RU2538830C2 - Method and device for obtaining high-modulus liquid glass as binding agent for zincsilicate compositions - Google Patents
Method and device for obtaining high-modulus liquid glass as binding agent for zincsilicate compositions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538830C2 RU2538830C2 RU2013112670/05A RU2013112670A RU2538830C2 RU 2538830 C2 RU2538830 C2 RU 2538830C2 RU 2013112670/05 A RU2013112670/05 A RU 2013112670/05A RU 2013112670 A RU2013112670 A RU 2013112670A RU 2538830 C2 RU2538830 C2 RU 2538830C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- modulus
- glass
- liquid glass
- density
- Prior art date
Links
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
Высокомодульное жидкое натриевое стекло может быть использовано как неорганическое связующее для цинксиликатных составов (красок и грунтовок). Совмещая электрохимический (протекторный за счет работы пары цинк-железо) и барьерный, присущий лакокрасочным материалам (ЛКМ), механизмы защиты, цинксиликатные составы (краски, грунтовки и др.) по своей эффективности превосходят традиционные ЛКМ.High-modulus liquid sodium glass can be used as an inorganic binder for zinc silicate compositions (paints and primers). Combining the electrochemical (tread due to the work of a pair of zinc-iron) and barrier, inherent in paints and varnishes (LKM), protection mechanisms, zinc silicate compositions (paints, primers, etc.) surpass traditional LKM in their effectiveness.
В этой связи цинксиликатные составы на неорганическом связующем (высокомодульном жидком стекле) могут использоваться практически во всех сферах технической деятельности в средах с рН от 5 до 10 ед.: в атмосфере, почве, морской и пресной воде, нефти и нефтепродуктах (мосты, мачты электропередач, морской и ж/д транспорт, добыча нефти и полезных ископаемых, сельское хозяйство, энергетика, гидросооружения, трубопроводы, объекты военного и космического назначения и др.).In this regard, zinc silicate compositions on an inorganic binder (high-modulus liquid glass) can be used in almost all areas of technical activity in environments with pH from 5 to 10 units: in the atmosphere, soil, sea and fresh water, oil and oil products (bridges, power masts , marine and railway transport, oil and mineral extraction, agriculture, energy, hydraulic structures, pipelines, military and space facilities, etc.).
Технологические характеристики цинксиликатных покрытий (адгезия, время самоотверждения, водостойкость, износостойкость, продолжительность защитного действия и др.) во многом определяются физико-химическими характеристиками связующего (водный раствор силиката натрия, техническое название «жидкое стекло»).The technological characteristics of zinc silicate coatings (adhesion, self-hardening time, water resistance, wear resistance, duration of protective action, etc.) are largely determined by the physicochemical characteristics of the binder (aqueous solution of sodium silicate, technical name “liquid glass”).
Важнейшими характеристиками высокомодульных жидких стекол как связующего для цинксиликатных красок, грунтовок является модуль и плотность жидкого стекла (другими словами концентрация неорганических полимеров силиката натрия).The most important characteristics of high-modulus liquid glasses as a binder for zinc silicate paints and primers are the modulus and density of liquid glass (in other words, the concentration of inorganic polymers of sodium silicate).
Лабораторными исследованиями и практической эксплуатацией защитных покрытий установлено, что модуль для силикатного натриевого высокомодульного жидкого стекла должен быть равен 4,0-4,5, а плотность 1,18-1,20 г/см3. Выход этих показателей за указанные пределы ухудшают как характеристики связующего (стабильность раствора при хранении, стойкость к гелетизации, вязкость и другие), так и технологические характеристики цинксиликатного покрытия [Орлов В.А. Цинксиликатные покрытия. М.: Машиностроение, 1984, С. 33-35].Laboratory studies and the practical operation of protective coatings found that the module for silicate sodium high-modulus liquid glass should be 4.0-4.5, and a density of 1.18-1.20 g / cm 3 . The exit of these indicators beyond the specified limits worsen both the characteristics of the binder (stability of the solution during storage, resistance to gelation, viscosity and others), and the technological characteristics of the zinc silicate coating [Orlov V.A. Zinc silicate coatings. M .: Engineering, 1984, S. 33-35].
