CZ200382A3 - Způsob výroby kompozitního materiálu - Google Patents
Způsob výroby kompozitního materiálu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ200382A3 CZ200382A3 CZ200382A CZ200382A CZ200382A3 CZ 200382 A3 CZ200382 A3 CZ 200382A3 CZ 200382 A CZ200382 A CZ 200382A CZ 200382 A CZ200382 A CZ 200382A CZ 200382 A3 CZ200382 A3 CZ 200382A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- water
- fibers
- inorganic
- strands
- compounds
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002557 mineral fiber Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract 3
- -1 silica compound Chemical class 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 26
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 12
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 10
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- CIUQDSCDWFSTQR-UHFFFAOYSA-N [C]1=CC=CC=C1 Chemical group [C]1=CC=CC=C1 CIUQDSCDWFSTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 claims 4
- 229940125782 compound 2 Drugs 0.000 claims 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 abstract description 6
- 239000011491 glass wool Substances 0.000 description 10
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 5
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000002051 biphasic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- KXDAEFPNCMNJSK-UHFFFAOYSA-N Benzamide Chemical compound NC(=O)C1=CC=CC=C1 KXDAEFPNCMNJSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000005840 aryl radicals Chemical class 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical group 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Chemical group 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018540 Si C Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002777 acetyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 125000003668 acetyloxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(=O)O[*] 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003377 acid catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 125000005248 alkyl aryloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004448 alkyl carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 125000000051 benzyloxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- 125000004369 butenyl group Chemical group C(=CCC)* 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N dichlorosilicon Chemical compound Cl[Si]Cl BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XCLIHDJZGPCUBT-UHFFFAOYSA-N dimethylsilanediol Chemical compound C[Si](C)(O)O XCLIHDJZGPCUBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 1
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 description 1
- 239000011146 organic particle Substances 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 125000001501 propionyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical class O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
- C03C1/008—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route for the production of films or coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/24—Coatings containing organic materials
- C03C25/40—Organo-silicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C25/00—Surface treatment of fibres or filaments made from glass, minerals or slags
- C03C25/10—Coating
- C03C25/42—Coatings containing inorganic materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31551—Of polyamidoester [polyurethane, polyisocyanate, polycarbamate, etc.]
- Y10T428/31609—Particulate metal or metal compound-containing
- Y10T428/31612—As silicone, silane or siloxane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/31504—Composite [nonstructural laminate]
- Y10T428/31652—Of asbestos
- Y10T428/31663—As siloxane, silicone or silane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T442/00—Fabric [woven, knitted, or nonwoven textile or cloth, etc.]
- Y10T442/30—Woven fabric [i.e., woven strand or strip material]
- Y10T442/3472—Woven fabric including an additional woven fabric layer
- Y10T442/3528—Three or more fabric layers
- Y10T442/3553—Woven fabric layers impregnated with an organosilicon resin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
- Surface Treatment Of Glass Fibres Or Filaments (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu výroby kompozitního materiálu podle předvýznakové části hlavního nároku, jakož i kompozitních materiálů z anorganických látek a pojiv na bázi silanu, vyrobených tímto způsobem.
Dosavadní stav techniky
Křemičité sloučeniny ve formě esterů kyseliny křemičité se například používají jako pojivá pro keramické formovací hmoty určené pro jemné nebo přesné lití. Přitom je třeba použít větší množství křemičitých sloučenin pro úplné odloučení použitého formovacího písku k získání přesně reprodukovatelných licích forem.
Silany, například methyltriethoxysilan (MTEOS) nebo tetraethoxysilan (TEOS), jsou známy jednak ze spojení s koloidními organickými částicemi (DE196 47 369 Al) a také ve formě nanosložky pro vázání kompozitních materiálů na bázi skleněných vláken, minerálních vláken nebo dřevěných materiálů. Vzhledem k tomu, že tenké silanové vrstvy mají sklon ke vzniku trhlin, bylo až dosud považováno za nutné přidávat koloidní anorganické částice.
