PL89597B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest szklo odporne na dzialanie alkaliów, nadajace sie szczególnie do wytwarzania wlókien szklanych.Wiadomo, ze przez dodawanie dwutlenku cyrkonu mozna zwiekszac odpornosc szkla na dzialanie alka¬ liów, jednakze równoczesnie dodatek ten powoduje podwyzszanie temperatury topienia szkla, co jest niekorzy¬ stne np. przy przetwarzaniu tego szkla na wlókna. Z drugiej strony wiadomo, ze podwyzszaniu temperatury topienia szkla przez dwutlenek cyrkonu mozna przeciwdzialac stosujac dodatek tlenku boru B2 03 i/lub tlenków metali alkalicznych, które poza tym wplywaja korzystnie na inne wlasciwosci fizyczne szkla. Jednakze tlenek boru i tlenki metali alkalicznych, dodawane do szkla w stosunkowo duzych ilosciach, powoduja zmniejszenie odpornosci szkla na dzialanie alkaliów.Wynalazek ma na celu umozliwienie wytwarzania szkla o szczególnie wysokiej odpornosci na alkalia, a rów¬ noczesnie majacego korzystne wlasciwosci fizyczne, wymagane od szkla przeznaczonego do wyrobu wlókien.Szklo wedlug wynalazku zawiera jako glówne skladniki w stosunku wagowym 45-65% Si02, 6-20 ZrOj oraz 20-45% RO, przy czym suma Si02 + Zr02 + RO stanowi co najmniej 94*&wagowych szkla, przy czym RO oznacza tlenek wapniowy, ale do 10% wagowych tlenku wapniowego moze byc zastapione przez BaO i/lub MgO, do 8% CaO mozna zastapic przez SrO i do 5% CaO mozna zastapic przez ZrO. Oprócz wymienionych skladników szklo moze ewentualnie zawierac inne znane skladniki dodatkowe stosowane przy wytwarzaniu szkla. Jako te dodatkowe skladniki stosuje sie co najmniej jeden ze skladników takich jak Ti02, A12 03, ^ 03, Fe2 03, F2 lub R2O, przy czym R20 oznacza K20, Na20 lub Li20 i ilosc zadnego z tych skladników nie jest wieksza niz 5% wagowych. Zawartosc R2 O korzystnie nie przekracza 3% wagowych calej mieszaniny.Szklo wedlug wynalazku zawiera wiec stosunkowo duza ilosc dwutlenku cyrkonu, natomiast nie zawiera wcale lub zawiera nieznaczne tylko ilosci B203 i R20, to jest tlenków metali alkalicznych. Jednakze pomimo malej zawartosci lub nawet braku skladników odgrywajacych role topników, szklo wedlug wynalazku moze byc zupelnie latwo stapiane. Badania przeprowadzone zwyklymi sposobami wykazaly, ze szklo to jest bardzo odporne na dzialanie srodków chemicznych w roztworze wodnym i w roztworach alkalicznych, a poza tym nadaje sie do wyrobu wlóknistej waty szklanej, np. za pomoca wydmuchiwania w wysokiej temperaturze.2 89 597 Ponizej podano szereg przykladów szkla wedlug wynalazku. W tablicy I podano 18 zestawien glównych skladników szkla wedlug wynalazku, przy czym zestwienie to obejmuje 4 typy szjcla zawierajacego 18%, 14%, % lub 8% wagowych Zr02 i rózne ilosci Si02 w granicach 45—65% wagowych oraz rózne ilosci CaO w grani¬ cach 45-21% wagowych.Tablica I Zawartosc glównych skladników szkla w % wagowych Zr02 18 18 18 18 14 14 14 14 14 8 8 8 8 Si02 45 50 55 60 45 50 55 60 65 45 50 55 60 65 48 50 55 60 CaO 37 32 27 22 41 36 31 26 21 45 40 44 42 37 32 W tablicach 2a—2f podano szereg dalszych przykladów szkla wedlug wynalazku. Szkla te oznaczono ogólnym symbolem C/07, po którym nastepuje liczba trzycyfrowa. W wiekszosci przypadków podano sklad szkla w procentach molowych i w procentach wagowych, temperature krzepniecia i wyniki badan trwalosci szkla, prowadzonych