В статьях Алекса Шоколика приведены примеры длительных наблюдений использования высокомодульного жидкого стекла как связующего в цинксиликатных покрытиях. Испытывали составы пяти разных производителей и все пять покрытий показали различные технологические характеристики, что при одинаковом химическом составе связующих обусловлено использованием различных способов их изготовления. Таким образом, способ изготовления высокомодульного жидкого стекла является одним из определяющих факторов при реализации технологических характеристик противокоррозионных покрытий при их эксплуатации.The articles by Alex Shokolik give examples of long-term observations of the use of high-modulus liquid glass as a binder in zinc silicate coatings. The compositions of five different manufacturers were tested and all five coatings showed different technological characteristics, which with the same chemical composition of the binders is due to the use of different methods of their manufacture. Thus, the method of manufacturing high-modulus liquid glass is one of the determining factors in the implementation of the technological characteristics of anticorrosive coatings during their operation.
Способ и устройство для получения высокомодульного жидкого стекла как связующего для цинксиликатных составовMethod and device for producing high-modulus liquid glass as a binder for zinc silicate compositions
Изобретение относится к технологии получения высокомодульного жидкого стекла как связующего для цинксиликатных составов (красок, грунтовок).The invention relates to a technology for producing high-modulus liquid glass as a binder for zinc silicate compositions (paints, primers).
Известен способ приготовления высокомодульного жидкого стекла с модулем до 4, включающий приготовление щелочно-кремнеземистой суспензии с варкой ее в автоклаве-реакторе. Рабочая температура варки жидкого стекла составляет 215-225°С при давлении 2,9-2,5 мПа [Корнеев В.И., Данилов В.В. Жидкое и растворимое стекло. С-Петербург, Стройиздат СПБ, 1996. С. 216]. Недостатком известного способа являются высокие температура, давление и модуль не более 4.A known method of preparing a high-modulus liquid glass with a module of up to 4, including the preparation of an alkaline-silica slurry with boiling it in an autoclave reactor. The working temperature of the boiling of liquid glass is 215-225 ° C at a pressure of 2.9-2.5 MPa [Korneev V.I., Danilov V.V. Liquid and soluble glass. St. Petersburg, Stroyizdat SPB, 1996. S. 216]. The disadvantage of this method is the high temperature, pressure and module of not more than 4.
Известен способ получения высокомодульного жидкого стекла «Черал-10» (модуль 3,75-4,5) как связующего для цинксиликатных красок. Высокомодульное жидкое стекло готовится на основе жидкого натриевого стекла (ГОСТ 13078) автоклавным способом [Связующее «Черал-10». Технические условия 7500РК39758233ТОО-002-2004]. Недостатком известного способа является необходимость высокого давления и времени самоотверждения более 7 суток для придания водостойкости цинксиликатным покрытиям на этом связующем.A known method of producing high-modulus liquid glass "Cheral-10" (module 3.75-4.5) as a binder for zinc silicate paints. High-modulus liquid glass is prepared on the basis of liquid sodium glass (GOST 13078) by the autoclave method [Binder "Cheral-10". Specifications 7500RK39758233TOO-002-2004]. The disadvantage of this method is the need for high pressure and self-hardening time of more than 7 days to impart water resistance to zinc silicate coatings on this binder.
Известен способ получения высокомодульного жидкого стекла (модуль 4,0-4,5) как связующего для цинксиликатных составов, включающий приготовление суспензии из мелкодисперсного кремнезема и раствора щелочи с дальнейшем ее нагревом на глицериновой бане при температуре глицерина 110°С в течение 1,5-2 часов [Орлов В.А. Цинксиликатные покрытия. М.: Машиностроение, 1984. С. 35-36, 43]. Недостатком известного способа является длительное время выдержки суспензии при температуре глицериновой бани 110°С, длительный процесс самоотверждения цинксиликатного покрытия (Силикацинк-3) на этом связующем для достижения его водостойкости (более 7 суток), низкая адгезия (2 балла). Прототип.A known method of producing high-modulus liquid glass (module 4.0-4.5) as a binder for zinc silicate compositions, comprising preparing a suspension of finely divided silica and an alkali solution with its further heating in a glycerin bath at a glycerin temperature of 110 ° C for 1.5- 2 hours [Orlov V.A. Zinc silicate coatings. M .: Mechanical Engineering, 1984. S. 35-36, 43]. The disadvantage of this method is the long exposure time of the suspension at a glycerin bath temperature of 110 ° C, the long process of self-hardening of the zinc silicate coating (Silikatsink-3) on this binder to achieve its water resistance (more than 7 days), low adhesion (2 points). Prototype.