Podstata vynálezu
Úkolem tohoto vynálezu je vytvořit způsob výroby kompozitního materiálu z anorganických látek a pojiv na bázi silanu, který bude možno použít pro výrobu kompozitních materiálů ve stavebnictví, i pro materiály vysoké pevnosti například v automobilovém průmyslu, zejména pro vnitřní obložení automobilů. Jako pojivo se pro kompozitní materiály podle vynálezu použijí silany obecného vzorce Rn-Si-X4_n,
-2• · · ·
přičemž R jsou stejné nebo různé zbytky, které nejsou hydrolyticky odštěpitelné, a kde X představuje jeden nebo několik hydroxylových zbytků nebo jeden nebo několik hydrolyticky odštěpitelných zbytků, které mohou být stejné nebo různé a n představuje číslo mezi 0 a 3.
Jako zbytky R, které nejsou hydrolyticky odštěpitelné, jsou zde obsaženy zbytky alkylů, s výhodou alkyl zbytky s jedním až čtyřmi atomy uhlíku, s výhodou metyl-, etyl-, propyl-, ί-propyl-, butyl- a i-butylové zbytky, zbytky alkenylů, zejména těch, které mají dva až čtyři atomy uhlíku, jako jsou vinyl zbytky, 1 -propenyl zbytky, 2-propenyl nebo butenyl, alkynil zbytky, s výhodou alkynil zbytky se dvěma až čtyřmi atomy uhlíku, jako jsou například acetylenyl nebo propargyl zbytky, aryl zbytky, s výhodou s 6 až 10 atomy uhlíku, například fenyl nebo naftyl zbytky nebo smíšené zbytky zmíněných alkylových, popřípadě arylových zbytků. Lze také dosadit cyklické zbytky, jako jsou cyklopropyl, cyklopentyl nebo cyklohexyl zbytky. Všechny vyjmenované skupiny mohou také jako přídavné substituenty obsahovat halogenové zbytky, hydroxy, alkoxy zbytky, aminové zbytky nebo zbytky epoxidových skupin.
Je výhodné používat sílaný obsahující nízké skupiny nižších alkylů s jedním až čtyřmi atomy uhlíku, zejména skupiny metylu nebo etylu nebo fenylové zbytky se šesti až deseti atomy uhlíku, které popřípadě také mohou být substituovány. V křemičitých sloučeninách obecného vzorce je výhodná hodnota n = 0,1 nebo 2 a zvláště výhodná hodnota je 0 nebo 1. Zvláště dobrých výsledků se dosahuje, pokud alespoň 60 a zejména alespoň 70 množstevních procent materiálu křemičité sloučeniny ve vzorci má hodnotu n= 1, zejména vykazuje-li více než 80 procent nebo zejména více než 90 procent látkového množství sílánu hodnotu n = 1, přičemž je možné i používání 100 % takových silanů.
Zvláště výhodné jsou postupy, u nichž dosazené sílaný jsou methyltriethoxysilan (MTEOS) nebo tetraethoxysilan (TEOS).
Jako zbytky X přicházejí v úvahu zejména zbytky hydroxylu nebo hydrolyticky odštěpitelné zbytky, například vodík, alkoxy zbytky, s výhodou alkoxy zbytky se dvěma až čtyřmi atomy uhlíku, jako jsou ethoxy zbytky, npropoxy, i-propoxy nebo butoxy, aryloxy zbytky, zejména takové, které mají šest až 10 atomů uhlíku, jako jsou například fenoxy, alkaryloxy zbytky, například benzyloxy, azyloxy zbytky, s výhodou ty, které mají jeden až čtyři atomy uhlíku, jako jsou acetoxy nebo propionyl zbytky, alkylkarbonyl zbytky, například acetylové nebo halogenové zbytky, jako jsou zbytky fluoru, chloru, bromu nebo jodu, zejména však zbytky chloru nebo bromu. Další zbytky X jsou amino zbytky, které mohou být buď nesubstituovány nebo substituovány například skupinami mono- nebo dialkylů, skupinami arylů nebo aralkylů, zbytky amidů, například benzamid a aldoxy zbytky nebo ketoxim zbytky. Zbytky X mohou také navzájem být spojeny můstkovými atomy, jak tomu například může být u křemičitých polyolkomplexů odvozených od glykolu, glycerinu nebo pyrokatechinu.
