RU2205793C1 - Light-transparent binding composition - Google Patents

Light-transparent binding composition Download PDF

Info

Publication number
RU2205793C1
RU2205793C1 RU2002107222/12A RU2002107222A RU2205793C1 RU 2205793 C1 RU2205793 C1 RU 2205793C1 RU 2002107222/12 A RU2002107222/12 A RU 2002107222/12A RU 2002107222 A RU2002107222 A RU 2002107222A RU 2205793 C1 RU2205793 C1 RU 2205793C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sio
content
silica
solution
composition
Prior art date
Application number
RU2002107222/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.С. Брыков
В.И. Корнеев
Original Assignee
Брыков Алексей Сергеевич
Корнеев Валентин Исаакович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Брыков Алексей Сергеевич, Корнеев Валентин Исаакович filed Critical Брыков Алексей Сергеевич
Priority to RU2002107222/12A priority Critical patent/RU2205793C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2205793C1 publication Critical patent/RU2205793C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: fire-proofing materials. SUBSTANCE: light-transparent binding composition used in production of fire- proofing light-transparent glass blocks is prepared as follows. Colloidal potassium silicate solution containing 7-12% potassium oxide, 23-28% silica, and 50-70% water is prepared by partial depolymerization silica sol containing 15-45% silica with particle size no more than 30 nm affected by potassium hydroxide and/or potassium silicate with SiO2/K2O weight ratio below 2.5 until content of alpha-silica is 1 to 10% of the total silica content. Thus obtained solution is degassed, concentrated, and hardened. EFFECT: accelerated and simplified preparation procedure and avoided use of harmful inorganic materials. 3 cl, 3 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области изготовления вяжущих композиций, а именно к изготовлению светопрозрачных вяжущих композиций, используемых в производстве огнезащитных светопрозрачных стеклоблоков (ОСС). The invention relates to the field of production of cementitious compositions, namely the manufacture of translucent cementitious compositions used in the manufacture of fireproof translucent glass blocks (OSS).

Огнезащитные светопрозрачные стеклоблоки представляют собой многослойные изделия толщиной от 10 до 30 мм и более, несущими элементами которых являются листы стекла, промежутки между которыми заполнены светопрозрачной вяжущей композицией, образующей теплоизоляционную пористую структуру под воздействием высоких температур (при пожаре). Такие стеклоблоки предназначены для изготовления окон, прозрачных перегородок и дверей в складских помещениях, офисах, в помещениях повышенной пожароопасности. В случае пожара ОСС, в отличие от обычного стекла, противодействуют открытому пламени, препятствуют проникновению дыма и теплового излучения в течение 30-90 мин и более. Fireproof translucent glass blocks are multilayer products with a thickness of 10 to 30 mm or more, the supporting elements of which are sheets of glass, the gaps between which are filled with a translucent binder composition, forming a heat-insulating porous structure under the influence of high temperatures (in case of fire). Such glass blocks are intended for the manufacture of windows, transparent partitions and doors in warehouses, offices, and rooms with increased fire hazard. In the event of a fire, the OSS, in contrast to ordinary glass, counteracts an open flame, and prevents the penetration of smoke and thermal radiation for 30-90 minutes or more.

Известна светопрозрачная вяжущая композиция, предназначенная для заполнения пространства между листами стекла огнезащитного стеклоблока [[1] US 4873146, В 32 В 09/00, В 32 В 17/06, С 09 К 21/00, oп. 10.10.1989]. Композиция состоит из твердого гидратированного силиката щелочного металла, содержащего 25-35% гидратной воды, и по крайней мере одного стабилизирующего агента, представляющего основание четвертичного аммония. Композиция вспенивается (превращается в пористый теплоизоляционный материал) при воздействии высоких температур за счет выделения паров воды. Способ приготовления светопрозрачной вяжущей композиции заключается в высушивании раствора силиката щелочного металла с добавкой стабилизирующего агента непосредственно на листах стекла нужной площади. Последующей склейкой этих листов между собой в автоклаве получают готовый ОСС. Known translucent binder composition designed to fill the space between the sheets of glass fireproof glass block [[1] US 4873146, 32 V 09/00, 32 V 17/06, 09 K 21/00, op. 10/10/1989]. The composition consists of a solid hydrated alkali metal silicate containing 25-35% hydrated water, and at least one stabilizing agent representing a quaternary ammonium base. The composition foams (turns into a porous insulating material) when exposed to high temperatures due to the release of water vapor. A method of preparing a translucent binder composition is to dry an alkali metal silicate solution with the addition of a stabilizing agent directly on the glass sheets of the desired area. Subsequent gluing of these sheets together in an autoclave gives the finished OSS.

Описанный способ приготовления светопрозрачной вяжущей композиции требует значительных производственных площадей и больших временных затрат при операции высушивания, т.е. имеет низкую производительность. The described method for preparing a translucent binder composition requires significant production areas and time-consuming during the drying operation, i.e. has poor performance.