Техническим результатом изобретения является разработка способа получения высокомодульного силикат-натриевого жидкого стекла (М=3,8-4,5 и плотность 1,18-1,22 г/см3) при атмосферном давлении и низких температурах (не более 99°С), при котором было бы снижено время самоотверждения цинксиликатного покрытия на данном связующем, повышена его водостойкость и адгезия при сохранении и улучшении технологических характеристик, присущих цинксиликатным покрытиям.The technical result of the invention is the development of a method for producing a high-modulus sodium silicate liquid glass (M = 3.8-4.5 and density 1.18-1.22 g / cm 3 ) at atmospheric pressure and low temperatures (not more than 99 ° C) which would reduce the self-hardening time of the zinc silicate coating on this binder, increase its water resistance and adhesion while maintaining and improving the technological characteristics inherent in zinc silicate coatings.
Поставленная цель в изобретении достигнута за счет получения высокомодульного жидкого стекла, включающего гидротермическую обработку суспензии мелкодисперсного кремнезема (10-40)*10-6 метра и раствора щелочи при атмосферном давлении в соотношении кремнезема к щелочи (73,7-77,8 к 26,3-22,2) соответственно, обеспечивающих получение модуля (3,8-4,5) путем двухэтапной обработки суспензии кремнезема и щелочи при ее перемешивании ультразвуковым излучением с одновременной циркуляцией.The goal of the invention is achieved by obtaining a high-modulus liquid glass, including hydrothermal treatment of a suspension of finely divided silica (10-40) * 10 -6 meters and an alkali solution at atmospheric pressure in the ratio of silica to alkali (73.7-77.8 to 26, 3-22.2), respectively, providing a module (3.8-4.5) by two-stage processing of a suspension of silica and alkali with its mixing by ultrasonic radiation with simultaneous circulation.
1-й этап: Температура 70-75°С, плотность раствора 1,22-1,26 г/см3, время 30-40 минут. Необходимая температура суспензии поддерживается за счет экзотермической реакции взаимодействия щелочи с кремнеземом и тепла, выделяемого при работе ультразвукового излучателя.1st stage: Temperature 70-75 ° C, solution density 1.22-1.26 g / cm 3 , time 30-40 minutes. The required temperature of the suspension is maintained due to the exothermic reaction of the interaction of alkali with silica and the heat generated during operation of the ultrasonic emitter.
2-й этап: Температура 97-99°С, плотность раствора 1,18-1,22 г/см3 (доводят разбавлением водой при одновременном электронагреве), время обработки до получения раствора примерно 20-30 минут.2nd stage: Temperature 97-99 ° C, the density of the solution 1.18-1.22 g / cm 3 (adjusted by dilution with water with simultaneous electric heating), the processing time to obtain a solution of about 20-30 minutes.
Процесс обоих этапов ведется при атмосферном давлении.The process of both stages is carried out at atmospheric pressure.
Известно, что свойства конечного продукта (вещества) во многом определяются условиями взаимодействия реагирующих веществ (концентрация, температура, время взаимодействия и другие). Особенно это относится к получению высокомолекулярных соединений.It is known that the properties of the final product (substance) are largely determined by the conditions for the interaction of reacting substances (concentration, temperature, reaction time, and others). This is especially true for the production of macromolecular compounds.
Жидкие стекла относятся к истинным равновесным растворам высокомолекулярных соединений (неорганических полимеров) [Воютский С.С. Курс коллоидной химии, «Химия», 1975, С. 416], имеющих сложное строение трехмерного пространства (трехмерную сетку) [Григорьев П.Н., Матвеев М.А. Растворимое стекло. М.: Промиздат. 1956. С. 18]. При этом количество молекул гидратированной воды, прочно связанных с кремнеземом или щелочным силикатом, может составлять от 1 до 14 [Субботкин М.И., Курицына Ю.С. Кислотоупорные бетоны и растворы на основе жидкого стекла. М.: Стройиздат, 1967. С. 57].Liquid glasses are true equilibrium solutions of high molecular weight compounds (inorganic polymers) [Voyutsky S.S. The course of colloid chemistry, "Chemistry", 1975, S. 416], having a complex structure of three-dimensional space (three-dimensional grid) [Grigoriev PN, Matveev MA Soluble glass. M .: Promizdat. 1956. S. 18]. In this case, the number of hydrated water molecules firmly bound to silica or alkaline silicate can be from 1 to 14 [Subbotkin MI, Kuritsyna Yu.S. Acid-resistant concrete and solutions based on liquid glass. M.: Stroyizdat, 1967. S. 57].
