сырьевая смесь для получения фосфатного связующего
| Классы МПК: | C04B12/02 фосфатные цементы |
| Автор(ы): | Лукьяненко Николай Андреевич (RU), Лукьяненко Константин Николаевич (RU), Веренкова Эмилия Михайловна (RU) |
| Патентообладатель(и): | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ПОЛИФАН-Л" (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2012-07-16 публикация патента:
27.09.2014 |
Изобретение относится к области строительных материалов и предназначено для использования в качестве связующего в составе защитных покрытий по металлу, бетону, древесине, древесностружечным материалам, стеклопластику, а также в составе композиций для клеевых соединений. Технический результат - повышение защитных свойств покрытий на основе фосфатного связующего по изобретению, а также упрощение технологии производства связующего при сохранении прочих свойств, в том числе физико-механических и технологических. Сырьевая смесь включает в вес.%: соединения фосфора в пересчете на ортофосфорную кислоту (100%) 15-45, цинк или его соединения в пересчете на окись цинка (100%) 6-14, соединения кальция в пересчете на окись кальция (100%) 0,5-3,5, соединения бора в пересчете на борную кислоту (100%) 0,1-3,0, соединения азота в пересчете на азотную кислоту (100%) 7-18, соединения фтора в пересчете на фтористый натрий (100%) 0,1-2,0, поверхностно-активные вещества 0,2-2, вода остальное. 2 табл.
Формула изобретения
Сырьевая смесь для получения связующего, включающая соединения фосфора, цинк или соединения цинка, соединения кальция, соединения бора, соединения азота, поверхностно-активные вещества и воду, отличающаяся тем, что она содержит несовпадающее значение соединений фосфора и дополнительно соединения фтора, при следующем соотношении компонентов в вес.%:
| соединения фосфора в пересчете на |  |
| ортофосфорную кислоту (100%) | 15-45 |
| цинк или соединения цинка в пересчете на окись цинка (100%) | 6-14 |
| соединения кальция в пересчете на окись кальция (100%) | 0,5-3,5 |
| соединение бора в пересчёте на борную кислоту (100%) | 0,1-3,0 |
| соединения азота в пересчете на азотную кислоту (100%) | 7-18 |
| соединения фтора в пересчете на фтористый натрий (100%) | 0,1-2,0 |
| поверхностно-активные вещества | 0,2-2 |
| вода | остальное |
Описание изобретения к патенту
Изобретение относиться к области строительных материалов и предназначено для изготовления связующего, используемого в составе защитных покрытий по металлу, бетону, цементно-стружечным материалам, стеклопластику, а также в составе для клеевых соединений. Известна сырьевая смесь для получения цинкалюмофосфатного связующего (А.с. СССР № 477970, кл. С04И 29/02 1975, БИ № 27).
Недостатками указанной сырьевой смеси являются сравнительно низкие защитные свойства покрытий на ее основе, а также необходимость термической обработки для достижения их водостойкости.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является сырьевая смесь для получения связующего, включающая соединения фосфора, цинк или соединения цинка, соединения бора и воду, отличающаяся тем, что с целью повышения однородности и защитных свойств покрытий на ее основе она содержит дополнительно соединения азота и неионогенные поверхностно-активные вещества при следующем соотношении компонентов в вес.%:
| - соединения фосфора в пересчете на ортофосфорную кислоту (100%) | 30-50 |
| - соединения цинка в пересчете на окись цинка (100%) | 6-14 |
| - соединения кальция в пересчете на окись кальция (100%) | 0,5-3,5 |
| - соединения бора в пересчете на борную кислоту (100%) | 0,1-3,0 |
| - соединения азота, в пересчете на азотную кислоту | 7-18 |
| - неионогенные поверхностно-активные вещества | 0,2-2 |
| - вода | остальное |
(А.с. СССР № 1744075 от 3.05.88, кл.4 С04B 12/02, переведенное в патент № 1744075, действующий с 1 июля 1991 г.)
Недостатком указанного связующего являются сравнительно низкие защитные свойства покрытий на ее основе.
Целью изобретения является повышение защитных свойств покрытий на ее основе при сохранении прочих свойств (физико-механических, технологических и др.).
Технический результат изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для получения связующего, включающая соединения фосфора, цинк или соединение цинка, соединения кальция, соединение бора, соединение азота, дополнительно содержит соединения фтора при следующем соотношении компонентов в вес.%:
| - соединения фосфора, в пересчете на ортофосфорную кислоту (100%) | 15-45 |
| - цинк или соединения цинка, в пересчете на окись цинка (100%) | 6-14 |
| - соединения кальция, в пересчете на окись кальция (100%) | 0,5-3,5 |
| - соединения бора, в пересчете на борную кислоту (100%) | 0,1-3,0 |
| - соединения азота, в пересчете на азотную кислоту (100%) | 7-18 |
| - соединения фтора, в пересчете на фтористый натрий NaF (100%) | 0,1-2 |
| - вода | остальное |
при этом в качестве цинка или соединений цинка и азота содержит азотнокислый цинк гидрат Zn(NO3)2 6Н 2O в количестве 16,6-43%;
может содержать поверхностно-активные вещества в количестве 0,2-2%.
Дополнительное введение соединений фтора повышает защитные свойства покрытий на его основе.
Использование в качестве цинка или соединений цинка и азота азотнокислого цинка гидрата Zn(NO3)2 6Н2O упрощает процесс производства связующего и делает его более безопасным. Использование поверхностно-активного вещества позволяет повысить технологичность сырьевой смеси, не влияя на защитные свойства покрытий на его основе.
