×
10.04.2019
219.017.091c

СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЖИДКОГО СТЕКЛА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способам модифицирования жидких стекол, которые могут быть применены для получения терморегулирующих покрытий, применяемых в авиационной, космической промышленностях, а также в других областях техники. Модифицируют калиевые, натриевые, литиевые или калиево-литиевые жидкие стекла с модулем 2,8-5,2 полимерными органическими соединениями. В качестве модификатора используют водорастворимые или водонабухаемые производные бутадиен-стирольных, стирол-акриловых, ацетат-акриловых сополимеров или полиакриловых кислот, которые добавляют в количестве 0,1-10 мас.% к жидкому стеклу, имеющему температуру 20-90°С. Затем смесь перемешивают в течение 5-10 минут со скоростью не более 100 оборотов в минуту, после чего выдерживают до полной гомогенизации композиции. Способ обеспечивает получение модифицированных жидких стекол, которые могут быть использованы для создания терморегулирущих покрытий с высокими эксплуатационными свойствами. 3 з.п. ф-лы, 6 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам получения модифицированных высокомодульных жидких калиевых, натриевых, литиевых и калиево-литиевых стекол, используемых в качестве связующих для получения тонких покрытий на металле, пластике и других материалах, применяемых в различных областях техники, например в строительной, авиационной и космической технике, и, предпочтительно, для создания терморегулирующих покрытий космических аппаратов длительных сроков эксплуатации.

Как известно, жидкие стекла являются составным элементом многих известных композиций, применяемых при получении защитных покрытий на металле, дереве, пластике. Однако покрытия, получаемые на основе обычных жидких стекол, отличаются высокой хрупкостью, низкой адгезией к подложкам из различных материалов (до 5 баллов), низкой стойкостью к факторам космического пространства, низкой атмосферостойкостью, недолговечностью и склонностью к отшелушиванию от материала подложки. Известно, что для расширения области применения жидких стекол и получения на их основе покрытий с улучшенными эксплуатационными характеристиками предлагаются жидкие стекла, модифицированные различными добавками, обладающие улучшенными характеристиками по сравнению с исходным жидким стеклом.

В качестве модификаторов жидкого стекла, например, известно применение кремнийсодержащих соединений. Так, в случае использования оксида кремния в качестве модификатора жидкого стекла процесс модификации проводят либо смешением жидкого калиевого или натриевого стекла с диоксидом кремния (RU 2017776, C09D 109/08, 1994), либо смешением жидкого натриевого стекла с тетраэтоксисиланом (RU 2007430, C09D 1/04, 1994). Процесс модифицирования жидкого стекла оксидом кремния проводят в известных способах при повышенной температуре, порядка 60-80°С, и при перемешивании.

В качестве модификаторов жидкого стекла (литиевого, натриевого, калиевого) применяются и другие кремнийсодержащие соединения, например силаны с общей формулой R(CH2)nSiX3, где Х=СН3, ОСН3, ОС2Н5, ОС3Н7, Cl, R - насыщенный или циклический радикал (ЕР 2154111, С01В 37/00, 33/32, 2008).

Из достигнутого на настоящий момент уровня техники известны композиции различного применения, содержащие наряду с жидким стеклом и другие компоненты, в том числе и полимеры. Например, известна композиция, применяемая для получения краски, содержащая в качестве одного из компонентов модифицированное тетраэтоксисиланом жидкое стекло, а также содержащая акрилатные сополимеры, входящие в состав в количестве 6-9 мас.%, играющие роль эмульгаторов (RU 2007430, C09D 1/04). Известна также другая композиция для получения грунтовки, содержащая наряду с жидким стеклом, модифицированным оксидом кремния, и бутадиеновые или бутадиен-стирольные сополимеры, входящие в состав в количестве, составляющем 40-80 мас.%, и играющие роль связующего компонента (RU 2017776, C09D 109/08, 1994). Вышеперечисленные композиции являются дисперсиями с очень ограниченным сроком хранения (менее 3-6 месяцев).