Jako zbytky X alkoxy skupin se dvěma až čtyřmi atomy uhlíku jsou zvlášť výhodné skupiny ethoxy skupiny. Použitelné jsou také methoxy zbytky. Ty však vykazují vysokou reaktivitu, takže při syntéze pojivá je třeba velmi silně ochlazovat, aby se zvládla exotermika reakce. Dále mají takové systémy pojiv kratší dobu skladování a zpracování. Při jejich zpracování je třeba dodržovat přísné mezní hodnoty pro methanol.
Speciální příklady křemičitých sloučenin všeobecného vzorce jsou: Si(OC2H5)4, Si(O- n- nebo i-C3H7)4-Si(OC4H9)4, S1CI4,
Si(OOCCH3)4, CH3-S1CI3, CH3-Si(OC2H5)3, C2H5-S1CI3, C2H5-Si(OC2H5)3, C3H7-Si(OC2H5)3, C6H5-Si(OC2H5)3, (C2H5O)3-Si-C3H6-Cl, (CH3)2SiCl2, (CH3)2Si(OC2H5)2, (CH3)2Si(OH)2, (C6H5)2SiCl2, (C6H5)2Si(OC2H5)2,
(i-C3H7)3SiOH, CH2=CH-Si(OOCCH3)3, CH2=CH-SiCl3,
CH2=CH-Si(OC2H5)3, HS1CI3, CH2=CH-Si(OC2H4OCH3)3,
CH2=CH-CH2-Si(OC2H5)3,CH2=CH-CH2-Si(OOCCH3)3,
CH2=C(CH3)COO-C3H7-Si-(OC2H5)3,
CH2=C(CH3)-COO-C3H7-Si(OC2H5)3, n-C6Hi3-CH2-CH2-Si(OC2H5)3, n-C8Hi7-CH2-CH2-Si(OC2H5)3, (C2H5O)3Si-(CH2)3-O-CH2-CH-CH2 \ /
O
Pojivá na bázi silanu se u způsobu podle vynálezu všeobecně nasazují ve formě předkondenzátů, které reakcí silanů s nízkým stechiometrickým množstvím vody, zejména s množstvím nižším než 3 moly, s výhodou s množstvím 1 až 2 moly na mol sloučeniny křemíku, je možno získat za přítomnosti zásaditých nebo kyselých katalyzátorů. Přitom se částečnou hydrolýzou silanů v reakčním prostředí všeobecně tvoří rozpustné oligomery, které mohou mít stupeň kondenzace například asi 2 až 100, s výhodou však asi 2 až 6. Množství vody, použité pro předkondenzaci, je s výhodou v rozmezí 0, až 0,9, nejlépe v rozmezí 0,2 až 0,8 a zvláště výhodně v rozmezí 0,35 a 0,45 molu vody na mol hydrolyticky odštěpitelných zbytků X.
Křemičité sloučeniny použité v postupu podle vynálezu je možno na skleněná nebo minerální vlákna nanášet následujícími způsoby: postřikováním, poléváním, máčením, litím.
Křemičité sloučeniny se na vlákna nanášejí zejména postřikováním, což lze provádět takto:
-5 Minerální vlákna se bezprostředně po zhotovení vedou do postřikovacího prstence, opatřeného větším počtem postřikovačích trysek. Křemičité sloučeniny jsou k tomuto postřikovacímu prstenci dopravovány pomocí čerpadel a vlákna materiálu se rozdělují nad trysky, čímž se dosahuje jejich stejnoměrného postřikování.
Předkondenzace křemičitých sloučenin se všeobecně provádí za teploty v rozsahu 15 až 80 °C, s výhodou však v rozsahu 20 až 75 °C, přičemž je zvláště výhodný rozsah 25 až 45 °C.
