Растворимое и жидкое стекло - Корнеев В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Касаясь отношения жидкого стекла к другим Са-содержащим твердым фазам или, в более широком смысле, к твердым фазам, содержащим двухвалентные металлы, способные в принципе осаждать силикаты из раствора, следует отметить ярко выраженную избирательность, подчас почти непредсказуемую. Пожалуй, естественно, что структуры, сложившиеся за геологические периоды, или вещества сильно отожженные ведут себя как инерты по отношению к жидкому стеклу, в то время как эти же вещества, образованные в более мягких условиях, активно с ним взаимодействуют. Этим обстоятельством широко пользуются, и подбором температуры обжига твердой фазы создают требуемую активность по отношению к жидкому стеклу. Так, например, поступают с окисью магния. Более непонятно то, что мел вводят в
122
123
1
жидкостекольные краски как инерт, практически не влияющИ| на жизнеспособность краски, т. е. не осаждающий силикаты из раствора и вполне совместимый с жидким стеклом. В то же время известняк и мрамор с той же степенью измельчения могут рассматриваться как отвердители.
3.3.4. Взаимодействие жидкого стекла с некоторыми металлами
Как известно, на воздухе свежая поверхность алюминия быстро покрывается окисной пленкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. В щелочных растворах эта пленка растворяется; алюминий лишается защитного покрытия и корродирует, вытесняя водород из воды, а также окисляясь растворенным кислородом. Введение в щелочной раствор в микроколичества]! жидкого стекла полностью ингибирует оба эти процесса, покрывая поверхность алюминия тонкой пленкой [13]. Эта пленка почти невидима на глаз и не растет больше чем на толщину 20—50 мкм. Она является результатом взаимодействия силикатам алюмината, обладает диэлектрическими свойствами, т. е. служит изолятором, и к тому же обладает химической стойкостью и механической прочностью. Такого рода ингибирование осуществляется в растворах Ыа2С03, Ыа3Р04, ЫаОС1, в растворах аминов при концентрации кремнезема максимум 0,025%. Защитная пленка на алюминии существенно упрочняется при обработке горячим 5%-ным раствором Ыа20 • 3,3§Ю2.
Хорошо известны термостойкие алюминиевые краски на силикатной основе. Высокомодульное жидкое стекло (л«4, о=1,25 г/см3) смешивается с чешуйчатым порошком алюминия. При этом наблюдается вспенивание из-за реакции выделения водорода, которое постепенно подавляется образующейся пленкой на поверхности металла. Несмотря на подавление реакции, держать такие краски в закрытой таре недопустимо. Кроме алюминия используется в подобных красках также магний и их сплавы. Возможно добавление в систему различных инертных наполнителей или умеренных отвердителей, таких как Л^О. После сушки покрытого такими красками металла изделие подвергается тепловой обработке до 800°С. При более высоких температурах происходит частичное сплавление металла покрытия с металлом основы.
Популярны краски на основе силиката натрия и цинкового порошка, которые используются как протекторная защита железа и стали, в том числе и в морской воде. Цинк также вытесняет водород из воды в щелочных растворах. Краска может пузыриться, и для подавления выделения водорода и повышения живучести краски частицы цинка предварительно покрываю* тонкой пленкой кремнезема или вводят сильные окислители типа
аромата, перманганата. Можно смешивать цинковую пыль и сурик даже в таких соотношениях, как 2:1, и использовать жидкое .текло с модулем 2,5, но обычно предпочитают более высокомодульные растворы силикатов. Живучесть красок очень сильно зависит от температуры; по утверждению Вейла [13], цинковые краски с суриком сохраняют живучесть 15 мин при 32 °С и более [О ч — в холодных условиях.
Цинковые краски требуют отверждения для большинства предложенных рецептов. Это может быть термонагрев (3 ч при 230 °С) или внесение в атмосферу С02, или обработка раствором кислоты после сушки. Были предложены самоотверждающиеся водостойкие цинковые краски на основе полисиликата лития с модулями 4,8 и 8,0. Как и на алюминии, на цинке при обработке силикатом натрия образуется тонкая нерастворимая пленка. Чтобы краска стала водостойкой, вероятно, необходимо, чтобы контактное расстояние между частицами цинка в краске было соизмеримо с толщиной этой пленки. Поэтому дисперсность порошков для цинковых красок очень высока и строго регламентирована в дозировке каждой градации.
Порошок кремния, а также силициды железа и ряда других металлов иногда используются для отверждения силикатных составов, поскольку кремний медленно вытесняет водород из воды и переходит в форму гидратированного кремнезема, повышая модуль жидкого стекла и выходя за пределы его устойчивости. При этом добавившийся кремнезем уплотняет и упрочняет образовавшийся по отвердевании камень. Реакция окисления $1-[_4Н20->2Н2-г-51 (ОН) 4 требует много воды, что тоже способствует упрочнению. Однако выделяющийся водород создает ненужную пористость. Если водород улавливать окислителем в момент выделения, то окислителя нужно избыточное количество.
3.3.5. Наполненные системы
Когда жидкое стекло играет роль связующего между частицами того или иного наполнителя, прочность структуры, образовавшейся после высыхания при обычной температуре, зависит °т многих факторов, но по характеру разлома затвердевшего камня можно определить наиболее слабое место образовавшегося материала. Разрушение может носить адгезионный характер (по местам стыка связующего и наполнителя) или когезионный (преимущественно по связке или по наполняющему материалу). Жидкое стекло обладает хорошей адгезией к большинству материалов, что легко определяется по углу смачивания. Силикатные Растворы с модулями ниже 3,5—3,7 хорошо смачивают все виды Неорганических стекол и керамик, асбест, целлюлозу, натуральную и синтетическую шерсть, волос, нейлон, несмолистое дерево, Глины, алюмосиликатные породы, силикатные, карбонатные, фос-
