RU1806105C - Способ получени стекла - Google Patents

Abstract

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

Description

Изобретение относитс  к стекольной промышленности, а именно, к способам получени  высококремнеземного пеностекла и может быть использовано в различных област х строительной и приборостроительной промышленности, в частности, как теплоизол ционный и звукопоглощающий материал различного рода строительных сооружений , тепло- и электроизол тор в приборостроении .

Целью изобретени   вл етс  повышение производительности и получение качественного пеностекла.

Способ получени  высококремнеземного стекла по золь-гель процессу, включает образование зол  гидролизом алкилсиликата водным раствором сол ной кислоты с добавлением тонкодисперсного порошка кремнезема, образование гел  с добавлением раствора слабого основани  до достижени  рН получаемого раствора равным 5-6, сушку, термообработку, причем введение катионов щелочного металла, способствующих вспениванию, и образование гел  добавлением основани  совмещены и провод тс  на стадии гелеобразовани  путем добавлени  в золь в качестве слабого основани  жидкого натриевого стекла либо жидкого калиевого стекла. Повышение про изводительности процесса получени  высококремнеземного пеностекла за счёт упрощени  технологии его изготовлени  заключаетс  в исключении операций выдержки гел  в воде и повторную сушку, а введение ионов Na+ проводитс  на стадии гелеобразовани , причем в качестве гелерб- разовател  выступает жидкое натриевое стекло либо жидкое калиевое стекло.

Введение ионов Na+ либо К+, способствующих вспениванию, на стадии гелеобразовани  позвол ет им более равномерно распределитьс  в объеме гел , что снижает веро тность растрескивани  образца при термообработке.

Исключение операции выдержки гелей в воде позвол ет избежать их растрескивани  при дальнейшей термообработке, что повышает выход годных образцов, особен . но в случае гелей больших размеров.

Сущность способа получени  кварцевого пеностекла заключаетс  в следующем. К тетраэтоксисилану добавл ют воду и раствор

(Л

С

00

о о

о ел

СА)

ол ной кислоты. Смесь интенсивно переешивают , чтобы провести гидролиз алкил- иликата до образовани  зол . Затем обавл ют тонкодисперсный порошок кремнезема и слабое основание, в качестве которого выступает жидкое натриевое стеко (либо жидкое калиевое стекло), дл  регуировани  рН образовани  гел  до 5-6.

Смесь тщательно перемешивают дл  равномерного распределени  компонентов по всему объему и заливают в герметично закрытую разборную фторопластовую форму до перехода зол  в гель. Далее блок гель вынимают из формы и подвергают сушке, целью которой  вл етс  удаление жидкости из пор тела гел . Процесс испарени  жидкоти с поверхности гел  находитс  в равновесии с внутренними процессами созревани  его, что позвол ет избежать деформации поверхности гел  и в дальнейшем перевести блок-гель температурной обработкой в высококремнеземное пеностекло без трещин и вспучивани . При сушке гел  на поверхности пор формируетс  слой ионов гидроксила, равномерно рассредоточенных в объеме тела гел  нар ду с наход щимис  там ионами. При термообра- ботке с повышением температуры до 800- 900°С поверхностный слой гел  спекаетс  (образуетс  стекловидна  пленка), а группы гидроксила блокируютс  внутри пор. При дальнейшем повышении температуры св занна  вода выдел етс  в виде перегретого вод ного пара, который и вспенивает материал гел . Роль ионов № заключаетс  в снижении в зкости материала гел  за счет понижени  температуры его разм гчени , что позвол ет вначале схлопнутьс  порам и образоватьс  стекловидной пленке, а затем выдел тьс  воде в виде перегретого пара и вспенивать материал гел . В зависимости от примен емых герметичных форм можно получать заготовки сухого гел , а следовательно , и высококремнеземное пеностекло различной конфигурации. Аналогичные процессы имеют место и в случае применени  вместо раствора силиката натри  раствор силиката кали .