Přitom mohou být za teploty místnosti přeměněny sloučeniny schopné reakce, například
Si(OC2H5)4, H3C-Si(OC2H5)3, H5C2-Si(OC2H5)3, zatím co sloučeniny, které méně ochotně reagují, jako jsou n-C6Hi3-CH2-CH2-Si(OC2H5)3 nebo n-C8Hi7-CH2-CH2-Si(OC2H5)3 mohou být přeměněny za vyšších teplot v rozmezí 35 až 80 °C.
Skleněná a/nebo minerální vlákna, popřípadě provazce nebo svazky těchto vláken, mohou být do konečné formy zpracovávána a do tvarových těles formována nebo lisována různým způsobem, například takto;
Vlákna se vyrobí tak zvanou foukací nebo stříkací metodou nebo kombinací obou těchto metod a postřikují se pojivém bezprostředně po vyrobení. Pojivém postříkaná vlákna se odkládají na děrovaný plech a pomocí tohoto plechu se převádějí do vytvrzovací pece. Vrstva vláken se ve vytvrzovací peci pomocí horního a dolního děrovaného pásu stlačuje na požadovanou tloušťku a pojivo se vytvrzuje.
Při výrobě kompozitních materiálů, které například mají být použity ve stavebnictví nebo v izolační technice, jsou formovací, popřípadě lisovací tlaky relativně nízké. Při výrobě tvarových těles, která mají například být použita jako součásti vnitřního vybavení automobilů nebo podobně, je však možno použít
-6také velmi vysoké tlaky až do výše 30 barů. Vynález bude dále podrobněji vysvětlen na několika příkladech.
Příklady provedení vynálezu
Příklad 1:
kg MTEOS byl za teploty místnosti zaveden do Erlenmeyerovy baňky. Přidáno bylo 120 g vody. Směs je nejdříve dvoufázová, dolní fázi tvoří voda, nad ní je alkoxysilan (zde MTEOS). Na rozhraní však již dochází k reakci hydrolýzy a ke kondenzaci. Přitom je důležité, aby se pokud možno co nejdříve přidal katalyzátor, tj. kyselina. 14 g koncentrované kyseliny sírové (koncentrace 37 % hmotn.) se přidává v jedné dávce a hned nato nebo již při přidávání se prudce a co nej silněji míchá vrtulkovým míchadlem nebo statorovým a rotorovým míchadlem. Míchá se asi 5 minut, naěež se obsah naplní do nádoby z plastu. Pojivo se uskladní po dobu 2 dnů za pokojové teploty.
Nato se směs aktivuje 15 g (ROR = 0,45) nebo 30,5 g (ROR = 0,5) vody tak, že se voda přidává po malých dávkách za stálého míchání. Směs se intenzivně míchá pod dobu asi 10 minut.
Poté je směs zpracovatelná (lepivá) a může být použita pro slepování skelné vlny. Za tímto účelem se 500 g aktivované směsi rozprašovací pistolí rozprašuje na 2 kg skelné vlny, která je stále promíchávána v mísícím bubnu.
Rozprášením upravená skelná vlna se vyjme z bubnu, stlačí se mezi dvěma děrovanými plechy (30 cm x 30 cm při zatížení 1 kg) a nato se suší v cirkulačním vzduchu sušicí skříně při 250 °C po dobu 3 minut. Po 3 minutách je možno slepenou skelnou vlnu (vázanou skelnou vlnu) vyjmout z prostoru mezi děrovanými plechy. Tak se získá spojitý izolační materiál vytvořený ze skelné vlny.
Příklad 2:
kg MTEOS se redukuje s 182 g H2O a se 14 g koncentrované kyseliny sírové (koncentrace 37 % hmotn.). Kyselina sírová se přidává v jedné dávce a hned nato nebo při přidávání se míchá tak silně, jak je možné. Při této syntéze se používá větší množství vody a pro aktivaci se použije menšího množství vody nebo se voda vůbec nepoužije. Směs není tak dlouho skladovatelná. Směs lze již za 1 hodinu po syntéze neaktivované použít. Na 1 kg skelného vlákna se nastřikuje 500 g pojivá, stejně jako v příkladu 1.