typowymi sposobami.W badaniach tych próbki po 10 g szkla miele sie na proszek i traktuje woda, 0,1 n NaOH lub 1 n NaOH.Masy wyekstrahowanych tlenków podano w talicach 2a-2fw miligramach.Tablica 2a Szklo nr C/07 Si02 Zr02 CaC MgO SrCL BaO Ti02 Na20 ZnO A1203 Temperatura krzepniecia °C Odpornosc chemiczna Reagent Wyekstrahowany tlenek mg Woda Na20 Si02 CaO 0,1 n NaOH Si02 CaO 157 % molowe 54 7 39 % wagowe 51,55 13,7 34,75 1405 1,0 0,63 0,6 0,26 1 158 1 % 1 molowe 1 58 7 % wagowe 55,2 1 13,7 31,1 1420 1,0 0,65 0;8 0,26 1 159 1 % molowe 1 55 40 1 % wagowe 53,6 1 10,0 36,4 1450 0,6 1,1 1,6 0,24 | [ 163^ 1 % 1 molowe 1 50 7 43 % 1 wagowe 47,9 1 13,7 1 38,4 1450 1,2 0,73 1,05 0,3189597 3 Tablica 2b Szklo nr C/07 l Si02 Zr02 Caa MgO SrO BaO Ti02 Na20 ZnO A1203 Temperatura | krzepniecia C° Odpornosc chemiczna Reagent Wyekstrahowany tlenek mg Woda Na20 Si02 CaO AI2O3 0,lnNaOH Si02 CaO 1 n NaOH Si02 CaO r ni % molowe 60 7 29 3 1 % wagowe 57,44 13,74 ,91 1,92 0,99 1420 - 0,22 0,6 0,41 1,6 0,16 2,0 0,5 174 % molowe 54 7 34 % wagowe 52,2 13,9 ,7 3,2 1415 0,4 0,47 0,6 0,52 0,65 2,0 r~ 176 % molowe % wagowe 50,0 12,0 19,0 14,0 ,0 0 1480 0,2 0,39 0,1 1,95 0,23 2,25 0,7 178 % molowe 58 7 % wagowe 55,9 13,8 27,0 3,2 1410 0,3 0,29 1,3 1 Tablica 2c Szklo nr C/07 Si02 Zr02 CaO MgO SrO BaO Ti02 Na20 ZnO A1203 Temperatura krzepniecia °C Odpornosc chemiczna Reagent Wyekstrahowany tlenek mg Woda Na20 Si02 CaO 0,1 n NaOH Si02 CaO 1 n NaOH Si02 CaO 179 % molowe 56 7 2 % wagowe 53,7 13,75 26,8 3,2 2,55 1395 1,02 1,15 0,25 1,3 0,95 183 % molowe 58 7 28 2 % wagowe 55,0 13,63 24,8 3,2 3,3 1418 0,25 0,35 0,85 0,1 0,25 186 % molowe % wagowe 58,2 14,0 22,8 ,0 1370 0,33 0,8 0,42 1,2 0,21 2,0 0,5 1 1 199 % molowe 54 7 32 2 % wagowe 51,4 13,66 28,44 3,19 3,28 1400 1,0 0,37 | 0,8 0,2 | 0,4 0,254 Szklo nr C/07 1 Si02 Zr02 CaO MgO SrO BaO TiOa Na20 ZnO A12V03 I Temperatura krzepniecia °C 1 Odpornosc chemiczna | Reagent Wyekstrahowany tlenek mg Woda Na2C Si05 CaO SrO BaO O.lnNaOH S1O2 1 CaO MgO | BaO In NaOH Si02 CaO SrO MgO | BaO 201 % molowe 54 7 4 % wagowe 50,66 13,46 26,27 3,14 ,47 1400 0,3 0,7 0,6 1,3 0,1 1,5 0,43 0,1 202 % molowe 54 7 32 wagowe 52,1 13,85 28,8 3,2 1365 0,46 0,6 0,37 1,3 0,12 2,7 0,49 204 % molowe 56 9 % wagowe 52,93 17.44 26,47 3,17 1450 0,5 0,26 1,0 0,39 1,8 0,44 0,1 205 % molowe 58 7 28 2 % wagowe 54,23 13,41 24,44 3.14 4,77 1405 0,3 0,2 0,95 0,3 0,05 0,25 | 1,3 0,2 0,05 0,25 Tablica 2e Szklo nr C/07 Si02 Zr02 CaO MgO SrO BaO TiO? Na20 ZnO AI2O3 Temperatura krzepniecia °C Odpornosc chemiczna Reagent Wyekstrahowany tlenek mg Woda Na20 SiCh CaO BaO ! ZnO 0,1 n NaOH Si02 CaO MgO BaO ZnO 1 n NaOH SiOa CaO MgO BaO * ZnO i 206 % molowe 58 7 28 2 % wagowe 58.48 13,73 ,0 3,21 2,59 1410 0,4 0,2 0,5 0,5 0,15 0,1 2,85 0,3 0,15 208 % molowe % wagowe 65,0 ,0 ,0 ,0 0,22 0,7 0,19 1,15 0,1 2,25 0,28 209 % molowe % wagowe 65,0 12,0 ,0 3,0 , 0,135 0,25 0,135 1,05 0,1 2,25 0,25 1 2U % I molowe % wagowe 52,0 1 18,0 29,0 1,089597 5 Tablica 2f 1— Szklo nr C/07 1 Si02 Zr02 CaO MgO SrO BaO Ti02 Na20 ZnO | A1203 1 Temperatura | krzepniecia °C Odpornosc chemiczna Reagent Wyekstrahowany tlenek mg Woda Na20 Si02 CaO BaO ZnO 0,lnNaOH Si02 CaO MgO 'BaO ZnO In NaOH Si02 CaO MgOI BaO ZnO 212~ % molo¬ we % wagowe 51,0 19,0 29,0 1,0 0,13 0,4 0,225 0,7 0,13 1,65 0,35 213 % molo¬ we % wagowe 50,0 ,0 29,0 1,0 214^ % ' molo¬ we ' % wagowe 52,0 14,0 24,0 ,0 0,25 0,25 0,14 0,65 0,12 1,55 0,34 215" % molo¬ we % wagowe 54,0 13,5 21,5 3,0 8,0 4* 0,35 0,35 0,15 0,85 0,15 0,05 1,9 . 