Наиболее близким по технической сущности новому способу является известный способ модифицирования натриевого жидкого стекла органическим полимером, в качестве которого предлагается полиакриламид (CN 101376503, С01В 33/32, 2009). Данный способ, выбранный в качестве прототипа нового способа, осуществляют смешиванием натриевого жидкого стекла с 0,2-0,4%-ным количеством полиакриламида и перемешиванием реакционной массы в течение 60 минут в магнитном поле при использовании трехфазного моторного статора силой в 50 герц и при напряжении на входе 50 ватт, с последующим выдерживанием реакционной массы в течение 12-24 часов. Модифицированное стекло, полученное данным способом, имеет компрессионную прочность, равную 0,15-2,10 Мра в течение 24 часов. Основной недостаток известного способа заключается в том, что, во-первых, он не обеспечивает получение модифицированного жидкого стекла с высокими эксплуатационными свойствами. Как показали дополнительные исследования, покрытия, изготовленные из данного модифицированного стекла, не обладают высокой термоустойчивостью и устойчивостью в условиях жесткого электронного, протонного и ультрафиолетового облучения и не пригодны для получения терморегулирующих покрытий. Во-вторых, известный способ не экономичен, поскольку требует использования дорогостоящего оборудования и довольно больших энергетических затрат.

Для создания модифицированного жидкого стекла, отвечающего требованиям, предъявляемым к терморегулирующим покрытиям космических аппаратов длительных сроков эксплуатации, предлагается новый способ модифицирования жидкого стекла органическими полимерными соединениями, при этом модифицированию подвергают калиевое, или натриевое, или литиевое, или калиево-литиевое жидкое стекло с модулем не менее 2,8, а в качестве модификатора используют полимерные соединения, выбранные из группы водорастворимых или водонабухаемых производных бутадиен-стирольных, или стирол-акриловых, или ацетат-акриловых сополимеров или водорастворимых производных полиакриловых кислот, которые в количестве 0,1-10 мас.% по отношению к массе сухих веществ в жидком стекле добавляют к раствору жидкого стекла, имеющего температуру 20-80°С, и перемешивают со скоростью не более 100 оборотов в минуту в течение 5-10 минут, после чего выдерживают при комнатной температуре до полной гомогенизации композиции.

Для модифицирования используют натриевое жидкое стекло в интервале модулей от 2,8 до 3,8, или литиевое жидкое стекло в интервале модулей от 2,8 до 4,2, или калиевое жидкое стекло, или калиево-литиевое жидкое стекло в интервале модулей от 2,8 до 5,2.

Новый способ существенно отличается от способа-прототипа как исходными компонентами (типом жидкого стекла и выбранным модификатором), так и условиями модифицирования жидкого стекла.

Как сказано выше, в способе-прототипе в качестве модификатора используется органическое полимерное соединение - полиакриламид, а в новом рассматриваемом способе в качестве модификатора используются растворимые или водонабухаемые производные бутадиен-стирольных, или стирол-акриловых, или ацетат-акриловых сополимеров или водорастворимых производных полиакриловых кислот. Применение именно этих полимеров обеспечивает получение гомогенных составов, жизнеспособных более 3 лет, а покрытия на их основе отличаются высокой адгезией к подложкам из металлов, специальных сплавов, стекла, полимерам и другим специальным материалам, применяемым в авиационной и космической технике, повышенной эластичностью и стойкостью к факторам космического пространства.

Качество получаемого модифицированного стекла также существенно зависит от количества вводимого модификатора, которое составляет 0,1-10 мас.% по отношению к массе сухих веществ в жидком стекле. В случае уменьшения его ниже допустимого количества сохраняются хрупкость и низкая адгезия к подложкам из различных материалов, что характерно для немодифицированного стекла, а в случае завышения количества модификатора выше допустимого количества происходит нежелательное гелеобразование композиции.

В качестве исходного жидкого стекла в способе-прототипе используют натриевое жидкое стекло, а в новом способе применяют калиевое, или натриевое, или литиевое, или калиево-литиевое жидкое стекло, получаемое по известным технологиям, например, из аморфного диоксида кремния и гидроксида щелочного металла (SU 1533222, С01В 33/32, 1987), что позволяет расширить диапазон достигаемой прочности и долговечности покрытий при жестком космическом облучении.