В связи со сложным строением жидких стекол, особенно это относится к высокомодульным, их физико-химические характеристики (подвижность и степень гидратации мономер-катионов щелочных металлов, разветвленность кремнекислородных анионов [Матвеев М.А., Рубахин А.И. ЖВХО им. Менделеева, 1963, Т. 8, №2, С. 205-211], вязкость, структура и формы макромолекул, реакционная способность, стойкость к гелетизации и другие) зависят от условий и отдельных факторов их изготовления (концентрация реагирующих кремнезема и щелочи, температура, время обработки, давления, устройства для их производства и другие) как от каждого фактора в отдельности, так и от их комбинаций, то есть от способа их изготовления.Due to the complex structure of liquid glasses, this is especially true for high-modulus ones, their physicochemical characteristics (mobility and degree of hydration of alkali metal monomer cations, branching of silicon-oxygen anions [Matveev MA, Rubakhin AI, Mendeleev ZhVHO, 1963, T. 8, No. 2, P. 205-211], viscosity, structure and forms of macromolecules, reactivity, resistance to heletization and others) depend on the conditions and individual factors of their manufacture (concentration of reacting silica and alkali, temperature, time processing pressure Devices for their production, and others) from both each factor separately and their combinations, i.e. the method of their manufacture.
Этим обстоятельством обусловлено различие физико-технологических характеристик цинксиликатных покрытий, изготовленных с использованием в качестве связующего высокомодульных жидких стекол, имеющих одинаковый химический состав, модуль и плотность. В этой связи разные условия взаимодействия на первом и втором этапах обработки мелкодисперсного кремнезема с гидроксидом натрия (1-й этап: температура 70-75°С и плотность 1,22-1,26 г/см3) дают нам структуры формы) неорганических полимеров, которые при дальнейшей обработке раствора (второй этап, температура 97-99°С, и плотность 1,18-1,2 г/см3) придают раствору высокомодульного жидкого стекла необходимые связующему физико-химические характеристики, позволяющие получать качественные цинксиликатные покрытия.This circumstance is responsible for the difference in the physical and technological characteristics of zinc silicate coatings made using high-modulus liquid glasses as binders having the same chemical composition, modulus, and density. In this regard, different conditions of interaction at the first and second stages of processing finely divided silica with sodium hydroxide (1st stage: temperature 70-75 ° С and density 1.22-1.26 g / cm 3 ) give us the structure of the form of inorganic polymers which, upon further processing of the solution (second stage, temperature 97-99 ° C, and density 1.18-1.2 g / cm 3 ) give the solution a high-modulus liquid glass with the necessary physical and chemical characteristics for the binder, allowing to obtain high-quality zinc silicate coatings.
Представленное изобретение существенно отличается от известных как по качеству и стабильности жидкого стекла, так и по физико-технологическим характеристикам цинксиликатного покрытия при его использовании в качестве связующего.The presented invention differs significantly from the known both in the quality and stability of water glass, and in the physical and technological characteristics of the zinc silicate coating when it is used as a binder.
Изготовление высокомодульного жидкого стекла осуществляют в устройстве (Фиг. 1 «А» - лицевая сторона, «В» - вид сбоку).The manufacture of high-modulus liquid glass is carried out in the device (Fig. 1 "A" - front side, "B" - side view).
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Взвешиваем 9900 грамм аэросила А175 и 3300 грамм NaOH. При таком соотношении ингредиентов модуль равняется 4,0.Weigh 9900 grams of Aerosil A175 and 3300 grams of NaOH. With this ratio of ingredients, the module is 4.0.
1.В ванну (Фиг. 1) наливаем 28 литров воды, засыпаем 3300 г едкого натра, нагреваем до температуры 75°С.1. Pour 28 liters of water into the bath (Fig. 1), add 3300 g of caustic soda, and heat it to a temperature of 75 ° C.
2. Погружной источник ультразвукового излучения (Фиг. 1 «2») опускаем в ванну до дна (до поверхности нагрева рубашки теплоносителя), включаем ультразвук и циркуляцию.2. Submersible source of ultrasonic radiation (Fig. 1 "2") is lowered into the bath to the bottom (to the heating surface of the coolant jacket), turn on the ultrasound and circulation.
3. Далее засыпаем аэросил А175. Перемешивание суспензии осуществляется как за счет ультразвукового излучения, так и за счет циркуляции суспензии. Температура 70-75°С поддерживается за счет выделяемого тепла при работе ультразвукового излучателя и экзотермической реакции взаимодействия щелочи и кремнезема. Суспензию при данной температуре выдерживаем в течение 30-40 минут.3. Next, fall asleep Aerosil A175. Mixing of the suspension is carried out both due to ultrasonic radiation, and due to the circulation of the suspension. The temperature of 70-75 ° C is maintained due to the generated heat during operation of the ultrasonic emitter and the exothermic reaction of the interaction of alkali and silica. The suspension at this temperature is maintained for 30-40 minutes.