Известна другая светопрозрачная композиция, представляющая собой гидратированный силикат щелочного металла с добавкой многоатомных спиртов и моно- или полисахаридов [WO 99/19421, С 09 К 21/02, В 32 В 17/06, oп. 22.04.1999]. Содержание добавки в этой светопрозрачной композиции составляет 5-22 мас.%, молярное отношение диоксида кремния к оксиду щелочного металла в гидратированном силикате должно быть более 3.3. Способ получения композиции заключается в высушивании водного раствора силиката щелочного металла совместно с добавкой до остаточного содержания воды 12-20% и измельчении полученного материала в частицы размерами 10-700 мкм. Для изготовления ОСС порошок распределяют на поверхности листа стекла слоем 0.1-5 мм, сверху накладывают второй лист стекла и эти операции повторяют до получения изделия с требуемым количеством слоев гидратированного силиката. Изделие подвергают автоклавированию при достаточно сложном режиме температуры и давления. В этих условиях гидратированный силикат щелочного металла превращается в сплошной прозрачный слой, скрепляющий соседние листы стекла. Another translucent composition is known, which is a hydrated alkali metal silicate with the addition of polyhydric alcohols and mono- or polysaccharides [WO 99/19421, C 09 K 21/02, B 32 V 17/06, op. 04/22/1999]. The additive content in this translucent composition is 5-22 wt.%, The molar ratio of silicon dioxide to alkali metal oxide in hydrated silicate should be more than 3.3. The method of obtaining the composition consists in drying an aqueous solution of alkali metal silicate together with the additive to a residual water content of 12-20% and grinding the resulting material into particles of 10-700 microns. For the manufacture of OSS, the powder is distributed on the surface of a glass sheet with a layer of 0.1-5 mm, a second glass sheet is applied on top and these operations are repeated until the product is obtained with the required number of layers of hydrated silicate. The product is autoclaved at a rather difficult temperature and pressure mode. Under these conditions, the hydrated alkali metal silicate turns into a continuous transparent layer fastening adjacent sheets of glass.

Недостаток указанной композиции заключается в сложности ее приготовления и необходимости использования достаточно сложного сушильного оборудования и специальных автоклавов. The disadvantage of this composition lies in the complexity of its preparation and the need to use sufficiently sophisticated drying equipment and special autoclaves.

Согласно другому способу (прототип [US 5565273, В 32 В 17/06, oп. 15.10.1996] ) ОСС в качестве светопрозрачного заполнения содержит отвержденный полисиликат щелочного металла с мольным отношением диоксида кремния к оксиду щелочного металла более 4 и содержанием воды до 60%. Способ приготовления светопрозрачной композиции заключается в смешивании силиката щелочного металла, содержащего 44-60% воды, с отверждающим агентом. Отверждающий агент представляет собой вещество, содержащее кремниевую кислоту, диоксид кремния или способное высвобождать кремниевую кислоту или диоксид кремния. Отверждающими агентами могут также быть органические и неорганические кислоты, сложные эфиры, амиды и другие соединения кислотного характера. Этим раствором заполняют пространство между несущими элементами (листами стекла) ОСС; через определенное время раствор переходит в гелеобразное состояние. According to another method (prototype [US 5565273, B 32 B 17/06, op. 15.10.1996]) OSS as a translucent filling contains a cured alkali metal polysilicate with a molar ratio of silicon dioxide to alkali metal oxide of more than 4 and a water content of up to 60% . A method of preparing a translucent composition consists in mixing an alkali metal silicate containing 44-60% water with a curing agent. A curing agent is a substance containing silicic acid, silicon dioxide, or capable of releasing silicic acid or silicon dioxide. Curing agents can also be organic and inorganic acids, esters, amides and other compounds of an acidic nature. This solution fills the space between the supporting elements (sheets of glass) of the OSS; after a certain time, the solution goes into a gel state.

Эффект, достигаемый в способе-прототипе - возможность изготавливать светопрозрачную композицию для заполнения ОСС достаточно простым и недорогим способом. The effect achieved in the prototype method is the ability to produce a translucent composition to fill the OSS in a fairly simple and inexpensive way.

Недостатками способа-прототипа являются:
1) его высокая чувствительность к природе компонентов и условиям их смешивания; низкая воспроизводимость результатов;
2) длительность приготовления композиции;
3) токсичность заявленных в прототипе органических отвердителей.
The disadvantages of the prototype method are:
1) its high sensitivity to the nature of the components and the conditions of their mixing; low reproducibility of results;
2) the duration of the preparation of the composition;
3) the toxicity declared in the prototype organic hardeners.