Příklad 3:
kg MTEOS bylo za teploty místnosti vloženo do Erlenmeyerovy baňky. K tomu bylo přidáno 242 g vody. Směs je nejdříve dvoufázová, spodní fázi tvoří voda a nad ní je alkoxysilan (zde MTEOS). Na rozhraní však již začíná reakce hydrolýzy a kondenzace. 14 g koncentrované kyseliny sírové (koncentrace 37 % hmotn.) se přidává v jedné dávce a již v průběhu přidávání je třeba směs intenzivně jak jen možno míchat pomocí vrtulkového míchadla nebo statorového a rotorového míchadla.
Míchá se přibližně 5 minut, načež se směs ochlazuje na teplotu místnosti. Před postřikováním se směs neaktivuje.
Stejně jako v příkladu 1, se 2 kg skla postřikují 500 g pojivá.
Příklad 4:
kg MTEOS a 130 g tetraethoxysilanu (TEOS) se smísí za pokojové teploty. Do této směsi se najednou přidává 138 g vody. Směs je zpočátku dvoufázová, spodní fázi tvoří voda a nad ní je směs alkoxysilanu (zde směs MTEOS/TEOS). Do této směsi se přidá 16,6 g kyseliny sírové a ihned nato se
směs pokud možno co nej silněji promíchává. Míchá se po dobu asi 5 minut, načež se směs přelije do nádoby z plastické hmoty. Směs se pak podrobuje zrání po dobu 2 dnů.
Po 2 dnech se směs před rozstřikováním za účelem stmelení skelné vlny aktivuje 35 g (ROR = 0,5) vody, která se za stálého míchání přidává v malých dávkách. Směs se stále míchá po dobu asi 10 minut.
Případ (a)
Nato je směs zpracovatelná a může být plněna do rozprašovací pistole. 2 kg skelného vlákna se uloží do míchacího bubnu, načež se pojivo rozprašuje do bubnu za stálého míchání, aby docházelo k jeho stejnoměrnému rozdělování na vlákna. Nato se postřikem opatřená vlákna uloží mezi dva děrované plechy a zatíží se hmotností 1 kg.
Postřikem opatřená skelná vlna se mezi děrovanými plechy suší v sušicí skříni. Tímto postupem se získá souvislá vrstva izolační látky, kterou je pak možno vyjmout z prostoru stlačených plechů.
Případ (b) kg aktivovaného pojivá může být krátce před rozprašováním aktivován pomocí statorového a rotorového míchadla s 3 kg vody, pokud se materiál ihned nato rozstřikuje na skelnou vlnu.
Pokud se přímo po rozmíchání 800 g tato směs vody a pojivá rozstříká na 2 kg skelné vlny, získá se po 3 minutách nuceného provzdušňování mezi děrovanými plechy v sušicí skříni souvisle spojený izolační materiál.
Claims (12)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob výroby kompozitního materiálu z anorganických materiálů a poj i v na bázi silanu, přičemž se jako pojivo použije jedna nebo několik křemičitých sloučenin obecného vzorce Rn-Si-X4~n, kde R jsou stejné nebo různé zbytky, které nejsou hydrolyticky odštěpitelné, X představuje jeden nebo několik zbytků hydroxylů nebo jeden nebo několik hydrolyticky odštěpitelných zbytků, které mohou být stejné nebo různé a n představuje číslo mezi 0 a 3, s výhodou 1 až 2, přičemž byly tyto sloučeniny předkondenzovány množstvím vody nižším než je stechiometrické množství na mol křemičité sloučeniny za přítomnosti zásaditých nebo kyselých katalyzátorů, a že se jako anorganické látky použijí svazky, popřípadě provazce skleněných a/nebo minerálních vláken, vyznačující se tím, že se předkondenzovanými křemičitými sloučeninami v množství 1 až 20 % hmotn. převyšujícím množství stechiometrické postřikují anorganické látky, a takto ošetřená vlákna, svazky nebo provazce se uvedou do požadovaného konečného tvaru formováním nebo lisováním.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že svazky, popřípadě provazce vláken jsou uspořádány jako neorientované rouno.