4. Далее добавляем воды до плотности раствора 1,20 г/см3, ультразвуковой излучатель поднимаем на 50 мм, продолжаем циркуляцию раствора (Фиг. 1 «5»), устанавливаем режим нагрева 99°С и при одновременной работе ультразвукового излучателя и электронагреве доводим температуру до 99°С. При этой температуре раствор жидкого стекла выдерживаем в течение 20-30 минут.4. Next, add water to a density of the solution of 1.20 g / cm 3 , raise the ultrasonic emitter by 50 mm, continue the circulation of the solution (Fig. 1 "5"), set the heating mode to 99 ° C and bring the ultrasonic emitter and electric heating at the same time temperature up to 99 ° С. At this temperature, the liquid glass solution is held for 20-30 minutes.
5. Отбираем пробу жидкого стекла, охлаждаем до 22°С, замеряем плотность, определяем модуль. Раствор жидкого стекла охлаждаем и сливаем в герметично закрываемую емкость. Выход высокомодульного жидкого стекла составил 52,4 кг, плотность составила 1,199 г/см3. Модуль 4,0.5. We take a sample of liquid glass, cool to 22 ° C, measure the density, determine the module. The liquid glass solution is cooled and poured into a hermetically sealed container. The output of high-modulus liquid glass was 52.4 kg, the density was 1.199 g / cm 3 . Module 4.0.
6. На полученном по п.1-5 высокомодульном жидком стекле готовим суспензию цинксиликатной краски. Смешиваем жидкое стекло с цинковым порошком ПЦ-1 ГОСТ 12601-76 в массовом соотношении 25 г жидкого стекла и 75 г цинкового порошка (25% и 75% вес. соответственно). При периодическом перемешивании выдерживаем краску в течение 30 минут. После этого краскопультом наносим краску на отпескоструенные (степень шероховатости 40-100 мкм) стальные образцы (65×35×1 мм) на обе стороны. Далее образцы подвергаются сушке в естественных условиях с различным временем выдержки (процесс самоотверждения). После сушки образцы погружаются в воду. После испытаний образцы вынимаются и снова сушатся в течение одних суток. Водостойкость покрытия определяется визуально, а также трением мокрой белой тканью. Если на материи имеются темные следы, то покрытие считается неводостойким, если нет следов цинкового порошка, покрытие водостойкое. Результаты испытаний представлены в Таблице 1.
Далее для определения влияния высокомодульного жидкого стекла (предлагаемое изобретение) на физико-механические характеристики цинксиликатных покрытий приготовленные образцы с цинксиликатным покрытием выдерживались в естественных условиях в течение трех суток и после помещались в воду на 1000 часов. Результаты испытаний представлены в Таблице 2.Further, to determine the effect of high-modulus liquid glass (the present invention) on the physicomechanical characteristics of zinc silicate coatings, the prepared samples with zinc silicate coatings were kept under natural conditions for three days and then placed in water for 1000 hours. The test results are presented in Table 2.
Как видно из представленных результатов, связующее, полученное по предлагаемому способу значительно сокращает время самоотверждения, придает водостойкость цинксиликатным покрытиям с одновременным улучшением других характеристик.As can be seen from the presented results, the binder obtained by the proposed method significantly reduces the time of self-hardening, imparts water resistance to zinc silicate coatings while improving other characteristics.
Ограничение связующего (ВМЖС) по плотности растворов 1,18 г/см3 (нижнего предела) обусловлено невозможностью получить качественное (из-за потеков и образования трещин) однослойное покрытие (150 мкм) с малой вязкостью (менее 17-18 сек).The limitation of the binder (VMS) on the density of the solutions is 1.18 g / cm 3 (lower limit) due to the inability to obtain a high-quality (due to sagging and cracking) single-layer coating (150 μm) with a low viscosity (less than 17-18 seconds).
При плотности более 1,22 г/см3 возникают технологические сложности с нанесением суспензии из-за проблем с покрасочным оборудованием и неравномерности толщины нанесенного слоя.At a density of more than 1.22 g / cm 3 , technological difficulties arise with the application of the suspension due to problems with the paint equipment and uneven thickness of the applied layer.
