專利名稱：含水硅酸鹽組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于封裝污染物和其它目的含水硅酸鹽溶液組合物。
背景技術(shù)：
German Auslegeschrift No.159797描述了含水玻璃的組合物在變石油或石油污染物為無害方面的用途。但是其中描述的組合物是兩組分的組合物系統(tǒng)，它要求在使用現(xiàn)場測定組分及進(jìn)行混合。GermanAuslegeschrift No.1248197描述了吸附油料及溶劑的組合物，該組合物屬于由成粉末狀的水玻璃、固體鹽及固體吸收劑載體混合物所組成的干組合物。
發(fā)明概述現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有可能制備出單組分、含溶解硅酸鹽及其它組分的水溶液組合物，所述組合物有可能通過封裝污染物而使污染物變?yōu)闊o害，而且還可能進(jìn)一步使之穩(wěn)定，而無需現(xiàn)場溶解，計(jì)量或混合。
因此，本發(fā)明涉及一種含硅酸鹽的水溶液組合物包括a)、10-50％(重)的一種硅酸鹽化合物，選自硅酸鈉和硅酸鉀，或這些硅酸鹽化合物的混合物；b)、1-5％(重)的一種鹽，其陽離子選自鈉和鉀離子，和其陰離子選自鹵根、硫酸根及碳酸根離子，或其鹽的混合物；c)、0.25-5％(重)的乙二醇；及d)、水。
發(fā)明詳述由于供應(yīng)來源及經(jīng)濟(jì)的原因，優(yōu)選的是，硅酸鹽化合物為硅酸鈉。如本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知，可溶性硅酸鹽如硅酸鈉有幾種存在形式，它一方面與硅酸根離子中存在的平均硅原子數(shù)目相關(guān)，另一方面又與可提供的硅酸羥基基團(tuán)數(shù)中成鹽的平均度相關(guān)。對于硅酸鈉，這種關(guān)系通常表示為Na2O∶SiO2摩爾比，且市場供應(yīng)的硅酸鈉產(chǎn)品及質(zhì)量其比例范圍可以十分寬。因此，用于本發(fā)明的硅酸鈉，其Na2O∶SiO2的摩爾比無論怎樣均要在約4∶1-1∶4范圍，優(yōu)選在約1∶1-1∶4范圍。在本說明書中，硅酸鈉組分的具體實(shí)施例均為平均通式大致相當(dāng)于Na2SiO3、Na6Si2O7、Na2Si3O7、或Na2Si4O9，或其混合物的那些組分，特別是Na2Si3O7。
優(yōu)選的是，硅酸鹽化合物，特別是硅酸鈉，在該組合物中的含量為13-31％(重)，優(yōu)選為15-31％(重)，具體地是18-31％(重)，特別是21-31％(重)，如27％(重)。
在上述b)項(xiàng)中所指的鹽，可以是如氯化鈉、溴化鈉、碘化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉、氯化鉀、溴化鉀、碘化鉀、硫酸鉀、或碳酸鉀，或這些鹽的混合物。但是，由于供應(yīng)來源及經(jīng)濟(jì)的原因，優(yōu)選的是，用于項(xiàng)目b)中的鹽是氯化鈉。此鹽，具體的是氯化鈉，其含量可以為1-4％(重)，優(yōu)選為2-4％(重)，具體為約3％(重)。
至于在如上所述c)項(xiàng)目中的乙二醇，可以認(rèn)為，此組分對長期穩(wěn)定性起到穩(wěn)定的作用。因此現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，沒有乙二醇存在，含硅酸鹽的組合物會逐漸生成固體沉淀，意味可能開始了一種不理想的硅酸鹽反應(yīng)。在一組優(yōu)選的實(shí)施方案中，乙二醇含量為0.5-4％(重)，更優(yōu)選為0.5-3％(重)，具體為0.5-2％(重)，特別是0.5-1％(重)，如0.7％(重)。
