Способ получения стекла

 

Изобретение относится к технологии получения высококремнеземистого пеностекла заданной конфигурации, используемого как тепло-, звуко-,электроизолятор в строительстве и приборостроении. Способ получения пеностекла включает гидролиз алкилсиликата соляной кислотой, последовательное введение воды, тонкодисперсного пррошка кремнезема и раствора жидкого стекла до рН 5-6, сушку и термообработку. 1 табл.

С0103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 03 С 6/00 11/ОО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (21) 4928764/33 (22) 19.04.91 (46) 30.03.93. Бюл, М 12 (71) Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины (72) Е, Н.Подде нежн ый, В.Ю.Зол ото рен ко, M.fl.ÊóïðåeB и И.М,Мельниченко (73) Гомельский государственный университет им. Франциска Скорины (56) Заявка Японии N 58-194748, кл, С 03 В

20/00, 1983, Авторское свидетельство СССР

N 1549931, кл. С 03 В 8/02, 1990.

Изобретение относится к стекольной промышленности, а именно, к способам получения высококремнеэемного пеностекла и может быть использовано в различных областях строительной и приборостроительной промышленности, в частности, как теплоизоляционный и эвукопоглощающий материал различного рода строительных со оружений, тепло- и электроизолятор в приборостроении.

Целью изобретения является повышение производительности и получение качественного пеностекла, Способ получения высококремнеземного стекла по золь-гель процессу, включает образование золя гидролизом алкилсиликата водным раствором соляной кислоты с добавлением тонкодисперсного порошка кремнезема, образование геля с добавлением раствора слабого основания до достижения рН получаемого раствора равным 5-6, сушку, термообработку, причем введение катионов щелочного металла, способствующих вспениванию, и образование геля добавлением основания совмещены и проводятся на стадии гелеобразования пу,!Ж,, 1806105 А3 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКЛА (57) Изобретение относится к технологии получения высококремнеземистого пеностекла- заданной конфигурации, используемого как тепло-, звуко-,злектроизолятор в строительстве и приборостроении, Способ получения пеностекла включает гидролиз алкилсиликата соляной кислотой, последовательное введение воды, тонкодисперсного порошка кремнезема и раствора жидкого стекла до рН 5-6, сушку и термообработку. 1 табл. тем добавления в золь в качестве слабого основания жидкого натриевого стекла либо жидкого калиевого стекла. Повышение про изводительности процесса получения высококремнеземного пеностекла эа счет упрощения технологии его изготовления заключается в исключении операций выдержки геля в воде и повторную сушку, а введение ионов Na проводится на стадии гелеобразования, причем в качестве гелеобраэователя выступает жидкое натриевое стекло либо жидкое калиевое стекло, Введение ионов Na либо К, способствующих вспениванию, на стадии гелеобразования позволяет им более равномерно распределиться в объеме геля, что снижает вероятность растрескивания образца при термообработке.

Исключение операции выдержки гелей в воде позволяет избежать их растрескивания при дальнейшей термообработке, что повышает выход годных образцов, особен. но в случае гелей больших размеров, Сущность способа получения кварцевого пеностекла заключается в следующем. К тетраэтоксисилану добавляют воду и раствор

1806105

25

40

50

55 соляной кислоты. Смесь интенсивно перемешивают, чтобы провести.гидролиз алкилсиликата до образования золя. Затем добавляют тонкодисперсный порошок кремнезема и слабое основание, в качестве которого выступает жидкое натриевое стекло (либо жидкое калиевое стекло), для регулирования рН образования геля до 5-6.

Смесь тщательно перемешивают для равномерного распределения компонентов по всему объему и заливают в герметично закрытую разборную фторопластовую форму до перехода золя в гель. Далее блок гель

BblHwMGIoT из формы и подвергают сушке, целью которой является удаление жидкости из пор тела геля. Процесс испарения жидкости с поверхности геля находится в равновесии с внутренними процессами созревания его, что позволяет избежать деформации поверхности геля и в дальнейшем перевести блок-гель температурной обработкой в высококремнеземное пеностекло беэ трещин и вспучивания, При сушке геля на поверхности пор формируется слой ионов гидроксила, равномерно рассредоточенных в объеме тела геля наряду с находящимися там ионами, При термообра,ботке с повышением температуры до 800900 С поверхностный слой геля спекается (образуется стекловидная пленка), а группы гидроксила блокируются внутри пор, При дальнейшем повышении температуры связанная вода выделяется в виде перегретого водяного пара, который и вспенивает материал геля. Роль ионов Na заключается в снижении вязкости материала геля за счет понижения температуры его размягчения, что позволяет вначале схлопнуться порам и образоваться стекловидной пленке, а затем выделяться воде в виде перегретого пара и вспенивать материал геля. В зависимости от применяемых герметичных форм можно получать заготовки сухого геля, а следовательно, и высококремнеземное пеностекло различной конфигурации. Аналогичные процессы имеют место и в случае применения вместо раствора силиката натрия раствор силиката калия.