Пример 1. К 150 мл тетраэтоксисила- на: добавл ли 50 мл 0.1N раствора HCI. Смесь интенсивно перемешивали и материал гидролизовалс . В результате гидролиза температура смеси повышалась и при достижении 50°С в раствор добавл ли 50 мл деионизованной воды. После 15 минут перемешивани  в смесь добавл ли 50 г ульт- радисперсногб порошка кремнезема и продолжали перемешивать еще 15 минут. Далее к полученному золю добавл ли при перемешивании жидкое натриевое стекло

(силикат натри ) до достижени  рН получаемого раствора равным 5-6. Смесь перемешивали и разливали в 10 герметично закрывающихс  квадратных фторопластовых форм, где формируютс  пластины гел  весом 40 г кажда . После образовани  гел  формы открывали, крышки замен ли на пористые и блоки высушивали до получени  пористых гелей в термошкафу при темпера0 туре 70°С. Врем  сушки составл ет 7 суток. В результате получали 10 блоков сухого пористого гел  без трещин. Далее гели подвергались термообработке при 1350°С дл  их перевода в пеностекло. Врем  спекани 

5 составл ло 0,25 суток. Выход годных образцов составл л 100%. Полученные данные заносим в таблицу.

Пример 2. К 150 мл тетраэтоксисила- на добавл ли 50 мл 0,1N раствор HCI. Смесь

0 перемешивали и материал гидролизовалс . В результате гидролиза температура смеси повышалась при достижении 50°С в раствор добавл ли 50 мл деионизованной воды. После 15 минут перемешивани  в смесь добав5 л ли 50 г ультрадисперсного порошка кремнезема и продолжали перемешивать еще 15 минут. Далее к полученному золю добавл ли при перемешивании силикаты кали  (жидкое калиевое стекло) до достиже0 ни  рН получаемого раствора равным 5-6, смесь перемешивали и разливали в 10 герметично закрывающихс  квадратных фто- ропластовых форм, где формируютс  пластины гел  весом 40 г кажда . После

5 образовани  гел  формы открывали, крышки замен ли на пористые и блоки высушивали до получени  пористых гелей в термошкафу при температуре 60°С. Врем  сушки составл ет 7 суток. В результате пол0 учали 10 блоков сухого гел  пористого без . трещин. Далее гели подвергались термообработке при 1350°С дл  их перевода в кварцевое пеностекло. Врем  спекани  составл ло 0,25 суток. Выход годных образ5 цов составл л 100%. Полученные данные заносили в таблицу.

Пример 3. Аналогично примеру 1 готовилась парти  из 10 гелей массой 300 г каждый. Врем  сушки блоков составл ло 8

0 суток. В результате получили 10 блоков сухого пористого гел . Далее гели подвергались термообработке при 1350°С дл  их перевода в пеностекло. Врем  спекани  составл ло 0,3 суток. Выход годных образцов

5 составл л 100%. Полученные данные заносили в таблицу.

Пример 4. Аналогично примеру 1

готовилась парти  из 10 гелей массой 1500

г каждый. Врем  сушки блоков составл ло

10 суток. В результате получили 10 блоков

сухого пористого гел . Далее гели подвергались термообработке при .1350°С дл  их перевода в пеностекло. Врем  спекани  составл ло 0.5 суток. Выход годных образцов пеностекла составл л 100%. Полученные данные заносили в таблицу.

Из таблицы видно, что врем  необходимое дл  получени  пеностекла составл ет

не более 10,5 сут.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  стекла путем образовани  зол  гидролизом алкилсиликата вод0

   ным раствором сол ной кислоты, последовательного введени  в него воды,тонкодисперсного порошка кремнезема и раствора слабого основани  до рН 5-6. сушки и термообработки образовавшегос  гел , отличаю щ,и и с   тем, что, с целью повышени  производительности и получени  качественного пеностекла, в качестве основани  используют раствор натриевого или калиевого стекла.