按照本發(fā)明組合物，目前優(yōu)選的實(shí)施例中含有27％(重)的硅酸鈉，其平均通式接近于Na2Si3O7(通常Na2O∶SiO2的摩爾比為1∶3.1)，約0.7％(重)的乙二醇，和約3％(重)的氯化鈉，其余為水。
對于某些應(yīng)用場合，還可希望包括某些專用添加劑，如表面活性劑，諸如非離子表面活性劑如乙氧化脂肪酸；消泡劑如硅油(諸如二甲基聚硅氧烷)，或聚氧乙烯或聚氧丙烯；用于產(chǎn)生穩(wěn)定泡沫的發(fā)泡劑(用于防火或滅火)，如基于合成表面活性劑的發(fā)泡劑。根據(jù)其類型及功能可以包含各種不同數(shù)量的這些試劑，但一般含量在0.1-5％(重)的范圍。
特別適宜于本發(fā)明組合物的一種用途，是處理受污染的固體顆粒，如被石油或烴類殘?jiān)⒚航褂?、或工業(yè)化學(xué)品如農(nóng)藥(AldrinTM、EndrinTM或PentachloroplendTM)污染的地面土或砂、重金屬污染的顆粒如浮塵、焚燒爐渣、古老工場遺址的污土、熒光管(“著陸燈”)殘?jiān)廴镜牡孛嫱?，及其它等。因此，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在用本發(fā)明組合物處理這些物料時(shí)，此組合物能形成非常有效的封裝污染物及/或受污染物的玻璃凝膠，減少或甚至消除其繼續(xù)向環(huán)境浸提的效果十分明顯，且無需再作任何進(jìn)一步處理。這樣就使由硅酸鹽所封裝的處于未加控制或僅處于臨界控制狀態(tài)的倉庫場所的污染物和受污染物可以存儲起來，而使污染物不致繼續(xù)向環(huán)境如地下水沉積浸提，造成任何嚴(yán)重危險(xiǎn)。
有跡象表明，如果再將本發(fā)明組合物與含有兩價(jià)陽離子如含鈣離子的水溶性物質(zhì)如熟石灰結(jié)合一起，處理被封裝的物料，此種封裝作用將更為有效。尚無任何理論限制，據(jù)認(rèn)為，這種效應(yīng)可能是由于兩價(jià)如鈣陽離子被認(rèn)為有加速水玻璃膠凝作用的事實(shí)所致。
還進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)的是，像純水玻璃溶液一樣，本發(fā)明組合物也可用于各種材料，特別是吸收劑材料，諸如織物、紙張、紙板、屋頂蓋板材料等，以及用于家庭垃圾的防火。在用本發(fā)明組合物進(jìn)行處理時(shí)，所述材料和其所有次級組分如纖維，均將封裝于玻璃硅酸鹽凝膠之中。但是，與常規(guī)水玻璃溶液相比，本發(fā)明組合物優(yōu)點(diǎn)在于，凝膠形成達(dá)到防火的效應(yīng)很快，不是單純?nèi)鐟?yīng)用普通純水玻璃溶液時(shí)那樣的干燥效應(yīng)。還要考慮到地是，特別是如果在所處理對象受到天候直接影響之時(shí)，將本發(fā)明材料同時(shí)與一種目的在于防止或減少組合物遷移的樹脂結(jié)合一起用來進(jìn)行處理，防火效應(yīng)還可進(jìn)一步改善?？梢韵胂蟮玫剑@種樹脂就可以是含水樹脂的分散體，如市場供應(yīng)的酚、丙烯酸或苯乙烯樹脂的分散體。
同樣，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的是，本發(fā)明組合物也可用于對難用或甚至完全不能用水滅火的材料進(jìn)行滅火。因此，已發(fā)現(xiàn)燃燒著的汽車橡膠輪胎，在通常的環(huán)境下不能噴水撲滅，但實(shí)際上卻可用本發(fā)明組合物有效地加以撲滅。
