Жидкостекольная композиция

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к составам полимерсиликатных смесей, предназначенных для изготовления конструктивных элементов, работающих в условиях агрессивных сред. Техническим результатом является уменьшение времени термообработки изделий при сохранении физико-механических свойств материала, снижение стоимости продукции. Жидкостекольная композиция включает жидкое стекло, кремнефтористый натрий, кварцевый наполнитель, кварцевый песок и добавку, в которой в качестве добавки используют акриламид при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 14,0-16,0, кремнефтористый натрий 1,4-1,6, кварцевый наполнитель 22,5-24,5, акриламид 0,2-0,8, кварцевый песок 57,1-61,9. 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к области производства строительных материалов, а именно к составам полимерсиликатных смесей, предназначенных для изготовления конструктивных элементов, работающих в условиях агрессивных сред.

Известна композиция для жаростойкого клея [1] на основе жидкого стекла, включающая жидкое стекло, алюмосиликатный заполнитель, кремнефтористый натрий и дополнительно с целью повышения жизнеспособности содержащая полиакриламид, а в качестве заполнителя - муллитокремнеземистое волокно при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 65-73; муллитокремнеземистое волокно 23-29; полиакриламид 0,01-0,02; кремнефтористый натрий 3,99-5,98.

Недостатком этой смеси является низкая прочность.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является жидкостекольная композиция [2], при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 14,81-14,92; кремнефтористый натрий 2,22-2,24; кварцевый наполнитель 40,77-41,05; добавка 0,74-1,42; кварцевый песок остальное.

В качестве добавки используют кубовые остатки производства фурилового спирта.

Однако как недостаток следует отметить длительный срок термообработки изделий (12 часов при t=120^оС).

Задачей изобретения является уменьшение времени термообработки изделий при сохранении физико-механических свойств материала.

Поставленная задача решается тем, что в жидкостекольной композиции, включающей жидкое стекло, кремнефтористый натрий, кварцевый наполнитель, кварцевый песок и добавку, в качестве добавки используют акриламид при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое стекло 14,0-16,0, кремнефтористый натрий 1,4-1,6, кварцевый наполнитель 22,5-24,5, акриламид 0,2-0,8, кварцевый песок 57,1–61,9.

Технический эффект заключается в том, что в результате выдерживания отформованных изделий при температуре 50-60°С акриламид олигомеризуется по радикальному механизму. При повышении температуры до 120-130°С в олигомерах акриламида образуются нерастворимые пространственные структуры, которые повышают прочность получаемого композита. В ходе реакции интенсивно выделяется аммиак, который, реагируя с жидким стеклом, вызывает образование силикагеля, являющегося основой затвердевшего жидкостекольного композита. Часть акриламида взаимодействует с жидким стеклом, в результате чего происходит реакция разложения акриламида на акриловую кислоту и гидрат аммиака.

Образующиеся имиды акриловой кислоты, а также гидрат аммиака, за счет ориентированной сорбции полярных групп NH^-₂ на компонентах композиции увеличивают водостойкость композита. С другой стороны, сильноосновные группы NH^-₂ повышают ионную силу раствора и, следовательно, увеличивают реакционную силу компонентов композита.

Акриламид в исследуемой системе является эффективным эмульгатором. Этот факт связан с возможностью образования линейных олигомерных ассоциатов акриламида. Как следствие - повышение подвижности смеси.

Добавка - акриламид вводится в виде водного раствора акриламида. Раствор имеет предпочтительно концентрацию 30-60%, предлагаемое количество вводимой добавки является оптимальным. Выход за рамки этих интервалов приводит к уменьшению физико-механических свойств материала.

Жидкостекольную композицию готовят следующим образом. На первом этапе готовят раствор акриламида для последующего получения гомогенной смеси акриламида и жидкого стекла. На втором этапе готовят эмульсию путем смешивания жидкого стекла с раствором акриламида при частоте вращения барабана смесителя 3000 об/мин в течение 5–8 мин. На третьем этапе полученную эмульсию смешивают последовательно с кремнефтористым натрием в течение 1-1,5 мин; затем добавляют кварцевый наполнитель и производят перемешивание в течение 1,5-2 мин при тех же технологических параметрах; после чего в смесь добавляют кварцевый песок и производят перемешивание в течение 1,5-2 мин с частотой 250-400 об/мин. Полученную смесь укладывают в формы с последующим уплотнением на виброплощадке с амплитудой А=0,35 мм и частотой 2800 об/мин в течение 60-75 с. Изделия после 1 сут. выдержки в нормальных условиях подвергают тепловой обработке при температуре 60°С с последующим подъемом температуры до 115-125°С и выдержки при ней в течение 2 ч.

Изобретение может быть использовано на предприятиях строительной, химической, металлургической, нефтехимической, энергетической индустрии.

В таблице 1 показаны предлагаемые составы, в таблице 2 приведены свойства предлагаемых составов и прототипа.

Таким образом, применение в качестве добавки акриламида позволяет снизить время термообработки изделий с двенадцати часов до двух при сохранении уровня прочностных показателей (см. табл. 2), а следовательно, значительно снизить стоимость продукции.

Источники информации

1. А.с. РФ №93002398, МКИ С 09 J 1/02, 1996.

2. А.с. СССР №697445, МКИ С 04 В 28/26, 1979.

Формула изобретения

Жидкостекольная композиция, включающая жидкое стекло, кремнефтористый натрий, кварцевый наполнитель, кварцевый песок и добавку, отличающаяся тем, что в качестве добавки используют акриламид при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое стекло 14,0 - 16,0

Кремнефтористый натрий 1,4 - 1,6

Кварцевый наполнитель 22,5 - 24,5

Акриламид 0,2 - 0,8

Кварцевый песок 57,1 – 61,9

РИСУНКИРисунок 1