Известно устройство (автоклав) для варки жидкого стекла, которое представляет собой сварной сосуд, состоящий из цилиндрической обечайки и двух стандартных эллиптических отбортованных днищ. Автоклав снабжен мешалками. Рабочее давление 15 атм, температура - 200-250°С. Обогрев и дополнительное перемешивание суспензии (кремнезем и раствор щелочи) осуществляются паром (давление 16 атм, температура 250°С).A device (autoclave) for cooking liquid glass is known, which is a welded vessel consisting of a cylindrical shell and two standard elliptical flanged bottoms. The autoclave is equipped with agitators. Working pressure is 15 atm, temperature is 200-250 ° C. Heating and additional mixing of the suspension (silica and alkali solution) are carried out by steam (pressure 16 atm, temperature 250 ° C).
Недостатком устройства являются значительные энергетические затраты, необходимость создания высоких температур и давления, сложный способ перемешивания суспензии паром, сложность получения заданных характеристик и качества жидкого стекла.The disadvantage of this device is significant energy costs, the need to create high temperatures and pressures, a complicated method of mixing the suspension with steam, the difficulty of obtaining the desired characteristics and quality of water glass.
Известен способ приготовления жидкого стекла с модулем до 4, включающий приготовление щелочно-кремнеземистой суспензии с варкой ее в автоклаве-реакторе. Температура варки жидкого стекла составляет 215-225°С при давлении 2,9-2,5 мПа [Корнеев В.И., Данилов В.В. Жидкое и растворимое стекло. С-Петербург: Стройиздат, 1996. С. 216]. Недостатком известного способа являются высокая температура, давление и низкий модуль.A known method of preparing liquid glass with a module of up to 4, including the preparation of alkaline-silica suspension with boiling it in an autoclave reactor. The melting temperature of liquid glass is 215-225 ° C at a pressure of 2.9-2.5 MPa [Korneev V.I., Danilov V.V. Liquid and soluble glass. St. Petersburg: Stroyizdat, 1996. S. 216]. The disadvantage of this method is the high temperature, pressure and low modulus.
Известно лабораторное устройство для получения высокомодульного жидкого стекла ,представляющего собой глицериновую баню, в которой суспензию мелкодисперсного кремнезема и раствора щелочи нагревают в течение 1,5-2 часов при температуре глицерина 110°С с последующим растворением образующегося кристаллогидрата до заданной плотности (прототип) [Орлов В.А. «Цинксиликатные покрытия». Москва: Машиностроение, 1984 г. С. 43].A known laboratory device for producing a high-modulus liquid glass, which is a glycerin bath, in which a suspension of finely divided silica and alkali solution is heated for 1.5-2 hours at a temperature of glycerol 110 ° C followed by dissolution of the resulting crystalline hydrate to a given density (prototype) [Orlov V.A. "Zinc silicate coatings." Moscow: Engineering, 1984, p. 43].
Недостатком известного устройства являются невозможность его использования в таком виде в промышленном масштабе, недостаточные физико-химические характеристики получаемого продукта, длительное время самоотверждения цинксиликатного покрытия на таком связующем, низкая адгезия.A disadvantage of the known device is the impossibility of its use in this form on an industrial scale, insufficient physico-chemical characteristics of the resulting product, a long self-hardening of the zinc silicate coating on such a binder, low adhesion.
Целью изобретения является создание такого устройства для получения высокомодульного жидкого стекла, которое отличалось бы простотой изготовления конструкции, а также позволяло бы вести процесс при относительно низких температурах (90-100°С) и атмосферном давлении с получением продукта с заданными высокими физико-химическими характеристиками.The aim of the invention is the creation of such a device for producing high-modulus liquid glass, which would be distinguished by the simplicity of the manufacture of the structure, and would also allow the process to be carried out at relatively low temperatures (90-100 ° C) and atmospheric pressure to obtain a product with desired high physicochemical characteristics.
Поставленная цель достигается в устройстве (Фиг. 1), которое представляет собой ванну прямоугольной формы из нержавеющей стали (Фиг.1 «1»). Дно ванны является одновременно верхней частью рубашки для нагрева (Фиг. 1 «2») и выполнено с наклоном (тангенс угла наклона равен 0,075) для беспрепятственного отвода газов и паров через газоотводную трубку (Фиг. 1 «3»). Нагрев теплоносителя (глицерин) осуществляется нагревателями (Фиг. 1 «4»), закрепленными снизу рубашки. В процессе варки ВМЖС перемешивание осуществляется как за счет циркуляции раствора насосом (Фиг. 1 «5»), так и за счет работы погружного ультразвукового излучателя (Фиг. 1 «6»). Ультразвуковой излучатель представляет собой замкнутый прямоугольный короб из нержавеющей стали. К верхней горизонтальной части изнутри крепятся магнитострикционные ультразвуковые излучатели (Фиг. 1 «7»).The goal is achieved in the device (Fig. 1), which is a rectangular bath made of stainless steel (Fig.1 "1"). The bottom of the bathtub is at the same time the upper part of the heating jacket (Fig. 1 “2”) and is made with a slope (the tangent of the angle of inclination is 0.075) for unimpeded removal of gases and vapors through the gas outlet pipe (Fig. 1 “3”). Heating of the coolant (glycerin) is carried out by heaters (Fig. 1 "4"), attached to the bottom of the shirt. In the process of cooking VMZHS mixing is carried out both due to the circulation of the solution by the pump (Fig. 1 "5"), and due to the operation of the submersible ultrasonic emitter (Fig. 1 "6"). The ultrasonic emitter is a closed rectangular box made of stainless steel. Magnetostrictive ultrasonic emitters are attached to the upper horizontal part from the inside (Fig. 1 "7").