此外，還觀察到，用本發(fā)明組合物能防止材料的引燃，即防止那些不需外部供氧即可燃燒的材料，如槍炮用的無煙火藥推進(jìn)劑的引燃；而且可以預(yù)料，這種效應(yīng)也可延伸至導(dǎo)彈推進(jìn)劑或炸藥如塑料炸藥方面。因此，本發(fā)明組合物可以起到對這些材料的剩余軍需品的鎘斷作用，或使之變得無害。同樣，也可將此組合物用于使極易燃燒的物質(zhì)如那些燃燒彈類軍火如凝固汽油(napalm)物質(zhì)，即膠凝后聚合物溶劑/石油混合物型變得無害。
在應(yīng)用本發(fā)明組合物處理污染固粒時(shí)，涂布此組合物的數(shù)量可根據(jù)污染物類型在較寬范圍變化，并不追求精確用量，也易于為本領(lǐng)域技術(shù)人員通過常規(guī)試驗(yàn)予以確定。但是，作為一般指南，可以說，其適宜數(shù)量按每100份重的受污染固粒計(jì)，可以加1份到多至50份重量的本發(fā)明組合物，優(yōu)選為2-10份重量。如果污染限制于如地面土表面部份，可以采用各種簡單澆注或噴霧等方法，直接將本發(fā)明組合物涂布于受污染的物料之上，如涂布于油污染的地面土上。對于較深局部污染，可以采用將多孔管鉆入受污染的污土之中，將此組合物泵入該污土之中的方法。對于疏松的顆粒物料，如浮塵，可任選實(shí)施某種混合的操作，如在類似于水泥混合器的轉(zhuǎn)鼓式混合器中，將本發(fā)明組合物噴霧于此種物料之上。
同樣地，在將本發(fā)明組合物用于防火目的時(shí)，此組合物用量范圍可以很寬，可根據(jù)諸如物料的易燃性、其吸收水溶液能力等因素加以確定。一般用量可以為每100份重量的需加防火的材料2至70份重量的此組合物。(對于織物或紙張)可將此組合物采用噴霧方法涂布在該材料上，或(對于大塊材料如碎塊垃圾)則可采用實(shí)際已知的方法噴注至該材料中。
本發(fā)明將通過下述非限制性實(shí)施例進(jìn)一步加以說明。
實(shí)施例1制備一種采用下述組分組合物1、410公斤其Na2O∶SiO2的摩爾比為1∶3.1的33％(重)硅酸鈉水溶液；2、3.5公斤乙二醇；3、100公斤的15％(重)氯化鈉水溶液。
將此硅酸鈉溶液置于800升混合容器中，在用螺旋槳攪拌器劇烈攪拌下逐漸加入乙二醇，制得此組合物。而后，以同樣方式劇烈攪拌逐漸加入氯化鈉溶液。得到的透明溶液密度為1.3g/ml。
實(shí)施例2本實(shí)施例涉及用本發(fā)明組合物，即實(shí)施例1的組合物，對有機(jī)污染物污土處理后考察其浸提性變化的試驗(yàn)。試驗(yàn)?zāi)康脑谟跈z驗(yàn)該組合物阻止處于污土中污染物柴油及多氯化聯(lián)苯(PCB)流動的能力。試驗(yàn)方法概述材料污染物的選擇是根據(jù)各種因素確定的。選擇柴油主要是因?yàn)椴裼蛯儆诘孛嫱廖廴痉植甲顝V的類型，而選擇PCB類是因?yàn)樗鼈儗Νh(huán)境污染毒性高。采用砂作為地面土基質(zhì)的簡化模型。采用這種類型地面土的理由在于其組成比較簡單。采用砂還為了減少可能干擾試驗(yàn)結(jié)果的因素。另一方面，應(yīng)當(dāng)注意的是，較為復(fù)雜類型的地面土很可能會產(chǎn)生促使污染物粘結(jié)在基質(zhì)上的影響。因此，用砂進(jìn)行試驗(yàn)會比其它類型地面土的污染物浸提率高，因而可以認(rèn)為它是一種更為嚴(yán)格的試驗(yàn)。
試驗(yàn)材料的制備實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用將柴油及PCB溶解于二氯甲烷中后再與干砂混合的方法，將污染物涂布于砂上。在攪拌砂的同時(shí)揮發(fā)二氯甲烷。以這種方法用758毫克柴油污染1500克砂，另取一批砂1500克，用785毫克PCB使之污染，二者分別相當(dāng)于含有505ppm的柴油和523ppm的PCB。