Известно, что повышение модуля жидкого стекла является основой повышения прочности силикатных покрытий. Существенным признаком является использование в качестве исходного продукта высокомодульного жидкого стекла в интервале модулей от 2,8 до 5,2.

Выбранные полимерные добавки позволяют вести процесс модифицирования жидких стекол в более мягких условиях, чем в способе-прототипе, а именно без применения магнитного поля и за более короткое время.

Для осуществления процесса модифицирования необходимо, чтобы модификатор добавлялся к жидкому стеклу, имеющему температуру 20-90°С, что обеспечивает быстрое образование гомогенных композиций. В случае осуществления модифицирования при температуре ниже 20°С процесс сильно замедляется, а в случае завышения температуры выше верхнего предела (выше 90°С) имеет место образование нерастворимых в жидком стекле сгустков модификатора.

Процесс модифицирования жидкого стекла ввиду природы выбранных модификаторов не требует интенсивного перемешивания, поэтому процесс может быть завершен за 5-10 минут при невысокой скорости перемешивания исходных продуктов (не более 100 оборотов в минуту). После перемешивания реакционную массу выдерживают при комнатной температуре до полной гомогенизации композиции, которая определяется визуально.

Соблюдение всех признаков нового способа модифицирования жидкого калиевого, или натриевого, или литиевого, или калиево-литиевого стекла заявленными полимерными модификаторами обеспечивает получение нового силикатного связующего, предназначенного для терморегулирующих покрытий космических аппаратов длительных сроков эксплуатации (до 15 лет) в условиях жесткого электронного, протонного и ультрафиолетового облучения, а также резкого колебания температур от -150°С до +150°С. Покрытия на основе полученных рассматриваемым способом модифицированных стекол могут быть применены и в других областях техники, в которых предъявляются повышенные требования к эксплуатационным свойствам используемых материалов.

Рассматриваемое изобретение иллюстрируется нижеприведенными примерами.

Пример 1. В калиево-литиевое жидкое стекло, содержащее 19,1% SiO2, 5,41% К2O и 0,25% Li2O, с модулем 4,8 при температуре 20°С вводят водорастворимое производное бутадиен-стирольного сополимера в количестве 0,1%, ведут перемешивание в течение 5 минут и затем выдерживают при комнатной температуре до образования прозрачного раствора.

Пример 2. В жидкое натриевое стекло, содержащее SiO2 и Na2O с модулем 3,5 при температуре 80°С вводят водорастворимое производное стирол-акрилового сополимера в количестве 10% и перемешивают при этой температуре 10 минут.

Пример 3. В жидкое калиевое стекло с модулем 3,5, содержащее 19,5% SiO2, 8,7% K2O, вводят 2% полиакрилата аммония и перемешивают 5 минут.

Пример 4. В жидкое калиевое стекло с модулем 3,5, содержащее 19.5% SiO2 и 8,7% K2O, при температуре 20-25°С вводят 0,2% бутадиен-стирольного сополимера и перемешивают 10 минут.

Пример 5. В жидкое калиевое стекло с модулем 5,2, содержащее 19,4% SiO2 и 5,85% K2O, при температуре 80°С вводят 0,5% ацетат-стирольного сополимера, перемешивают 5 минут.

Пример 6. В литиевое жидкое стекло с модулем 2,8, содержащее 22,3% SiO2 и 3,96% Li2O вводят 0,5% полиакрилата натрия при 60°С, перемешивают 5 минут.

Примечания к примерам 1-5

1. Процентная доля модификатора приведена в пересчете на массу сухих веществ в жидком стекле, т.е. сумму оксидов SiO2+Me2O, где Me - К, Na, Li.

2. Композиции после введения модификаторов и перемешивания выдерживают до полной гомогенизации, которая происходит самопроизвольно в течение 1-6 часов при комнатной температуре с образованием прозрачных растворов.