0,3 ' 0,1. 216 % molo¬ we % wagowe 55,0 6,0 39,0 1,6 1,6 0,9 0,9 0,15 2,6 0,6 Temperatura krzepniecia szkiel C/07/208 do 216 miesci sie w granicach 1400-1500°C. Odpornosc che¬ miczna szkiel C/07/211 i 213 jest zblizona do odpornosci szkla 212, gdyz szkla te róznia sie od szkla 212 tylko zawartoscia Zr02 i Si02. Szklo C/07/211 ma ze wzgledu na nizsza zawartosc Zr02 nieco gorsza odpornosc, zas szklo C/07/213, ze wzgledu na wyzsza zawartosc Zr02, ma odpornosc nieco lepsza.W przypadku, gdy szklo zawiera najwyzsza ilosc Si02 dopuszczalna zgodnie z wynalazkiem, to jest 65% wagowych, wówczas w celu zwiekszenia ciagliwosci i ulatwienia wytwarzania wlókien szklanych, mozna zawar¬ tosc Na20 zwiekszyc do 5% wagowych, jak to uwidoczniono w tablicy 2e (szkla C/07/208 i 209)T Szkla te zwieraja równiez najnizsza dopuszczalna zawartosc CaO, to jest 20% wagowych. Ogólnie biorac, ze wzrostem zawartosci CaO zmniejsza sie zawartosc Si02. Jak wyzej wspomniano do 10% wagowych CaO mozna zastapic przez BaO i/lub MgO, do 8% wagowych przez SrO i do 5% przez ZnO. Dodatek MgO lub SrO powoduje niewielkie obnizenie temperatury krzepniecia szkla, co jest korzystne przy wytwarzaniu wlókien szklanych.Szklo moze równiez zawierac mala ilosc Ti02, jak np. szklo C/07/179. Dodatek Ti02 równiez powoduje obnizenie temperatury krzepniecia, ale poniewaz równoczesnie zmniejsza odpornosc szkla na dzialanie alkaliów, przeto moze on byc niewielki, mianowicie do 5% wagowych. Podobny wplyw wywiera dodatek A1203, jak to widac na przykladzie szkla C/07/176.Szklo moze równiez zawierac do 5% wagowych B203 lub fluoru, które to dodatki ulatwiaja stapianie szkla. Zawartosc Fe2 03 w szkle odpowiada zawartosci, w jakiej tlenek ten wystepuje zwykle jako zanieczyszcze¬ nie surowców, mianowicie do okolo 0,5% wagowych.6 89 597 PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Szklo odporne na dzialanie alkaliów, zawierajace dodatek dwutlenku cyrkonu jako skladnika zwieksza¬ jacego odpornosc na alkalia, znamienne tym, ze jako glówne skladniki zawiera 45—65% wagowych SiOb, 6-20% wagowych Zr02 i 20-45% wagowych RO, przy czym RO oznacza tlenek wapnia, który w ilosci do 10% wagowych moze byc zastapiony przez BaO i/lub MgO, w ilosci do 8% wagowych moze byc zastapiony przez SrO i w ilosci do 5% wagowych przez ZnO, przy czym suma Si02 + Zr02 + PO stanowi co najmniej 94% wagowych i ewentualna reszte stanowia inne znane skladniki dodatkowe stosowane przy wytwarzaniu szkla.
2. 2. Szklo wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera dodatkowo takie skladniki jak Ti02, A1203, B203, Fe203, E2 i tlenek o wzorze R20, w którym R oznacza atom potasu, sodu lub litu, przy czym zawartosc któregokolwiek z tych skladników dodatkowych stanowi najwyzej 5% wagowych ogólnej masy szkla.
3. 3. Szklo wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze zawiera najwyzej 3% wagowych tlenku o wzorze R2 O, w którym R oznacza atom potasu, sodu lub litu.
4. 4. Szklo wedlug zastrz. 2, znamienne tym, ze zawiera 65% wagowych Si02, 20% wagowych CaO oraz dodatkowo 5% wagowych Na2 O. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl PL