В зависимости от природы отвердителя и силиката щелочного металла, а также способа их смешивания, происходит коагуляция выделившегося свободного диоксида кремния, что приводит к потере прозрачности стеклоблока. Кроме того, в зависимости от вида катиона металла, мольного отношения диоксида кремния к оксиду щелочного металла, концентрации раствора и особенностей смешивания реагентов первоначально смесь может образовывать вязкую непрозрачную массу, просветление и разжижение которой до прозрачного подвижного раствора, образующего затем гель, может происходить в течение нескольких часов и даже суток. Depending on the nature of the hardener and alkali metal silicate, as well as the method of mixing them, coagulation of the released free silicon dioxide occurs, which leads to a loss of transparency of the glass block. In addition, depending on the type of metal cation, the molar ratio of silicon dioxide to alkali metal oxide, the concentration of the solution and the characteristics of mixing the reagents, the mixture may initially form a viscous opaque mass, the clarification and liquefaction of which to a transparent mobile solution, which then forms a gel, can occur during several hours and even a day.

Предлагаемое изобретение позволяет устранить ограниченность способа-прототипа. Обеспечивается возможность достаточно быстро получать нетоксичные прозрачные составы для заполнения огнезащитных стеклоблоков, способные вспениваться при высоких температурах. The present invention allows to eliminate the limitations of the prototype method. It is possible to quickly obtain non-toxic transparent compositions for filling fire-resistant glass blocks that can foam at high temperatures.

Решение поставленной задачи достигается тем, что коллоидный раствор силиката калия с содержанием, мас.%: К2О 7-12, SiO2 23-38, Н2О 50-70 получают частичной деполимеризацией золя кремнезема с концентрацией SiO2 15-45 мас.% и размером частиц SiO2 не более 30 нм гидроксидом калия и/или силикатом калия с отношением SiO2 мac.%/K2O мac.% менее 2.5 до содержания α-SiO2 1-10 мас. % от общего содержания SiO2, с последующей дегазацией и концентрированием, и отверждают.The solution of this problem is achieved in that a colloidal solution of potassium silicate with a content, wt.%: K 2 O 7-12, SiO 2 23-38, H 2 O 50-70 is obtained by partial depolymerization of a silica sol with a concentration of SiO 2 15-45 wt % and particle size SiO 2 not more than 30 nm with potassium hydroxide and / or potassium silicate with a ratio of SiO 2 wt.% / K 2 O wt.% less than 2.5 to a content of α-SiO 2 1-10 wt. % of the total SiO 2 content, followed by degassing and concentration, and solidify.

Под частичной деполимеризацией здесь понимается переход SiO2 в раствор в виде низкополимерной формы (так называемого α-SiO2, [1]) с поверхности коллоидных частиц кремнезема, вызванный разрывом связей Si-О-Si гидроксид-ионами КОН и/или силиката калия. Вследствие происходящих при этом физико-химических процессов взаимодействия различных форм кремнезема через определенное время раствор теряет первоначальную подвижность с образованием светопрозрачной композиции в виде геля.Partial depolymerization here refers to the transition of SiO 2 into a solution in the form of a low polymer form (the so-called α-SiO 2 , [1]) from the surface of colloidal silica particles caused by the breaking of Si-O-Si bonds by the hydroxide ions of KOH and / or potassium silicate. Due to the physicochemical processes involved in the interaction of various forms of silica, after a certain time, the solution loses its original mobility with the formation of a translucent composition in the form of a gel.

Получаемая светопрозрачная композиция при нагреве выше 100-150oС вспучивается парами содержащейся в ней воды.The resulting translucent composition when heated above 100-150 o With swells in pairs of water contained in it.

Как и в прототипе, принцип использования предлагаемой светопрозрачной вяжущей композиции в производстве ОСС заключается в изготовлении каркаса, состоящего из двух или более листов стекла, расположенных параллельно и отстоящих друг от друга на расстоянии 0.3-5 мм, заполнении промежутков между листами стекла коллоидным раствором силиката калия указанного выше состава и его отверждении. As in the prototype, the principle of using the proposed translucent binder composition in the production of OSS is to produce a frame consisting of two or more sheets of glass arranged in parallel and spaced from each other at a distance of 0.3-5 mm, filling the gaps between the sheets of glass with a colloidal solution of potassium silicate the above composition and its curing.

Технический эффект, достигаемый при реализации предлагаемого изобретения, заключается в создании нетоксичной светопрозрачной вяжущей композиции для ОСС, представляющей собой гель, способный при нагреве выше 100oС вспениваться и образовывать мелкоячеистую структуру с низкой теплопроводностью, а также в обеспечении возможности изготавливать эту композицию быстрым и надежным способом, основанным на применении неорганических материалов, безопасных для здоровья человека, и не требующим больших производственных площадей и специального дорогостоящего оборудования.The technical effect achieved by the implementation of the present invention is to create a non-toxic translucent binder composition for OSS, which is a gel capable of foaming and forming a fine-meshed structure with low thermal conductivity when heated above 100 o C, as well as providing the ability to produce this composition quickly and reliably a method based on the use of inorganic materials that are safe for human health and not requiring large production areas and special orogostoyaschego equipment.