3. Покрытия на основе пигментно-наполненных модифицированных жидких стекол имеют адгезию к различным подложкам не более 1-2 балла.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 33 items.
27.08.2013
№216.012.63f8

Способ очистки нитрата калия

Изобретение относится к способам очистки нитрата калия до получения высокочистого продукта, который может быть применен в современных областях науки и техники (волоконная оптика, оптическое стекловарение, монокристаллы и др.). Очистку водного раствора нитрата калия осуществляют обработкой при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491229
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.10.2014
№216.013.0317

Способ получения чистого карбоната кальция

Изобретение может быть использовано при получении продуктов для оптического стекловарения. Способ получения чистого карбоната кальция включает карбонизацию газообразным диоксидом углерода водной суспензии гидроксида кальция. Диоксид углерода используют с 25-30% мольным избытком по отношению к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532189
Дата охранного документа: 27.10.2014
10.02.2015
№216.013.22ae

Способ получения бензоаза-12-крауна-4

Изобретение относится к способу получения бензоаза-12-крауна-4, осуществляемого конденсацией о-аминофенола с дихлоридом триэтиленгликоля с последующим выделением целевого продукта, отличающемуся тем, что исходный о-аминофенол в среде изопропилового спирта обрабатывают гидроокисью натрия и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002540331
Дата охранного документа: 10.02.2015
20.04.2015
№216.013.42b3

Способ получения иминодиуксусной кислоты

Изобретение относится к способу получения иминодиуксусной кислоты, которая может найти применение в качестве комплексонного фрагмента при создании на ее основе полифункциональных лигандов, являющихся металлоиндикаторами. Согласно предлагаемому способу осуществляют взаимодействие водного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548573
Дата охранного документа: 20.04.2015
10.09.2015
№216.013.75bd

Способ получения 3-хлорметил-4-метоксибензальдегида

Изобретение относится к способу получения 3-хлорметил-4-метоксибензальдегида, в основном применяемого в качестве исходного продукта при синтезе различных химических соединений, в частности гетероциклических соединений, стиролдифенилпроизводных, биологически активных соединений. Способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002561730
Дата охранного документа: 10.09.2015
27.10.2015
№216.013.87d1

Способ получения монохлорацетата серебра

Изобретение относится к органической химии, а именно к группе галогенацетатов, и непосредственно касается получения монохлорацетата серебра, применяемого, в частности, для получения полимерных материалов, используемых в медицине. Способ получения монохлорацетата серебра включает использование в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002566372
Дата охранного документа: 27.10.2015
27.04.2016
№216.015.3944

Комплексонаты этилендиамин-β-пропионовых кислот с двухвалентными металлами: медью, цинком, никелем и кобальтом, и способы их получения

Изобретение относится к химии этилендиаминпропионовых кислот и непосредственно касается комплексонатов этилендиамин-β-пропионовых кислот с двухвалентными металлами: медью, цинком, никелем и кобальтом. Комплексонат имеет общую формулу (RRNCHCHNRR)M, где M=Cu(II), Zn(II), Ni(II), Co(II); R, R=H;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582680
Дата охранного документа: 27.04.2016
20.05.2016
№216.015.3f44

Способ получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена, модифицированного наноразмерными частицами оксида циркония

Изобретение относится к способу получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) модифицированного наноразмерными частицами оксида циркония, предназначенного для изготовления керамики, катализаторов, биомедицинских материалов. Способ осуществляют в несколько стадий. Сначала получают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002584159
Дата охранного документа: 20.05.2016
12.01.2017
№217.015.5bf0

Способ получения 1, 3-диамино-2-гидроксипропан-n, n'-диметилфосфоновой-n, n'-диуксусной кислоты

Изобретение относится к способу получения 1,3-диамино-2-гидроксипропан-N,N′-диметилфосфоновой-N,N′-диуксусной кислоты, которая может быть применена в качестве ингибитора отложения минеральных солей в системах водопользования промышленных предприятий, предприятий большой и малой энергетики и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589715
Дата охранного документа: 10.07.2016
12.01.2017
№217.015.5d7f

Способ получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена, модифицированного наноразмерными частицами оксида титана