污染之后，每批各取出三個樣品加以分析，以控制其均勻性。
用實(shí)施例1的組合物進(jìn)行處理在證實(shí)該污染批料均勻之后，將其各分為兩份一份用本發(fā)明組合物加以處理，另一份不加處理作為空白。
實(shí)施處理的方法為，將各批砂料分布于各鋁盤上，再將此組合物噴霧其上直至該砂潤濕。兩批各750克砂料各耗用實(shí)施例1組合物13克，相當(dāng)于1.7wt％的組合物，按砂樣品計(jì)。
在噴霧之后，于室溫之下干燥此砂3小時(shí)。為比較其均勻性，每批砂料各取樣品2個，進(jìn)行分析。
浸提方法對每一組分(即柴油或PCB)各進(jìn)行6次獨(dú)立試驗(yàn)，三次用處理后的砂，三次用未經(jīng)處理的砂。
每次試驗(yàn)均為取100毫升模擬雨水(pH4.0)，加50克干砂。機(jī)械振蕩此混合物16小時(shí)。在離析之后，分出水相，作進(jìn)一步分析。
化學(xué)分析添加內(nèi)標(biāo)后，用二氯甲烷萃取上述水相，再用GC-MS(色譜質(zhì)譜儀)分析萃取物。并用取50克砂、加內(nèi)標(biāo)和5-10毫升自來水，和用二氯甲烷萃取2小時(shí)的方法，直接對用組合物處理前后的砂樣品進(jìn)行均勻性檢驗(yàn)。
試驗(yàn)結(jié)果均勻性檢驗(yàn)
對用組合物進(jìn)行處理前、后的污染均勻性均進(jìn)行了分析。三次重復(fù)測定的標(biāo)準(zhǔn)偏差列于表1中。結(jié)果中包括了各批料不均勻性檢驗(yàn)和化學(xué)測定不確定性檢驗(yàn)。
表1批料不均勻性檢驗(yàn)(相對標(biāo)準(zhǔn)偏差)
污染物的封裝處理前、后各批砂料的分析表明了用此分析方法可萃取的污染物的數(shù)量。用此組合物處理后不可萃取的部分，可以看成是被封裝了的部分。表2列出了被封裝污染物的數(shù)量。
表2處理后不可萃取污染物的數(shù)量
柴油表3表明柴油浸提試驗(yàn)結(jié)果。每50克砂含25毫克添加的柴油。
表3砂中柴油浸提性
PCB浸提表4表明PCB浸提試驗(yàn)結(jié)果。每50克砂添加的PCB為25毫克。
表4砂中PCB的浸提性
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結(jié)論用實(shí)施例1組合物處理砂時(shí)，砂中柴油的浸提性降低70％。同樣，砂中PCB的浸提性降低48％。
試驗(yàn)還表明，用此組合物處理后污染物的可萃取量減少。柴油減少61％，PCB減少44％。
實(shí)施例3此實(shí)施例的研究目的在于，對于像浮塵及廢渣等廢棄材料中的重金屬污染組分用本發(fā)明組合物封裝處理，比較其處理前、后浮塵及廢渣的浸提物，和減少其對地下水的污染。試驗(yàn)是按照歐洲預(yù)標(biāo)準(zhǔn)(EuropeanPrestandard)CEN/TC292/WG2 DOC 25,Tenth Draft”用于顆粒物料和碎屑的符合試驗(yàn)”的方法進(jìn)行。
選擇了5種元素Ni、Cu、Zn、Pb及Cd作為浸提性的指示劑。選擇這些元素的理由主要是由于它們會引起嚴(yán)重的污染問題。其次，選擇Zn是由于它在浮塵及廢渣中含量均高。
試驗(yàn)方法試驗(yàn)材料試驗(yàn)針對浮塵及廢渣處理前后的樣品進(jìn)行。樣品取自市政焚燒裝置?；瘜W(xué)分析結(jié)果列于下表5中，表示各材料的組分。這些結(jié)果表明它與典型的浮塵及廢渣十分一致(Niels Thygesen et al.:Risikoscreening af forureningskomponentr udvasket fra slagger.Vandkvalitetsinstituttet(VKI),Denmark 1992)。