Дно излучателя выполнено с наклоном (параллельно плоскости нагрева). Переменная глубина погружения ультразвукового излучателя определяется фиксированием высоты трубчатых стоек излучателя (Фиг. 1 «8»), через которые осуществляется подвод проводов (Фиг. 1 «9») от блока управления (на рисунке не показано) и охлаждение магнитострикционных излучателей за счет продувки воздухом (Фиг. 1 «10»), давление равно 1-2 атм, компрессор монтируется в комплекте с ванной (на рисунке не показано). Заданная температура жидкого стекла и глицерина автоматически поддерживается с помощью датчиков (Фиг. 1 «11») через блок управления (на рисунке не показан).The bottom of the emitter is made with an inclination (parallel to the heating plane). The variable immersion depth of the ultrasonic emitter is determined by fixing the height of the tube posts of the emitter (Fig. 1 "8") through which the wires are supplied (Fig. 1 "9") from the control unit (not shown in the figure) and the magnetostrictive emitters are cooled by air purging (Fig. 1 "10"), the pressure is 1-2 atm, the compressor is mounted complete with a bathtub (not shown in the figure). The set temperature of water glass and glycerin is automatically maintained using sensors (Fig. 1 "11") through the control unit (not shown in the figure).
Ванна снабжена необходимым количеством штуцеров для слива глицерина, циркуляции, слива жидкого стекла и промывки ванны водой (Фиг. 1 «12»). Заливка глицерина осуществляется через расширительный стакан (Фиг. 1 «13»). Боковая поверхность ванны и крышка покрыты теплоизоляционным материалом.The bath is equipped with the necessary number of fittings for draining the glycerin, circulating, draining the glass and flushing the bath with water (Fig. 1 "12"). The glycerol is poured through an expansion glass (Fig. 1 "13"). The side surface of the bathtub and the lid are covered with insulating material.
Устройство устанавливается на подставку из прямоугольного профиля.The device is mounted on a stand made of a rectangular profile.
Claims (3)
1-й этап: при температуре суспензии 70-75°C и плотности 1,22-1,26 г/см3 в течение 30-40 минут,
2-й этап: при температуре раствора 97-99°C и плотности 1,18-1,22 г/см3 в течение 20-30 минут.1. The method of obtaining high-modulus liquid sodium glass (M = 3.8-4.5) by hydrothermal treatment of a suspension of finely divided silica (10-40) * 10 -6 m and caustic alkali at atmospheric pressure and a temperature of 97-99 ° C, characterized the fact that in order to reduce the time of self-hardening and increase the adhesion of zinc silicate coatings when it is used as a binder, the process is carried out in two stages while mixing the solution with ultrasonic radiation with simultaneous circulation,
1st stage: at a suspension temperature of 70-75 ° C and a density of 1.22-1.26 g / cm 3 for 30-40 minutes,
2nd stage: at a solution temperature of 97-99 ° C and a density of 1.18-1.22 g / cm 3 for 20-30 minutes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013112670/05A RU2538830C2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Method and device for obtaining high-modulus liquid glass as binding agent for zincsilicate compositions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013112670/05A RU2538830C2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Method and device for obtaining high-modulus liquid glass as binding agent for zincsilicate compositions |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013112670A RU2013112670A (en) | 2014-09-27 |
| RU2538830C2 true RU2538830C2 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=51656344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013112670/05A RU2538830C2 (en) | 2013-03-22 | 2013-03-22 | Method and device for obtaining high-modulus liquid glass as binding agent for zincsilicate compositions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2538830C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2636703C1 (en) * | 2016-10-03 | 2017-11-27 | Евгений Георгиевич Лукин | Method and device for producing high-module liquid glass as binder for zinc-silicate compositions |
| RU2639779C2 (en) * | 2016-03-24 | 2017-12-22 | Евгений Георгиевич Лукин | Method and device for obtaining high-module liquid glass |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU480644A1 (en) * | 1972-12-06 | 1975-08-15 | Предприятие П/Я А-1080 | The method of obtaining liquid glass |