Содержание α-SiO2 не является однозначной функцией состава раствора силиката калия и зависит от природы исходных компонентов, их соотношения и способа смешивания. Для достижения заявленного технического эффекта необходимо, чтобы при указанном составе композиции, а именно, при содержании в ней, мас.%: K2O 7-12, SiO2 23-38, Н2О 50-70, содержание α-SiO2 находилось в пределах 1-10% от общего содержания SiO2.The content of α-SiO 2 is not an unambiguous function of the composition of the potassium silicate solution and depends on the nature of the starting components, their ratio and mixing method. To achieve the claimed technical effect, it is necessary that, with the specified composition of the composition, namely, when it contains, wt.%: K 2 O 7-12, SiO 2 23-38, H 2 O 50-70, the content of α-SiO 2 was in the range of 1-10% of the total SiO 2 content.

Состав и способ получения вяжущей композиции для ОСС, представляющей собой отвержденный коллоидный раствор силиката калия указанного выше состава и полученный частичной деполимеризацией золя кремнезема с концентрацией SiO2 15-45 мас. % и размером частиц SiO2 не более 30 нм гидроксидом калия и/или силикатом калия с отношением SiO2 мас.%/К2O мас.% менее 2.5 до содержания α-SiO2 1-10 мас. % от общего содержания SiO2, с последующей дегазацией и концентрированием, является новым, отличительным признаком изобретения.The composition and method of obtaining a binder composition for OSS, which is a solidified colloidal solution of potassium silicate of the above composition and obtained by partial depolymerization of a silica sol with a concentration of SiO 2 of 15-45 wt. % and particle size SiO 2 not more than 30 nm potassium hydroxide and / or potassium silicate with a ratio of SiO 2 wt.% / K 2 O wt.% less than 2.5 to a content of α-SiO 2 1-10 wt. % of the total SiO 2 content, followed by degassing and concentration, is a new, distinguishing feature of the invention.

В настоящее время предлагаемая совокупность признаков не известна из уровня техники, а также не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными существенными признаками предлагаемого решения. Currently, the proposed combination of features is not known from the prior art, and no solutions have been identified that have features that match the distinctive essential features of the proposed solution.

Предложенное решение не может быть выведено из современного уровня техники, поскольку на данный момент основательно не изучены физико-химические процессы гелеобразования, происходящие в коллоидных растворах силикатов щелочных металлов, и полученный в настоящем изобретении результат является непредсказуемым. The proposed solution cannot be inferred from the state of the art, since the physicochemical processes of gelation that occur in colloidal solutions of alkali metal silicates have not been thoroughly studied, and the result obtained in the present invention is unpredictable.

Достижение указанного эффекта подтверждается представленными в табл.1 экспериментальными данными. The achievement of this effect is confirmed by the experimental data presented in Table 1.

Как видно из табл.1, технический эффект достигается в тех случаях, когда одновременно все параметры вяжущей композиции соответствуют диапазону заявленных значений (случаи Б). В результате получаются достаточно твердые прозрачные гели, вспенивающиеся с образованием мелкоячеистой структуры при нагреве выше 100oС.As can be seen from table 1, the technical effect is achieved in those cases when at the same time all the parameters of the binder composition correspond to the range of declared values (cases B). The result is a fairly solid transparent gels, foaming with the formation of a fine-meshed structure when heated above 100 o C.

Технический эффект не достигается (случаи А и В в табл.1), когда хотя бы один параметр композиции не соответствует диапазону заявленных значений. The technical effect is not achieved (cases A and B in Table 1) when at least one composition parameter does not correspond to the range of declared values.

Так, например, при содержании SiO2 более 38% или К2О менее 7% процессы гелеобразования существенно замедляются, получаемые гели не вспениваются, а в основном растрескиваются (случаи А в табл.1). При содержания SiO2 менее 23% или К2О более 12% гели не образуются; коллоидные растворы силикатов калия сохраняют вязкое течение (случаи В в табл.1).So, for example, when the content of SiO 2 is more than 38% or K 2 O less than 7%, the gelation processes are significantly slowed down, the resulting gels do not foam, but mostly crack (cases A in Table 1). When the content of SiO 2 less than 23% or K 2 About more than 12% gels are not formed; colloidal solutions of potassium silicates retain a viscous flow (cases B in table 1).

Деполимеризацию коллоидного кремнезема осуществляют добавлением к нему при перемешивании гидроксида калия (в твердом виде или в виде водного раствора) и/или силиката калия с отношением SiO2 мас.%/К2O мас.% менее 2.5 (в виде водного раствора или в виде твердой гидратированной формы) до получения раствора, имеющего указанный выше состав. Если содержание воды в приготовленном растворе превышает 70%, доведение его до требуемого состава производят последующим концентрированием.Colloidal silica depolymerization is carried out by adding to it with stirring potassium hydroxide (in solid form or in the form of an aqueous solution) and / or potassium silicate with a ratio of SiO 2 wt.% / K 2 O wt.% Less than 2.5 (in the form of an aqueous solution or in the form solid hydrated form) to obtain a solution having the above composition. If the water content in the prepared solution exceeds 70%, bringing it to the desired composition is carried out by subsequent concentration.