由于研究的性質(zhì)必須對材料進(jìn)行干燥，和在齒板破碎機(jī)中進(jìn)行研磨，以減小粒度至大多數(shù)為2mm。
表5用于浸提試驗(yàn)中的浮塵及廢渣實(shí)驗(yàn)室樣品組成分析
用實(shí)施例1的組合物處理取部分浮塵及廢渣干樣品，用此組合物進(jìn)行處理。實(shí)施處理方法為，將廢棄材料均勻分布于盤上，層厚約1cm，再向其噴注實(shí)施例1的組合物直至全部剛好潤濕。噴注組合物的用量，對浮塵為470ml/kg，對廢渣為240ml/kg。噴注后自然風(fēng)干此材料3天，然后進(jìn)行浸提試驗(yàn)。
浸提試驗(yàn)浸提試驗(yàn)按照CEN/TC292/WG2 DOC 25 Rev.10，程序C的方法進(jìn)行。這意味著有L/S=2及L/S=2-10兩個階段的試驗(yàn)。L/S屬于液體對固體比例的縮寫，它描述在任何給定時(shí)刻液體(升)累積量與其相接觸的固體(S以干物料公斤計(jì))之間的比例。L/S表示為1/kg。
進(jìn)行試驗(yàn)的4種不同材料-用組合物處理后的浮塵；-干浮塵；-用組合物處理后的廢渣；-干廢渣。
試驗(yàn)方法細(xì)節(jié)描述于CEN標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)之中。在目前所用的方法中，包括了一些次要的變化。因此，改進(jìn)方法原則如下將200毫升模擬雨水(用鹽酸調(diào)節(jié)至pH為3.0的20mg/l NaCl溶液)加至100克廢料中，此廢料經(jīng)懸浮1個半小時(shí)之后，再用鹽酸調(diào)節(jié)pH至3。振蕩此懸浮液6小時(shí)之后，進(jìn)行離心分離，離心液經(jīng)過濾再加以分析。
余下的廢料再懸浮于300毫升模擬雨水中，振蕩18小時(shí)。振蕩后離心分離此懸浮液，洗出液經(jīng)過濾并加以分析。在500毫升帶有聚四氟乙烯密封旋塞的玻璃瓶中進(jìn)行攪拌。攪拌溫度22℃。所有試驗(yàn)都重復(fù)兩次。
化學(xué)分析所有浸提試驗(yàn)的洗出液均按下述參數(shù)進(jìn)行分析，對于金屬含量的分析按照ICP(Inductively Coupled Plasma)發(fā)射光譜方法進(jìn)行-pH；-導(dǎo)電系數(shù)；-鉻(Cr)含量；-鎳(Ni)含量；-銅(Cu)含量；
-鋅(Zn)含量；-鉛(Pb)含量；-鎘(Cd)含量。
所有的鉻分析值均顯示低于極限檢測值，為0.02mg/kg。試驗(yàn)結(jié)果關(guān)于導(dǎo)電系數(shù)和pH值，由樣品各洗出液得出了下述結(jié)果未處理浮塵第一次洗出液導(dǎo)電系數(shù)，25℃ 131mS/cmpH4.08第二次洗出液導(dǎo)電系數(shù)，25℃ 55.3mS/cmpH5.26處理后浮塵；第一次洗出液導(dǎo)電系數(shù)，25℃ 121mS/cmpH5.94第二次洗出液導(dǎo)電系數(shù)，25℃ 38mS/cmpH6.32未處理廢渣第一次洗出液導(dǎo)電系數(shù)，20℃ 72.5mS/cmpH5.49第二次洗出液導(dǎo)電系數(shù)，20℃ 17.2mS/cmpH6.48處理后廢渣；第一次洗出液導(dǎo)電系數(shù)，20℃ 76.8mS/cmpH6.10第二次洗出液導(dǎo)電系數(shù)，20℃ 25.6mS/cmpH6.52列于上表之中的5種元素各濃度值是連續(xù)與該廢料兩次接觸的洗出液的測定值。分析結(jié)果列于下表6和表7中。各元素總量是按照兩次洗出液的累積量相對于樣品量來計(jì)算的。
