способ приготовления жидкостекольного связующего

Формула изобретения

Способ приготовления жидкостекольного связующего для противопригарных покрытий, включающий смешивание жидкого стекла с кислотой и водой, отличающийся тем, что жидкое стекло смешивают с одномолярным раствором уксусной кислоты в соотношении 2:1, добавляют воду и доводят плотность жидкого стекла до 1,25-1,30 г/см³ .

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для приготовления противопригарных покрытий.

Известны способы приготовления жидкостекольного связующего для противопригарных красок, включающие смешивание жидкого стекла с кислотой и водой до заданной плотности (SU 1335366 A1, В 22 С 5/04, 1/18, 07.09.1987), (Формовочные материалы и технология литейной формы. Справочник. М., 1998, стр.293). Эти способы позволяют предупредить вспучивание красочного слоя на основе жидкого стекла при тепловой сушке, однако живучесть таких связующих крайне ограничена: от 2,7 до 8 часов. Кроме того, необходимость предварительного разбавления жидкого стекла водой приводит к снижению прочности красочного слоя. Ограниченная живучесть обработанных известными способами жидкостекольных связующих обусловлена тем, что используемые в них кислоты относятся к классу средних и сильных кислот. Введение в жидкое стекло таких кислот приводит к резкому снижению потенциала коллоидных частиц, к их быстрому слипанию с образованием геля кремниевой кислоты с последующим выпадением в осадок.

Задачей изобретения является создание способа приготовления жидкостекольного связующего, обеспечивающего увеличение его живучести и прочности покрытия на его основе.

Поставленная задача достигается тем, что жидкое стекло плотностью 1,48-1,52 г/см³ смешивают с одномолярным раствором уксусной кислоты в соотношении 2:1, а затем доводят водой до плотности 1,25-1,30 г/см³ . Уксусная кислота в отличие от щавелевой и ортофосфорной - слабая кислота. И поэтому при ее добавлении к жидкому стеклу в меньшей степени дестабилизирует равновесие в химической системе SiO ₂-Na₂, гелеобразование идет медленно и не происходит спонтанной коагуляции. Кроме того, в отличие от щавелевой и ортофосфорной уксусная кислота вещество летучее, что способствует дополнительному порообразованию в высыхающей пленке жидкого стекла. В конечном счете образуется ячеистая полимерная структура геля кремниевой кислоты.

Практические преимущества предлагаемого способа видны при сравнении свойств красок, приготовленных на жидком стекле, обработанном щавелевой кислотой, и на жидком стекле, обработанном уксусной кислотой по предлагаемому способу. Жидкое стекло плотностью 1.52 г/см³ смешали с одномолярным раствором щавелевой кислоты до рН, равного 10,3 (при таком рН смесь обладает наибольшей живучестью). Через 3 часа в жидком стекле, обработанном таким образом, выпал осадок, оно расслоилось на воду и гель и, естественно, оказалось непригодным для приготовления краски. В жидком стекле, обработанном уксусной кислотой (один литр жидкого стекла с плотностью 1.50 г/см³ смешали с 0,5 литра одномолярного раствора уксусной кислоты, затем добавили 0,25 литра дистиллированной воды и довели плотность жидкого стекла до 1,30 г/см³), никаких признаков расслоения через три часа не наблюдалось. На жидком стекле, обработанном щавелевой кислотой после двух часов выдержки, и на жидком стекле, обработанном уксусной кислотой после недельной выдержки, приготовили краски смешав их с огнеупорным наполнителем (молотым шамотом) до получения плотности красочной суспензии 1,4 г/см³. При этом вязкость обоих красок составила 15 с по ВЗ-4. Однако прочность красочного слоя на истирание у краски со щавелевой кислотой составила 0,960 кг/мм, а у краски с уксусной кислотой - 3,0 кг/мм. Таким образом, предлагаемый способ приготовления жидкостекольного связующего обеспечивает ему практически неограниченную живучесть и повышенную прочность красочного слоя.