Изобретение может быть использовано в химической, добывающей, пищевой отраслях промышленности и в медицине. Для получения сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), модифицированного наноразмерными частицами оксида титана, к исходному СВМПЭ при интенсивном перемешивании добавляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590556
Дата охранного документа: 10.07.2016
Showing 1-10 of 10 items.
27.11.2013
№216.012.8553

Состав для изготовления огнезащитного покрытия

Изобретение относится к области огнезащитных материалов напыляемого типа для защиты металлических конструкций и касается состава для изготовления огнезащитного покрытия. Cостав в виде сухой смеси включает цемент, вермикулит, каолин, сухой редиспергируемый латекс, волокнистый материал,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499809
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.07.2014
№216.012.e4e2

Терморегулирующее покрытие

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к покрытиям пассивной терморегуляции класса «истинный поглотитель». Терморегулирующее покрытие (ТРП) в конструкциях космических аппаратов применяется на поверхности оптических приборов, систем наблюдения, радиаторов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524384
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.09.2014
№216.012.f2df

Состав для теплозащитных покрытий

Изобретение относится к составам для получения теплозащитных покрытий, которые могут быть применены для наружной теплозащиты элементов конструкций космических аппаратов, а также в строительстве и авиационной технике. Состав для теплозащитных покрытий содержит в качестве органического связующего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527997
Дата охранного документа: 10.09.2014
27.06.2015
№216.013.5872

Радиационно-защитное терморегулирующее покрытие для космических аппаратов

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к терморегулирующим покрытиям класса «солнечные отражатели». Радиационно-защитное терморегулирующее покрытие включает верхний слой покрытия, содержащий в качестве связующего водный раствор литиевого жидкого стекла,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554183
Дата охранного документа: 27.06.2015
20.08.2015
№216.013.709a

Терморегулирующее покрытие на основе неорганического класса "истинный поглотитель"

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к покрытиям пассивной терморегуляции класса «истинный поглотитель» («ИП»). Терморегулирующее покрытие класса «истинный поглотитель» выполнено из композиции, включающей неорганическое силикатное связующее и магнетит....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002560396
Дата охранного документа: 20.08.2015
10.02.2016
№216.014.c474

Терморегулирующее покрытие класса "солнечный отражатель" для изделий из углепластика (варианты)

Изобретение относится к области космического материаловедения, а именно к терморегулирующим покрытиям класса «солнечные отражатели». Терморегулирующие покрытия класса «солнечный отражатель» выполнены на основе вариантов композиций, содержащих при определенных соотношениях водный раствор жидкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574620
Дата охранного документа: 10.02.2016
29.03.2019
№219.016.ef03

Композиция для терморегулирующего покрытия класса "солнечные отражатели"

Изобретение относится к области космического материаловедения и оптической техники и может быть использовано в системе пассивного терморегулирования космических аппаратов для изготовления покрытия холодной сушки класса «солнечные отражатели», которые наносят на внешние поверхности космических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002283332
Дата охранного документа: 10.09.2006
13.06.2019
№219.017.81dc

Терморегулирующее покрытие

Изобретение относится к терморегулирующим покрытиям, наносимым на наружную поверхность для поддержания определенного теплового режима космического аппарата. Описано терморегулирующее покрытие, выполненное из композиции, содержащей в качестве связующего амидосодержащую акриловую смолу в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315794
Дата охранного документа: 27.01.2008
10.07.2019
№219.017.b0cb

Способ получения литиевого жидкого стекла

Изобретение относится к способам получения жидкого литиевого стекла, используемого для создания терморегулируемых покрытий космических аппаратов нового поколения, а также в составах композиционных материалов, при изготовлении силикатных пленок, антибликовых покрытий. Способ осуществляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002448043
Дата охранного документа: 20.04.2012
10.07.2019
№219.017.b177

Способ получения алюминатов бария

Изобретение относится к области химии. Алюминаты бария получают из оксида или гидроксида алюминия и оксида бария или гидроксида бария, которые спекают при 700-900°С в течение 4-8 часов. Алюминаты бария, полученные данным способом, соответствуют всем требованиям, предъявляемым к исходным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002466935
Дата охранного документа: 20.11.2012
+ добавить свой РИД