表6表明了浮塵處理前后洗出的各元素總量。此表中也表明了浮塵在用按照實(shí)施例1組合物處理后的可浸出性降低。
表7表明了廢渣處理前后洗出的各元素總量。此表中也表明了廢渣在用按照實(shí)施例1組合物處理后的可浸出性降低。
表6從浮塵中洗出的總量
表7從廢渣中洗出的總量
結(jié)論比較用按照實(shí)施例1的組合物處理廢料前后的浸提性變化，結(jié)果表明，浮塵處理，對于重金屬浸提減少十分有效，減少在50％到高達(dá)90％之間，這與所關(guān)注的金屬相關(guān)。
對于廢渣，重金屬的這種減少有很大變化，從相對較低的百分之幾的減少，到減少70％以上?？梢哉J(rèn)為，這一點(diǎn)基本上說明了所用處理方法沒有成功地覆蓋整個廢渣顆粒的表面和空洞。
實(shí)施例4在此實(shí)施例中，用實(shí)施例1的組合物處理從工業(yè)現(xiàn)場回收的受污染的地面土，其主要污染物為汽車燃料，特別是柴油。
對于每種樣品的測定，均稱取500克的地面土，加至5升塑料桶中。對于這些加熟石灰的樣品，在加石灰同時(shí)接著進(jìn)行人工攪拌，確保石灰能充分與地面土樣品混合。下表中所標(biāo)注的數(shù)量是以每一百份重計(jì)的份數(shù)。
接著再按標(biāo)注數(shù)量和時(shí)間用實(shí)施例1的組合物對加有和未加石灰的土壤樣品進(jìn)行處理，用手動花園噴霧器噴注液體組合物，同時(shí)攪拌地面土樣品。在進(jìn)行噴霧處理之后，將地面土樣品放置在略有空氣流的通風(fēng)柜中并于室溫之下干燥2小時(shí)。
處理后的樣品再按Danish Oliebranchens Miljo-pulje(OilIndustry Envirnmental Comitte)的分析方法加以分析，確定地面土樣品中的油含量。此分析方法是以溶劑萃取和氣相色譜為基礎(chǔ)和按照下述一般路線進(jìn)行的將地面土樣品于20毫升0.02M的焦磷酸鈉溶液中進(jìn)行打漿，在振蕩架上用20毫升戊烷萃取此混合物24小時(shí)。所用戊烷含有由兩種化合物組成的內(nèi)標(biāo)，即溴代苯(高揮發(fā)性內(nèi)標(biāo))和鄰三聯(lián)苯(低揮發(fā)內(nèi)標(biāo))。
氣體色譜分析在較低溫度下(35℃)進(jìn)行。油組分含量按標(biāo)準(zhǔn)方法根據(jù)與保留時(shí)間相對應(yīng)的C6-C10烷烴系、C10-C28烷烴系及C28-C35烷烴系組分的曲線面積積分進(jìn)行計(jì)算。
在分析程序中還包括一種未經(jīng)處理地面土作為參照物樣品和一種僅用水處理的樣品，用以確定實(shí)施例組合物中水含量的影響。
所得試驗(yàn)結(jié)果列于下表8中。
表8
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，盡管用水及手工處理所得的可萃取有機(jī)物略有下降，但在單獨(dú)使用本發(fā)明的組合物時(shí)，可萃取有機(jī)物下降較多，即高至80％，這與添加的組合物量有一定的關(guān)系。此外，當(dāng)再用熟石灰對地面土進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，可萃取有機(jī)物的下降可達(dá)到高至99％。尚無任何理論約束，據(jù)認(rèn)為，由于熟石灰將可溶性鈣離子帶至系統(tǒng)中，從而在兩價(jià)離子的存在下改善了已溶解的硅酸鹽的聚合及膠凝過程，熟石灰很可能通過改善膠凝反應(yīng)起到了封裝污染物的作用。
實(shí)施例5本實(shí)施例涉及本發(fā)明組合物對于易燃物品及材料的防火性能，各種紙板即屬此例。