Смешивание компонентов желательно производить с такой скоростью, чтобы температура смеси не поднималась выше 40oС.Mixing the components, it is desirable to produce at such a speed that the temperature of the mixture did not rise above 40 o C.

Содержание низкополимерной формы кремнезема α-SiO2 оценивают по реакции приготовленных растворов с молибденовой кислотой путем регистрации количества и скорости образования желтого кремниймолибденового комплекса [1].The content of the low-polymer form of silica α-SiO 2 is estimated by the reaction of the prepared solutions with molybdenum acid by recording the amount and rate of formation of the yellow silicon-molybdenum complex [1].

Исходные растворы коллоидного кремнезема с размерами частиц более 10 нм имеют молочный цвет или опалесценцию, т.е. не являются прозрачными. Нами было обнаружено, что композиции, приготовленные из первоначально непрозрачных растворов коллоидного кремнезема с размерами частиц менее 30 нм и концентрацией SiO2 15-45%, через некоторое время приобретают прозрачность, что происходит, очевидно, вследствие уменьшения частиц SiO2 до размеров менее 10 нм. Однако при использовании в качестве агентов, деполимеризующих золь кремнезема, силикатов калия с отношением SiO2 мас.%/К2O мас.% более 2.5 молочный цвет или опалесценция получаемых композиций может сохраниться. Непрозрачными могут остаться и гели, получаемые из золей с размерами частиц более 30 нм.The initial solutions of colloidal silica with particle sizes greater than 10 nm have a milky color or opalescence, i.e. are not transparent. We found that compositions prepared from initially opaque solutions of colloidal silica with particle sizes of less than 30 nm and a concentration of SiO 2 of 15-45% acquire transparency after some time, which is obviously due to the reduction of SiO 2 particles to sizes less than 10 nm . However, when potassium silicates with a SiO ratio of 2 wt.% / K 2 O wt.% More than 2.5 are used as agents depolymerizing the silica sol, the milk color or opalescence of the resulting compositions can be preserved. Gels obtained from sols with particle sizes greater than 30 nm may also remain opaque.

В светопрозрачной вяжущей композиции, заполняющей стеклоблок, впоследствии могут образовываться мелкие пузыри газа, ухудшающие оптические свойства изделия. In a translucent binder composition filling the glass block, small gas bubbles can subsequently form, impairing the optical properties of the product.

Для предотвращения образования пузырьков газа в геле приготовленные коллоидные растворы силиката калия перед отверждением необходимо дегазировать кипячением при вакуумировании. Понижение давления над жидкостью позволяет снизить концентрацию растворенных в ней газов до значений, соответствующих растворимости при установившемся давлении. Образующийся при кипячении пар способствует более активному удалению растворенных газов. Если содержание воды в приготовленном растворе превышает 70%, то одновременно с дегазацией производят концентрирование раствора, отводя образующийся водяной пар из зоны кипячения до содержания Н2O 50-70%.To prevent the formation of gas bubbles in the gel, the prepared colloidal solutions of potassium silicate must be degassed by boiling under vacuum before curing. Lowering the pressure above the liquid allows the concentration of the gases dissolved in it to be reduced to values corresponding to solubility at steady pressure. Steam generated during boiling promotes more active removal of dissolved gases. If the water content in the prepared solution exceeds 70%, then at the same time as the degassing, the solution is concentrated, taking the resulting water vapor from the boiling zone to an H 2 O content of 50-70%.

Время гелеобразования раствора существенно сокращается при увеличении его концентрации и температуры. При этом возрастание вязкости приготовленного раствора начинается задолго до его полного затвердевания. Необходимо, чтобы он сохранял свою первоначальную подвижность по крайней мере в течение 15-20 мин с момента приготовления - т.е. в течение времени, достаточного для заполнения одного или нескольких стеклоблоков. Для этого дегазацию и концентрирование нужно производить при кипячении в интервале значений температуры 20-45oС. Время кипячения при температуре 35-45oС может составлять 5-15 мин, кипячение при 20-30oС - 20-40 мин. Растворы силиката калия с содержанием Н2О менее 70%, приготовленные с учетом указанных параметров, сохраняют стабильность (первоначальную подвижность) от нескольких минут до нескольких десятков минут - времени, достаточного для заполнения ОСС.The gelation time of the solution is significantly reduced with an increase in its concentration and temperature. In this case, the increase in viscosity of the prepared solution begins long before it is completely hardened. It is necessary that it retains its initial mobility for at least 15-20 minutes from the date of preparation - i.e. for a time sufficient to fill one or more glass blocks. For this, degassing and concentration must be carried out during boiling in the temperature range of 20-45 o C. The boiling time at a temperature of 35-45 o C can be 5-15 minutes, boiling at 20-30 o C - 20-40 minutes. Potassium silicate solutions with an H 2 O content of less than 70%, prepared taking into account the indicated parameters, remain stable (initial mobility) from several minutes to several tens of minutes - time sufficient to fill the OSS.