- 3. Způsob podle nároku 1 a 2, vyznačující se tím, že anorganická vlákna středního průměru asi 4 až 10 m mají střední délku v rozmezí 10 až 1000 mm.
- 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že molový poměr voda : hydrolyzovatelné skupiny X (hodnota ROR) leží při předkondenzaci v rozmezí hodnot 0,2 až 0,8.
- 5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že křemičitou sloučeninou je tetraethoxysilan nebo methyltriethoxysilan.
- 6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že v nejméně 60 % použité křemičité sloučeniny je n = 1.
- 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že zbytek X je alkoxy zbytek s 1 až 4 atomy uhlíku.
- 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že Rje skupina alkylů s 1 až 4, zejména s 1 až 3 atomy uhlíku nebo je tvořen fenylovým zbytkem.
- 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se předkondenzace provádí vodou o 1 až 2 mol na mol křemičité sloučeniny.
- 10. Způsob podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se křemičitá sloučenina, zásaditý nebo kyselý katalyzátor a voda uvádějí do styku s anorganickými vlákny v následujícím množstevním podílu (vztaženému na hmotnost vláken/skla);křemičitá sloučenina 2 až 40 % katalyzátor 0,1 až 2 % voda 10 až 140 % a směs se formuje do tvaru kompozitního materiálu.
- 11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se katalyzátor a voda smísí s předkondenzátem, ponechá se za klidu stárnout po dobu 0,1 až 24 h, načež se v množství 1 až 30 %, vztaženém na anorganická vlákna, nanáší na tato vlákna postřikem.
- 12. Kompozitní materiál z anorganických vláken a pojiv na bázi silanu vyrobený způsobem podle nároků 1 až 11.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10037723A DE10037723A1 (de) | 2000-08-02 | 2000-08-02 | Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ200382A3 true CZ200382A3 (cs) | 2004-09-15 |
| CZ296704B6 CZ296704B6 (cs) | 2006-05-17 |
Family
ID=7651109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20030082A CZ296704B6 (cs) | 2000-08-02 | 2001-08-02 | Zpusob výroby kompozitního materiálu |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6916504B2 (cs) |
| EP (1) | EP1305262B1 (cs) |
| AT (1) | ATE279379T1 (cs) |
| AU (1) | AU2001293714A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ296704B6 (cs) |
| DE (2) | DE10037723A1 (cs) |
| DK (1) | DK1305262T3 (cs) |
| ES (1) | ES2225609T3 (cs) |
| HU (1) | HUP0301585A3 (cs) |
| PL (1) | PL196748B1 (cs) |
| WO (1) | WO2002010082A1 (cs) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10214482B4 (de) * | 2002-03-30 | 2006-04-20 | Johns Manville Europe Gmbh | Verfahren zum Behandeln von Hybridgarnen aus Glas- und Polyolefinfasern |
| MX2007013889A (es) * | 2005-05-06 | 2008-04-17 | Dynea Oy | Metodos para preparar composiciones enlazantes hibridas organicas-inorganicas y productos no tejidos. |
| EP3124444A1 (de) | 2015-07-28 | 2017-02-01 | ISOLITE GmbH | Endlosfaserformteil |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3654058A (en) | 1970-08-20 | 1972-04-04 | Owens Illinois Inc | Methods of curing organopolysiloxanes and laminates formed thereby |
| DE4233021A1 (de) * | 1992-10-01 | 1994-04-07 | Huels Chemische Werke Ag | Organosilanpolykondensate |