試驗(yàn)a)取新聞紙細(xì)碎條約100克，用足量的實(shí)施例1組合物加以處理，使全部新聞紙都浸泡上。然后手工壓縮此濕物體，使之成為濕板，再于110℃下干燥20分鐘，再于環(huán)境溫下冷卻1小時(shí)，接著再于環(huán)境溫度下干燥2天。經(jīng)測定該干紙板為290mm×200mm，厚18.5mm，密度為677kg/m3。
按照ISO 2856(一種民用航空材料檢測標(biāo)準(zhǔn))包括用丙烷燈加熱的方法檢測此紙板。在這樣的試驗(yàn)中，將此材料置于ISO 2685∶1992(E)標(biāo)準(zhǔn)直徑為178mm丙烷燈火焰上距該燈75mm位置之處。用接近此材料表面的熱偶監(jiān)測火焰溫度，在此材料未暴露于火焰之中的另一側(cè)面上也安裝一些熱偶。所達(dá)到的最高溫度為1080℃，總暴露時(shí)間15分鐘。
在試驗(yàn)開始之后至13約分鐘的時(shí)間內(nèi)，未見火焰對此材料有何影響；只可觀察到少量煙霧倒流，而該紙板未被暴露一側(cè)冒煙隨時(shí)間略有加劇。從試驗(yàn)開始后的13分鐘至試驗(yàn)終止(15分鐘)，在未暴露一側(cè)可以觀察到從間歇至持續(xù)的火焰。15分鐘后移去丙烷燈，此火焰再持續(xù)1.3分鐘，此后火焰自行熄滅。試驗(yàn)后對紙板測定表明，它的寬度略有收縮，重量損失約80％并有一層堅(jiān)硬的表面覆蓋層。
可以得出結(jié)論，本發(fā)明組合物對于易燃材料防火十分有效。
試驗(yàn)b)取150克去毒大麻纖維與200克實(shí)施例1組合物加以混合，接著加以壓縮，并按試驗(yàn)a)相同方式進(jìn)行干燥。將所得的紙板置于瓦斯本生燈火焰上(約800℃)15分鐘。未觀察到有何損壞(除有些斷裂外)。
試驗(yàn)c)取鋸屑220克、聚乙烯醇溶膠100克、5mm的紙屑75克、實(shí)施例1的組合物100克及水750毫升，加以充分混合，于2巴壓力下壓縮脫除過量液體，再于環(huán)境溫度下通風(fēng)干燥36小時(shí)。按試驗(yàn)b)方法將所得干紙板加熱至800℃，未觀察到有何損壞，亦無有毒煙霧發(fā)散。
實(shí)施例6本實(shí)施例涉及含重金屬的殘?jiān)?，即熒光燈管殘?jiān)儆诠?、鎘、鋅、銅及砷的一次污染物的封裝。首先，將玻璃燈管鋁頭帽去掉，再將燈管本身連同其污染物一起碾壓成細(xì)碎粒。
將碾碎的燈管47克與10mm的紙屑100克加以干混合。將120克的水及20克的PVA(聚乙烯醇)充分混合為一種流體組合物，接著添加100克實(shí)施例1的組合物，再重新混合。將此碎玻璃渣與紙屑的混合物加到此流體混合物中，在混料機(jī)中進(jìn)行充分混合5分鐘，并再用絞碎機(jī)進(jìn)行混合，將此混合物加料送至一圓柱形的塑料套管中，并在加熱器上維持溫度24℃12小時(shí)。此塑料套管是可移出的，并允許所得圓柱體在室溫之下通風(fēng)干燥12小時(shí)以上。
所得固體實(shí)物表明其邊緣無任何破碎或斷裂。
實(shí)施例7火器推進(jìn)劑火藥的處理。
取50克Pyrodex(一種雙基無煙火藥，美國，Hercules公司提供)置于一紙片上，用足量實(shí)施例1的組合物進(jìn)行噴霧，使每粒都潤濕，再加以混合。此黑色火藥粒料變?yōu)榛腋?，將此灰膏分布于紙片上，于環(huán)境溫度下干燥約1.5小時(shí)。進(jìn)行干燥之后，再用丙烷噴燈(火焰溫度約1000℃)試著引燃此處理后的火藥樣品，卻未觀察到爆炸及燃燒。
采用同樣的火藥，用同樣方法以實(shí)施例1的組合物加以處理，用水加以稀釋(1份組合物，4份水)，進(jìn)行對比試驗(yàn)，得到的結(jié)果為，在使之處于丙烷噴燈之下時(shí)，此火藥劇烈爆炸和燃燒。