Уменьшение содержания фтористого соединения (в пересчете на фтористый натрий 100%) менее 0,1% снижает защитные свойства покрытий, а увеличение содержания свыше 2% нецелесообразно, так как не способствует дальнейшему повышению защитных свойств.
Пример 1.
К 20 г технической ортофосфорной кислоты с содержанием H3PO4 (73%), что составляет 15 г H3PO4 (100%) добавляют 68,2 г воды. Смесь нагревают до 50°C, добавляют 0,9 г углекислого кальция, что составляет 0,5 г CaO (100%) и перемешивают до полного растворения. Затем небольшими порциями вводят 17,2 азотной кислоты (62%), что составляет 7 г HNO3 (100%) и 6 г окиси цинка. В готовый прозрачный раствор вводят 3 г борной кислоты и 0,1 г фтористого натрия NaF. Смесь охлаждают и получают готовый продукт.
Пример 5.
К 20 г ортофосфорной кислоты с содержанием 73% H3PO4, что составляет 15 г H3PO4 (100%) добавляют 62,7 г воды, смесь нагревают до 50°C, добавляют 0,9 г углекислого кальция, что составляет 0,5 г CaO (100%) и перемешивают до полного растворения. Затем небольшими порциями водят 16,6 г азотнокислого цинка гидрата Zn(NO3)2 6Н2O, содержащего 7 г азотной кислоты (100%) и 4,5 г окиси цинка (100%). Добавляют 1,5 г окиси цинка, увеличив общее содержание окиси цинка до 6 г. В готовый прозрачный раствор вводят 3 г борной кислоты и 0,1 г фтористого натрия. Смесь охлаждают, вводят 0,2 г ОП-10 и получают готовый продукт. Изменение содержания компонентов приведено в таблице 1. Свойства покрытий на основе фосфатного связующего приведены в таблице 2. Полученные данные свидетельствуют о том, что сырьевая смесь, включающая соединения фосфора, цинка или его соединения, соединения кальция, бора, азота и фтора обеспечивает получение покрытий с высокими защитными свойствами при сохранении прочих свойств (физико-механических, технологических).
Использование в качестве цинка или соединений цинка и соединений азота азотнокислого цинка гидрата Zn(NO3)2 6Н2O не снижает защитных свойств покрытий, вместе с тем упрощает технологию производства и ее безопасность.
| Таблица 1 | |||||||||
| Наименование компонентов | Прототип по патенту 1744075 | Содержание компонентов в вес.% | |||||||
| Примеры | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| Ортофосфорная кислота (100% H 3PO4) | 36,5 | 15 | 36,5 | 36,5 | 45 | 15 | 36,5 | 36,5 | 45 |
| Цинк (в пересчете на 100% ZnO) | 6,6 | 6 | 6,6 | 6,6 | 14 | 1,5 | - | - | 3,2 |
| Кальций (в пересчете на 100% CaO) | 1,3 | 0,5 | 1,3 | 1,3 | 3,5 | 0,9 | 1,3 | 1,3 | 3,5 |
| Борная кислота (в пересчете на 100% HBO3) | 1,0 | 3,0 | 1,0 | 1,0 | 0,1 | 3,0 | 1,0 | 1,0 | 0,1 |
| Азотная кислота (в пересчете на 100% HNO 3) | 11,5 | 7,0 | 11,5 | 11,5 | 18 | - | - | - | - |
| Азотнокислый цинк гидрат (в пересчете на 100% Zn(NO3)2 6H2O | - | - | - | - | - | 16,6 | 27,4 | 27,4 | 43 |
| Соединение фтора (в пересчете на 100% NaF) | - | 0,1 | 1,0 | 1,0 | 2,0 | 0,1 | 1,0 | 1,0 | 2,0 |
| Поверхностно-активное вещество ОП-10 | 1,0 | 0,2 | 1 | - | 2 | 0,2 | 1,0 | - | 2,0 |
| Вода | 42,1 | 68,2 | 41,1 | 42,1 | 15,4 | 62,7 | 31,8 | 32,8 | 1,2 |
| Таблица 2 | |||||||||
| Свойства | Прототип по патенту 1744075 | ||||||||
| Примеры | |||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | ||
| Защитные свойства покрытий по стали Ст3 горячекатаная, неопескоструйная. Оценка по ГОСТ 9.407-84, | |||||||||
| баллы | АД 3 | АД 2 | АД 2 | АД 2 | АД 2 | АД 2 | АД 2 | АД 2 | АД 2 |
| - 3% раствор NaCl | A3 5 | A3 4 | A3 3 | A3 3 | A3 4 | A3 4 | A3 3 | A3 3 | A3 4 |
| - вода дистиллированная | АД 3 A3 5 | АД 2 A3 3 | АД 2 A3 3 | АД 2 A3 3 | АД 2 A3 4 | АД 2 A3 3 | АД 2 A3 3 | АД 2 A3 3 | АД 2 A3 4 |
| - гидростат (Г-4), | АД 5 | АД 3 | АД 3 | АД 3 | АД 4 | АД 3 | АД 4 | АД 4 | АД 4 |
| влажность 98-100%, t-40°С | A3 6 | A3 4 | A3 4 | A3 4 | A3 5 | A3 4 | A3 5 | A3 5 | A3 5 |
| Прочность пленки при ударе, прибор У-1, оценка по ГОСТ 4765, КГС СМ. | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 | 40-50 |
| Режим отверждения покрытия | Отверждение покрытия при температуре не ниже +15°С в течение 2-х часов. | ||||||||
Класс C04B12/02 фосфатные цементы