Файл: Сычев, М. М. Неорганические клеи.pdf

Таблица 48

Большой практический интерес представляют системы, в ко­ торых в щелочной среде возможно комплексообразование (алю­ мосиликатные системы). Такие связки готовят смешением рас­ творов силиката.

Известны связи с мольным соотношением Na20 :A l20 3 в алюминат?, равном 1,60— 1,80. При сливании таких растворов быстро образуются гели алюмосиликатов натрия. Было инте­ ресно выяснить устойчивость и вяжущие свойства алюмосили­ катных связок с более широким интервалом соотношений Na20 : : А120 з . Поэтому исследовали область устойчивости алюмоси­ ликатных связок при изменении в растворе алюмината соотно­

миния, образованный растворением А1(.ОН)3 в 45% растворе щелочи (р = 1,48 г/см3, т] = 57,5 сСт).

Связки готовят при смешении алюминатных растворов с жидким стеклом в объемном соотношении. При сливании ком­ понентов наблюдается загустевание, разогревание массы, но при интенсивном перемешивании удается получить однородный раствор.

Результаты по определению вяжущих свойств, вязкости, устойчивости связок, а также расчетные составы их приведены в табл. 49 и 50; некоторые составы были проверены данными химического анализа. Последние были в хорошем согласии с расчетом. —

Алюминатный раствор с соотношением Na20 : А120 3 = 5,9 (г/г) смешивается с трехмодульным жидким стеклом во всех объемных соотношениях; Вязкость вначале уменьшается (до соотношения 10:90), затем повышается и достигает максимума для состава с соотношением алюмината к жидкому стеклу, равным 40:60. Активность связки достигает максимального значения при соотношении алюмината к жидкому стеклу 30:70.

140

Таблица 49

П р и м е ч а н и е . Для смешанных связок соотношение Ж': Т=0,85 мл/г.

Таблица 50

* 0,2—соотношение А1(ОН)з: NaOH в алюминатном растворе, г/г; 20 : 80—соотно­ шение алюминатного раствора и жидкого стекла, объема, %.

Подобная зависимость наблюдается для состава с Na20 :

50:50.

Если иметь в виду, что содер­

Безусловный интерес представляют химические превращения в смешанных связках. При добавлении щелочного алюминат­ ного раствора к жидкому стеклу происходит резкое снижение вязкости, поскольку увеличение содержания щелочей в связке приводит к разрушению кремнекислородных связей в жидком стекле [135, с. 35]. Снижение степени полимеризации уменьшает вязкость системы. По мере увеличения содержания А120 3 в сме­ шанной связке (несмотря на одновременное увеличение содер­ жания щелочи) повышается ее вязкость, что связано, скорее

142

Ижорского завода, улучшило не только вязкость связующего, но и ряд других свойств литейных формовочных масс, получен­ ных на основе такой смешанной связки.

КЛЕИ НА ОСНОВЕ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ (ЗОЛЕЙ) КРЕМНЕВОЙ КИСЛОТЫ

Такие клеи и способы их использования разработаны в США [136] и в СССР Плаченовым, Белоцерковским с сотруд­ никами [137, 138]. Коллоидный раствор кремневой кислоты можно получить на холоду из. силиката натрия путем извлече­ ния его израствора катионообменными смолами. Полученные золи малоустойчивы, с низким ( ~ 1 %) содержанием кремневой кислоты. Золь переходит в гель в течение суток.

Более распространен способ получения коллоидных раство­ ров кремневой кислоты из органических эфиров ортокремневой кислоты. В одном из вариантов метода такой золь получили гидролизом этилового эфира ортокремневой кислоты (этилсиликата) в присутствии нескольких капель соляной кислоты как катализатора. При добавлении к таким эфирам большого коли­ чества воды идет гидролиз и образуется этиловый спирт и кремневая кислота:

(C2HB0 ) 4Si + 4Н20 H4S i0 4+ 4С2Н5ОН

Реакция сильно смещена вправо, поэтому для повышения устойчивости раствора ее проводят в присутствии спирта. Для стабилизации раствора кремневой кислоты к нему добавляют борную кислоту, бораты или несколько капель какой-либо кон­ центрированной минеральной кислоты [139, с. 25]. Устойчивость раствора кремнеэтилового эфира повышается, если заменить спирт ацетоном. Для получения коллоидного раствора кремне­ вой кислоты к 100 мл тетраэтилового эфира ортокремневой кислоты (свежеперегнанный при 167— 168°С) приливают при энергичном перемешивании 45 мл 85% раствора этилового спирта. К полученной смеси добавляют 15 мл воды и 2 капли концентрированной азотной кислоты. В растворе существует равновесие между эфиром и ортокремневой кислотой.

Устойчивость золя определяется значением pH среды, кон­ центрацией S i0 2 и органических растворителей. Полярные рас­ творители (спирт) стабилизируют поликремневую кислоту”, так как образуются комплексы на основе водородных связей. Свой­ ства водно-спиртовых золей кремневой кислоты, образующихся после гидролиза раствора этилсиликата, зависят от:

а) соотношения этилсиликата, спирта, воды и соляной кис­ лоты;

б) температуры и длительности гидролиза; в) степени полимеризации кремневой кислоты; г) соотношения Т : Ж-

144