| RU2142411C1 (en) * | 1998-04-10 | 1999-12-10 | Братский Индустриальный Институт | Method of production of high-modulus water glass |
-
2013
- 2013-03-22 RU RU2013112670/05A patent/RU2538830C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU480644A1 (en) * | 1972-12-06 | 1975-08-15 | Предприятие П/Я А-1080 | The method of obtaining liquid glass |
| RU2142411C1 (en) * | 1998-04-10 | 1999-12-10 | Братский Индустриальный Институт | Method of production of high-modulus water glass |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| АНУФРИЕВ Н.Г. и др., Применение современных цинк-наполненных грунтовок для зашиты металлоконструкций от коррозии, Коррозия: материалы, защита, 2003, N2, с. 29-31 * |
| УЛЬТРАЗВУК. МАЛЕНЬКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ, ред. Голямина И.П., Москва, "Советская энциклопедия", 1979, с. 118-120. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2639779C2 (en) * | 2016-03-24 | 2017-12-22 | Евгений Георгиевич Лукин | Method and device for obtaining high-module liquid glass |
| RU2636703C1 (en) * | 2016-10-03 | 2017-11-27 | Евгений Георгиевич Лукин | Method and device for producing high-module liquid glass as binder for zinc-silicate compositions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013112670A (en) | 2014-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Guo et al. | pH-responsive self-healing anticorrosion coatings based on benzotriazole-containing zeolitic imidazole framework | |
| Jiang et al. | Enhanced corrosion barrier of microarc-oxidized Mg alloy by self-healing superhydrophobic silica coating | |
| Tedim et al. | Enhancement of active corrosion protection via combination of inhibitor-loaded nanocontainers | |
| Durán et al. | Protection and surface modification of metals with sol–gel coatings | |
| CN103589336B (en) | A kind of self-vulcanizing vinylformic acid heteropolysiloxane nano ceramics protective coating and preparation method thereof | |
| CN104530967B (en) | Reactive organosilicon waterproofing agent as well as preparation method and application thereof | |
| Ning et al. | Fouling and corrosion properties of SiO2 coatings on copper in geothermal water | |
| Rodič et al. | Corrosion behaviour and chemical stability of transparent hybrid sol-gel coatings deposited on aluminium in acidic and alkaline solutions | |
| CN103739307B (en) | A kind of sandstones stone cultural artifact protecting materials and methods for making and using same | |
| CN103602220B (en) | A kind of Siloxane hybrid anticorrosive paint | |
| RU2538830C2 (en) | Method and device for obtaining high-modulus liquid glass as binding agent for zincsilicate compositions | |
| Jarvis et al. | Reaction mechanisms for enhancing mineral sequestration of CO2 | |
| Qiao et al. | Application of ordered mesoporous silica nanocontainers in an anticorrosive epoxy coating on a magnesium alloy surface | |
| Chenan et al. | 2-mercaptobenzothiazole-loaded hollow mesoporous silica-based hybrid coatings for corrosion protection of modified 9Cr-1Mo ferritic steel | |
| CN106905752A (en) | There are the hollow ceramic microspheres of thermal insulation and heat reflectivity high simultaneously | |
| Criado et al. | Corrosion behaviour of coated steel rebars in carbonated and chloride-contaminated alkali-activated fly ash mortar | |
| Balgude et al. | Synthesis and characterization of sol–gel derived CNSL based hybrid anti-corrosive coatings | |
| Arukalam et al. | Exploitation of natural gum exudates as green fillers in self-healing corrosion-resistant epoxy coatings | |
| CN104559767B (en) | A preparing method of an organosilicon building waterproof agent | |
| Siva et al. | Mesoporous silica based reservoir for the active protection of mild steel in an aggressive chloride ion environment | |
| KR100840603B1 (en) | Method for preparing permanently hydrophobic aerogel and aerogel therefrom | |
| JP6836885B2 (en) | Method for producing montmorillonite slurry, clay film and montmorillonite slurry | |
| Yu et al. | A low-corrosivity structural timber | |
| CN107556879A (en) | A kind of heat-insulating nano composite coating and preparation method thereof | |
| RU2636703C1 (en) | Method and device for producing high-module liquid glass as binder for zinc-silicate compositions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150323 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160427 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170323 |