Достижение указанного эффекта подтверждается представленными в табл.2 экспериментальными данными. The achievement of this effect is confirmed by the experimental data presented in Table 2.

Из примеров табл.2 видно, что при температуре выше 45oС в растворе ускоряются процессы гелеобразования, резко сокращается его живучесть. При температуре кипения ниже 20oС сохраняется достаточно высокая вероятность образования газовых пузырей в геле.From the examples of table 2 it can be seen that at temperatures above 45 o C in the gelation processes are accelerated, its survivability is sharply reduced. At a boiling point below 20 o With a fairly high probability of the formation of gas bubbles in the gel.

Для превращения раствора, заполняющего стеклоблок, в светопрозрачную вяжущую композицию, заполненный раствором ОСС необходимо выдерживать при температуре 20-60oС. Для определения времени, необходимого для полного завершения гелеобразования, можно воспользоваться данными, приведенными в табл.3.To turn the solution filling the glass block into a translucent binder composition filled with an OSS solution, it is necessary to maintain it at a temperature of 20-60 o C. To determine the time required for the complete gelation to complete, you can use the data given in Table 3.

Как видно из табл.3, при температуре ниже 20oС процессы гелеобразования резко замедляются; при температуре 70oС и выше существует вероятность потери композицией светопрозрачности; вероятность этого особенно высока при длительном тепловом воздействии, необходимом для прогрева достаточно массивных и значительных по толщине ОСС; незначительные перегревы также увеличивают эту вероятность.As can be seen from table 3, at temperatures below 20 o With the gelation process is sharply slowed down; at a temperature of 70 o C and above, there is a probability of loss of transparency; the probability of this is especially high with prolonged heat exposure, necessary for heating sufficiently massive and significant in the thickness of the OSS; minor overheating also increase this probability.

Примеры конкретной реализации изобретения. Examples of specific implementations of the invention.

В качестве исходных материалов использованы: водный золь кремнезема (ТУ 21-45-001-43811938-97) с содержанием SiO2 26.6-30.8 мас.% и размером частиц SiO2 менее 10 нм; водный золь кремнезема Levasil 100/45 с содержанием SiO2 45 мас. % и размером частиц 30 нм (производитель Bayer AG, Германия); гидроксид калия (производитель "Chemapol", Чехословакия) с содержанием основного вещества >84.5; водный раствор силиката калия Kasil 6 с содержанием, мас.%: SiO2 26.5, К2O 12.65 (производитель "PQ Corporation", США).As starting materials used: water sol of silica (TU 21-45-001-43811938-97) with a SiO 2 content of 26.6-30.8 wt.% And a particle size of SiO 2 less than 10 nm; water sol of silica Levasil 100/45 with a content of SiO 2 45 wt. % and particle size 30 nm (manufacturer Bayer AG, Germany); potassium hydroxide (manufacturer "Chemapol", Czechoslovakia) with a basic substance content>84.5; an aqueous solution of potassium silicate Kasil 6 with a content, wt.%: SiO 2 26.5, K 2 O 12.65 (manufacturer "PQ Corporation", USA).

Пример 1. Example 1

К 166 г золя кремнезема (ТУ 21-45-001-43811938-97) при перемешивании постепенно добавляют сухую КОН так, чтобы температура не поднималась выше 40oС. Контроль за содержанием α-SiO2 осуществляют по методике [4]. При достижении содержания α-SiO2 8.5% добавление КОН прекращают. Количество израсходованной щелочи составило 16.6 г. Полученный раствор перемешивают еще в течение 5 мин, затем упаривают при кипячении (Ткип 40oС) под вакуумом в течение 15 мин.Dry KOH is gradually added to 166 g of silica sol (TU 21-45-001-43811938-97) with stirring so that the temperature does not rise above 40 o C. Control over the content of α-SiO 2 is carried out according to the procedure [4]. When the content of α-SiO 2 reaches 8.5%, the addition of KOH is stopped. The amount of alkali consumed was 16.6 g. The resulting solution was stirred for another 5 minutes, then evaporated by boiling (bp 40 ° C. ) under vacuum for 15 minutes.

Приготовленный раствор имеет состав К2О 9.5, SiO2 30.5, Н2O 60.0. Раствор заливают в пространство между стеклами предварительно подготовленного стеклоблока.The prepared solution has the composition K 2 O 9.5, SiO 2 30.5, H 2 O 60.0. The solution is poured into the space between the glasses of the previously prepared glass block.