因此，可以下結(jié)論，本發(fā)明組合物變推進(jìn)劑火藥為無害是高效的。
權(quán)利要求
1.一種含硅酸鹽的水溶液組合物包括a)、10-50％(重)選自硅酸鈉和硅酸鉀的一種硅酸鹽化合物，或這些硅酸鹽化合物的混合物；b)、1-5％(重)的一種鹽，其陽離子選自鈉離子和鉀離子，其陰離子選自鹵根、硫酸根和碳酸根離子，或這些鹽的混合物；c)、0.25-5％(重)的乙二醇；和d)、水。
2.按照權(quán)利要求1所述的組合物，其中硅酸鹽化合物是硅酸鈉。
3.按照權(quán)利要求2所述的組合物，其中硅酸鈉Na2O∶SiO2的摩爾比在約4∶1-1∶4的范圍，優(yōu)選為約1∶1-1∶4的范圍。
4.按照權(quán)利要求3所述的組合物，其中硅酸鈉具有平均通式為Na2SiO3、Na6Si2O7.Na2Si3O7、或Na2Si4O9或其混合物，特別是Na2Si3O7。
5.按照權(quán)利要求1-4項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的組合物，其中硅酸鹽化合物含量為13-31％(重)，優(yōu)選為15-31％(重)、特別是18-31％(重)，尤其是21-31％(重)，如約27％(重)。
6.按照權(quán)利要求1-5項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的組合物，其中的鹽是氯化鈉。
7.按照權(quán)利要求1-6項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的組合物，其中的鹽含量為1-4％(重)，優(yōu)選為2-4％(重)，特別是約3％(重)。
8.按照權(quán)利要求1-7項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的組合物，其中乙二醇含量為O.5-4％(重)，優(yōu)選為O.5-3％(重)，更優(yōu)為O.5-2％(重)，特別是0.5-1％(重)，如0.7％(重)。
9.按照權(quán)利要求1-8項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的組合物，其中包括約27％(重)的硅酸鈉，其平均通式接近于Na2Si3O7(具有Na2O∶SiO2的摩爾比為1∶3.1)、約0.7％(重)的乙二醇，和約3％(重)的氯化鈉，其余為水。
10.一種封裝污染物的方法，所述的方法包括向污染物或含有污染物的材料上涂布足量的按照本發(fā)明權(quán)利要求1-9項(xiàng)中任一項(xiàng)的組合物。
11.一種對易燃固體防火的方法，所述方法包括向易燃固體涂布足量的按照本發(fā)明權(quán)利要求1-9項(xiàng)中任一項(xiàng)的組合物。
12.一種滅火方法，所述方法包括向火施加足量的按照權(quán)利要求1-9項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的組合物。
全文摘要
一種含硅酸鹽水溶液的組合物包括:a)、10—50%(重)的硅酸鹽化合物,選自硅酸鈉或硅酸鉀,或這些硅酸鹽化合物的混合物;b)、1—5%(重)的一種鹽,其陽離子選自鈉離子和鉀離子,其陰離子選自鹵根、硫酸根和碳酸根離子,或這些鹽的混合物;c)、0.25—5%(重)的乙二醇;和d)、水。該硅酸鹽化合物優(yōu)選為硅酸鈉,特別是具有平均通式為Na
文檔編號A62D3/33GK1211197SQ96199705
公開日1999年3月17日 申請日期1996年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月1日
發(fā)明者J·M·克里斯藤森 申請人:P·凱弗頓