетонную смесь заливают в формы-кубы с ребром 20 см. После приобретения пенобетоном структурной прочности определяют наличие осадки пенобетона. Через сутки после формования образцы извлекают из форм и хранят 28 суток в нормальных влажностных условиях, а затем испытывают на сжатие. Характеристики пенообразователя, а также свойства пенобетона средней плотности 600 кг/м 3, 0,04 0,002 0,06 0,002 97,9 приготовленные с применением каллогенового пенообразователя, приведены в таблице 2. Из таблиц 1 и 2 видно, что при замене кератинового сырья на каллогеновое снижаются затраты электроэнергии на процесс измельчения сырья и его гидролиз почти в два раза, а при замене двухвалентного сернокислого железа на трехвалентное сернокислое железо его расход снижается в 1,5-2,0 раза. При этом физикохимические характеристики пенообразователя из каллогенового сырья (поверхностное натяжение,кратность пены и его устойчивость во времени) не уступают пенообразователю из кератинсодержащего сырья. Прочность пенобетонов на каллогеновом пенообразователе выше прочности пенобетона на кератиновом пенообразователе в 1,1-1,25 раза, при этом осадка пенобетонной смеси отсутствует. Таблица 2 Характеристики каллогенового пенообразователя и свойства пенобетонов средней плотности 600 кг/м 3 Полученные характеристики пенообразователя и пенобетонов Суммарный объем жидкости, выделившейся через 1 час после 17 образования пены, мл Объем полученной пены, л (через 1 год хранения 650 пенообразователя) Плотность пены, г/л 90 Поверхностное натяжение, мН/м (метод Вильгельми) 35,2 Кратность пены 14,9 Осадка пенобетонной смеси, мм/м нет Наличие коррозии стальных форм Затраты электроэнергии на измельчение сырья и их гидролиз,кВт/кг Основными существенными преимуществами предлагаемого пенообразователя является то, что при замене кератинового сырья на каллогеновое сырь снижаются расходы электроэнергии на измельчение сырья и его гидролиз в 1,87 раза, а при замене 4 ина гидроксид кальция(Са(ОН)2), применяемые для гидролиза сырья исключаются их вредное влияние на здоровье человека. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Пенообразователь для производства пенобетонов, включающий продукты гидролиза нерастворимых белков и воду, отличающийся тем, 1,5 что он содержит продукты гидролиза нерастворимых белков - каллогеновое сырь,полученное с помощью гидролизующих реагентов гидроксида кальция и мочевины, и дополнительно содержит трехвалентное сернокислое железо и метилцеллюлозу или тилозу, в качестве средств исключающих осадку пенобетона при следующем содержании компонентов, масс.продукты гидролиза 2-4 нерастворимых белков гидроксид кальция 0,04 - 0,08 мочевина 0,002- 0,006 трехвалентное сернокислое железо 0,06 - 0,08 метилцеллюлоза или тилоза 0,002- 0,004 вода остальное