Стеклоблок представляет собой сборку из пяти листов стекла толщиной 4 мм и размерами 80х140 мм, расположенных параллельно и отстоящих друг от друга на расстоянии 1 мм. Сборка должна быть герметично закрыта с трех сторон, а на одной стороне оставляют одно или два небольших отверстия для заполнения стеклоблока раствором силиката калия и удаления вытесняемого воздуха. Эти отверстия после заполнения ОСС вяжущей композицией герметично закрывают. The glass block is an assembly of five sheets of glass with a thickness of 4 mm and dimensions of 80x140 mm, located in parallel and spaced 1 mm apart. The assembly must be hermetically sealed on three sides, and one or two small holes are left on one side to fill the glass block with a solution of potassium silicate and remove expelled air. After filling the OSS with the binder composition, these openings are hermetically closed.

Отверждение раствора осуществляют, выдерживая стеклоблок при 60oС в течение 2-3 ч.The curing of the solution is carried out by keeping the glass block at 60 o C for 2-3 hours

Испытания лабораторного образца ОСС на огнестойкость проводят в муфельной печи типа СНОЛ 1.6.2.5/11-М1. Разогрев муфельную печь до 850oС, устанавливают образец ОСС на месте дверцы муфеля и далее в течение 60 мин наблюдают за его состоянием.Fire tests of the OSS laboratory sample are carried out in a muffle furnace of the SNOL 1.6.2.5/11-M1 type. After heating the muffle furnace to 850 ° C, an OSS sample is installed in place of the muffle door and then its state is monitored for 60 minutes.

Вспенивание ближайшего к источнику тепла (первого) слоя начинается через 1 мин после начала испытания, второго слоя - через 4 мин, третьего и четвертого - через 8 мин. Через 30 мин появляются трещины на внешнем стекле, однако стекло сохраняет целостность благодаря скрепляющему действию вспененного заполнителя. Через 60 мин вид образца остается неизменным, стекло сохраняет целостность. The foaming of the (first) layer closest to the heat source begins 1 minute after the start of the test, the second layer after 4 minutes, the third and fourth after 8 minutes. After 30 minutes, cracks appear on the outer glass, however, the glass remains intact due to the bonding action of the foamed aggregate. After 60 minutes, the appearance of the sample remains unchanged, the glass retains integrity.

Пример 2. Example 2

К 50 г золя кремнезема Levasil 100/45 при перемешивании постепенно добавляют водный раствор силиката калия Kasil 6, осуществляя контроль за содержанием α-SiO2 по методике [4]. При достижении содержания α-SiO2 11.0% добавление раствора силиката калия прекращают. Количество израсходованного раствора силиката калия составило 140.0 г. Далее при перемешивании постепенно добавляют сухую КОН так, чтобы температура не поднималась выше 40oС. Контроль за содержанием α-SiO2 осуществляют по методике [4]. При достижении содержания α-SiO2 6.5% добавление КОН прекращают. Количество израсходованной щелочи составило 1.5 г. Полученный раствор перемешивают еще в течение 5 мин, затем подвергают дегазации кипячением (Ткип 35oС) под вакуумом в течение 10 мин.An aqueous solution of potassium silicate Kasil 6 is gradually added to 50 g of a Levasil 100/45 silica sol with stirring, controlling the content of α-SiO 2 according to the procedure [4]. When the content of α-SiO 2 reaches 11.0%, the addition of potassium silicate solution is stopped. The amount of potassium silicate solution consumed was 140.0 g. Then, dry KOH was gradually added with stirring so that the temperature did not rise above 40 o C. Control over the content of α-SiO 2 was carried out according to the procedure [4]. When the content of α-SiO 2 6.5% is reached, the addition of KOH is stopped. The amount of alkali consumed was 1.5 g. The resulting solution was stirred for another 5 minutes, then subjected to degassing by boiling (bp 35 ° C) under vacuum for 10 minutes.

Приготовленный раствор имеет состав К2O 11.5, SiO2 35.5, Н2O 53.0.The prepared solution has a composition of K 2 O 11.5, SiO 2 35.5, H 2 O 53.0.

С приготовленным раствором поступают далее так же, как в примере 1. Испытание лабораторного образца ОСС на огнестойкость приводит к результатам, таким же, как в примере 1. With the prepared solution proceed further in the same way as in example 1. Testing the laboratory sample of OSS for fire resistance leads to the same results as in example 1.

Изложенные выше примеры не исчерпывают всех случаев применения изобретения, а служат лишь демонстрацией его исполнения. На практике могут быть использованы и другие варианты без нарушения основной идеи предложенного технического решения. The above examples do not exhaust all cases of application of the invention, but serve only as a demonstration of its implementation. In practice, other options can be used without violating the main idea of the proposed technical solution.

Таким образом, предлагаемое изобретение решает поставленную задачу и обеспечивает достижение указанного технического эффекта. Thus, the present invention solves the problem and ensures the achievement of the specified technical effect.

Источники информации
1. Корнеев В.И., Данилов В.В. Растворимое и жидкое стекло. СПб.: Стройиздат, 1996. 216 с.
Sources of information
1. Korneev V.I., Danilov V.V. Soluble and liquid glass. St. Petersburg: Stroyizdat, 1996.216 s.