Пример 1. К 150 мл тетраэтоксисилана добавляли 50 мл О, tN раствора HCI, Смесь интенсивно перемешивали и материал гидролизовался, В результате гидролиэа температура смеси повышалась и при достижении 50 С в раствор добавляли 50 мл деионизованной воды. После 15 минут перемешивания в смесь добавляли 50 г ультрадисперсного порошка кремнезема и продолжали перемешивать еще 15 минут.

Далее к полученному золю добавляли при перемешивании жидкое натриевое стекло (силикат натрия) до достижения рН получаемого раствора равным 5-6. Смесь перемешивали и разливали в 10 герметично закрывающихся квадратных фторопластовых форм, где формируются пластины геля весом 40 г каждая, После образования геля формы открывали, крышки заменяли на пористые и блоки высушивали до получения пористых гелей в термошкафу при температуре 70 С. Время сушки составляет 7 суток

В результате получали 10 блоков сухого пористого геля без трещин. Далее гели подвергались термообработке при 1350 С для их перевода в пеностекло. Время спекания составляло 0,25 суток. Выход годных образцов составлял 100%, Полученные данные заносим в таблицу.

Пример 2, К 150 мл тетраэтоксисилана добавляли 50 мл 0,1й раствор H CI. Смесь перемешивали и материал гидролизовался.

В результате гидролиза температура смеси повышалась при достижении 50 С в раствор добавляли 50 мл деионизованной воды. После 15 минут перемешивания в смесь добавляли 50 г ультрадисперсного порошка кремнезема и продолжали перемешивать еще 15 минут. Далее к полученному эолю добавляли при перемешивании силикаты калия (жидкое калиевое стекло) до достижения рН получаемого раствора равным 5-6, смесь перемешивали и разливали в 10 герметично закрывающихся квадратных фторопластовых форм, где формируются пластины геля весом 40 г каждая. После образования геля формы открывали, крышки заменяли на пористые и блоки высушивали до получения пористых гелей в термошкафу при температуре 60 С. Время сушки составляет 7 суток. В результате получали 10 блоков сухого геля пористого без трещин. Далее гели подвергались термообработке при 1350 С для их перевода в кварцевое пеностекло, Время спекания составляло 0,25 суток. Выход годных образцов составлял 100%. Полученные данные заносили в таблицу.

Пример 3. Аналогично примеру 1 готовилась партия из 10 гелей массой 300 r каждый. Время сушки блоков составляло 8 суток. В результате получили 10 блоков суxoro пористого геля. Далее гели подвергались термообработке при 1350 С для их перевода в пеностекло. Время спекания составляло 0,3 суток. Выход годных образцов составлял 100%. Полученные данные эаносили в таблицу, Пример 4. Аналогично примеру 1 готовилась партия из 10 гелей массой 1500 г каждый. Время сушки блоков составляло

10 суток. B результате получили 10 блоков

1806105

Составитель Л,Гостева

Техред М.Моргентал Корректор С.К)ско

Редактор Т. Егорова

Заказ 961 Тираж Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35. Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 сухого пористого геля. Далее гели подвергались термообработке при.1350 С для их перевода в пеностекло. Время спекания составляло 0.5 суток, Выход годных образцов пеностекла составлял 1007;. Полученные данные заносили в таблицу, Из таблицы видно, что время необходимое для получения пеностекла составляет не более 10,5 сут, Формула изобретения

Способ получения стекла путем образования золя гидролизом алкилсиликата водным раствором соляной кислоты, последовательного введения в него воды, тонкодисперсного порошка кремнезема и раствора слабого основания до рН 5-6, сушки и тер5 мообработки образовавшегося геля, о т л ич а ю щ,и и с я тем, что, с целью повышения производительности и получения качественного пеностекла, в качестве основания используют раствор натриевого или калив10 вого стекла,