| WO1997001595A1 (fr) * | 1995-06-27 | 1997-01-16 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Preimpregne pour cartes a circuits imprimes, vernis de resine, composition de resine et plaque feuilletee pour cartes a circuits imprimes produite avec ces substances |
| DE19647369A1 (de) * | 1996-11-15 | 1998-05-20 | Inst Neue Mat Gemein Gmbh | Verbundwerkstoffe |
-
2000
- 2000-08-02 DE DE10037723A patent/DE10037723A1/de not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-08-02 AT AT01974100T patent/ATE279379T1/de active
- 2001-08-02 WO PCT/EP2001/008968 patent/WO2002010082A1/de active IP Right Grant
- 2001-08-02 ES ES01974100T patent/ES2225609T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-02 DK DK01974100T patent/DK1305262T3/da active
- 2001-08-02 AU AU2001293714A patent/AU2001293714A1/en not_active Abandoned
- 2001-08-02 DE DE2001504134 patent/DE50104134D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-02 HU HU0301585A patent/HUP0301585A3/hu unknown
- 2001-08-02 EP EP01974100A patent/EP1305262B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-08-02 PL PL365187A patent/PL196748B1/pl unknown
- 2001-08-02 CZ CZ20030082A patent/CZ296704B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2001-08-02 US US10/332,004 patent/US6916504B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1305262B1 (de) | 2004-10-13 |
| HUP0301585A2 (hu) | 2003-08-28 |
| EP1305262A1 (de) | 2003-05-02 |
| DE10037723A1 (de) | 2002-02-14 |
| US6916504B2 (en) | 2005-07-12 |
| HUP0301585A3 (en) | 2008-10-28 |
| ATE279379T1 (de) | 2004-10-15 |
| AU2001293714A1 (en) | 2002-02-13 |
| WO2002010082A1 (de) | 2002-02-07 |
| PL365187A1 (en) | 2004-12-27 |
| CZ296704B6 (cs) | 2006-05-17 |
| US20040092189A1 (en) | 2004-05-13 |
| PL196748B1 (pl) | 2008-01-31 |
| DE50104134D1 (de) | 2004-11-18 |
| ES2225609T3 (es) | 2005-03-16 |
| DK1305262T3 (da) | 2005-02-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU736612B2 (en) | Composite materials | |
| EP0591955B1 (en) | Solvent-free organosiloxane composition and its use | |
| JP2001507084A (ja) | 複合物 | |
| US7081275B2 (en) | Silicon resin-based binding agents and their use in methods for producing mineral fiber based shaped bodies | |
| PL105039B1 (pl) | Sposob wytwarzania ewentualnie piankowego,utwardzonego nieorganiczno-organicznego kombinowanego tworzywa sztucznego | |
| CA2218694A1 (en) | Phenolic resin compositions with improved impact resistance | |
| JP3380858B2 (ja) | 無機質系成形品の製造方法 | |
| US5668212A (en) | Aqueous organosiloxane liquid composition and its use | |
| JPH04103625A (ja) | ガラス繊維サイズ | |
| CZ200382A3 (cs) | Způsob výroby kompozitního materiálu | |
| US4210562A (en) | Cellulose-containing phenolic resin-based binder | |
| WO2017079500A1 (en) | A process for providing inorganic polymer ceramic-like materials | |
| AU675456B2 (en) | Aqueous organosiloxane liquid composition and its use | |
| JP2000506796A (ja) | コンクリート、モルタル又はセメント製の成形部品を成形し且つこの成形部品をシリコーン樹脂によって撥水性にする方法 | |
| DE10037724A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Verbundwerkstoffes | |
| JPH0138793B2 (cs) | ||
| RU2089585C1 (ru) | Гидрофобизирующий состав для обработки материалов | |
| MXPA99004099A (en) | Composite materials | |
| JPH02239170A (ja) | 多孔質無機材料用処理剤 | |
| JPH03275547A (ja) | 不燃性複合成形体の製造方法 | |
| JPH03275546A (ja) | 不燃性複合成形体の製造方法 | |
| MXPA99004142A (en) | Composite materials based on vegetable materials | |
| JP2002187761A (ja) | 無機質系成形品の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20170802 |