Claims (3)

1. Светопрозрачная вяжущая композиция, включающая К2О, SiO2, Н2О, отличающаяся тем, что коллоидный раствор силиката калия с содержанием, мас.%: К2О 7-12, SiO2 23-38, Н2О 50-70 получают частичной деполимеризацией золя кремнезема с исходной концентрацией SiO2 15-45 мас.% и размером частиц SiO2 не более 30 нм гидроксидом калия и/или силикатом калия с отношением SiO2 мас. %/К2О мас.% менее 2,5 до содержания α-SiO2 1-10 мас.% от общего содержания SiO2, с последующей дегазацией и концентрированием, и отверждают.1. Translucent binder composition comprising K 2 O, SiO 2 , N 2 O, characterized in that the colloidal solution of potassium silicate with a content, wt.%: K 2 O 7-12, SiO 2 23-38, N 2 O 50 -70 is obtained by partial depolymerization of a silica sol with an initial concentration of SiO 2 of 15-45 wt.% And a particle size of SiO 2 of not more than 30 nm with potassium hydroxide and / or potassium silicate with a ratio of SiO 2 wt. % / K 2 About wt.% Less than 2.5 to a content of α-SiO 2 1-10 wt.% Of the total content of SiO 2 , followed by degassing and concentration, and utverjdayut. 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что дегазацию и концентрирование частично деполимеризованного золя кремнезема осуществляют его кипячением при вакуумировании при 20-45oС в течение 5-45 мин.2. The composition according to claim 1, characterized in that the degassing and concentration of the partially depolymerized silica sol is carried out by boiling it under vacuum at 20-45 o C for 5-45 minutes 3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что отверждение частично деполимеризованного золя осуществляют при 20-60oС.3. The composition according to claim 1, characterized in that the curing of the partially depolymerized Zola is carried out at 20-60 o C.
RU2002107222/12A 2002-03-19 2002-03-19 Light-transparent binding composition RU2205793C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107222/12A RU2205793C1 (en) 2002-03-19 2002-03-19 Light-transparent binding composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002107222/12A RU2205793C1 (en) 2002-03-19 2002-03-19 Light-transparent binding composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2205793C1 true RU2205793C1 (en) 2003-06-10

Family

ID=29211658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002107222/12A RU2205793C1 (en) 2002-03-19 2002-03-19 Light-transparent binding composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2205793C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448902C1 (en) * 2008-02-22 2012-04-27 Илларион Арнольдович Эйне Method of making solid hydrosilicate gel
RU2568080C2 (en) * 2011-08-10 2015-11-10 АМАТО Брандшутцсистеме ГмбХ Fire-proof part of flat structure, method of its fabrication and application
CN111334195A (en) * 2020-05-18 2020-06-26 广东南亮艺术玻璃科技股份有限公司 Fireproof liquid, preparation method thereof and fireproof glass

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2448902C1 (en) * 2008-02-22 2012-04-27 Илларион Арнольдович Эйне Method of making solid hydrosilicate gel
RU2568080C2 (en) * 2011-08-10 2015-11-10 АМАТО Брандшутцсистеме ГмбХ Fire-proof part of flat structure, method of its fabrication and application
CN111334195A (en) * 2020-05-18 2020-06-26 广东南亮艺术玻璃科技股份有限公司 Fireproof liquid, preparation method thereof and fireproof glass

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2451645C2 (en) Method of producing fire-resistant glasing
JP5414525B2 (en) Fireproof window glass
JP3710138B2 (en) Translucent heat insulating material
JPH08210041A (en) Fireproof glazing unit
CN1258579C (en) Transparent heat-swellable material
JP2006511357A (en) Fire prevention means and manufacturing method thereof
JP2009521350A (en) Organic foam plastic molding with excellent heat resistance and durability
RU2205793C1 (en) Light-transparent binding composition
JP5624624B2 (en) Fireproof glazing
RU2503543C2 (en) Fireproof glazing
CN107151547A (en) A kind of preparation method of fireproof gum for flame resistant glass
JP4744048B2 (en) Fireproof transparent flat glass
CA2494194A1 (en) Fire resistant glazing
KR20200004793A (en) Fireproof elements
WO2002100636A1 (en) Method and apparatus for the manufacture of heat-resistant, transparent, stratified elements
JPH08239248A (en) Multilayer panel plate glass unit
CN215974987U (en) Aerogel articles
JP5095906B2 (en) Production of fireproof laminates
EP3825122B1 (en) Uv stable fire-resistant glazing laminates
JP2001113616A (en) Noncombustible fire-proof heat insulating panel
JPS58120548A (en) Fireproof glass plate
US6838180B1 (en) Transparent fire break glazing
KR100938196B1 (en) Resin composition for a fireproof glass and a fireproof glass using it
BR112012024478B1 (en) fireproof pane
CN115593048B (en) Fireproof layer material, preparation method thereof and heat-insulating fireproof glass

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040320