RU2123894C1 - Method of protecting of surface with use of silicate compounds - Google Patents

Abstract

FIELD: formation of protective layer on conjugating surface, for instance, metal or wood. SUBSTANCE: method includes first preparation of article surface. Surface on metal articles may be prepared by cleaning the surface and subsequent holding it in concentrated phosphoric acid. Surface on wood articles may be prepared by thorough cleaning of surface with the help of hot water and detergent (only). Preferably, surface is prepared to form uniform continuous layer of liquid. After preparation of surface, applied to it is 10-16 vol.% silicate-contanining solution for 20 s and let it fully dry at temperature of 151.7 C for formation of a layer of silicate material over the surface. During drying, at least one part of sodium silicate is converted into silicon dioxide. The, applied to surface is acid to form protection layer. EFFECT: provision of protecting surface from abrasive attrition, corrosion, heat and fire. 29 cl, 6 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу формирования защитного слоя жесткой поверхности изделия. Защитный слой формируется посредством нанесения слоя силикатсодержащих растворов на жесткую поверхность, высушивания слоя и нанесения кислотного слоя на высушенный слой для того, чтобы образовался защитный слой. The present invention relates to a method for forming a protective layer of a rigid surface of an article. A protective layer is formed by applying a layer of silicate-containing solutions to a hard surface, drying the layer, and applying an acid layer to the dried layer so that a protective layer is formed.

Предшествующий уровень техники
Разрушение металлических и деревянных изделий, например, за счет абразивного износа и коррозии, имеет значительное экономическое влияние на многие отрасли промышленности.State of the art
The destruction of metal and wood products, for example, due to abrasion and corrosion, has a significant economic impact on many industries.

Замедление таких разрушающих сил имеет поэтому коммерческое и практическое значение. Одним из способов замедления абразивного износа и коррозии является использование защитного слоя или покрытия на открытых, подвергаемых воздействию поверхностях. The retardation of such destructive forces is therefore of commercial and practical importance. One way to slow down abrasion and corrosion is to use a protective layer or coating on exposed exposed surfaces.

Используются различные типы защитных барьеров или слоев. Например, с помощью органических соединений, таких как краски, лаки, олифы и подобные им могут наноситься непосредственно на поверхность изделия. Для того чтобы действовать как защитный слой, органическое соединение должно быть совместимым с обрабатываемой поверхностью. Также для некоторых органических композиций или соединений поверхность должна быть предварительно обработана перед нанесением последних, с тем, чтобы на поверхности происходило соответствующее связывание или адгезия. Например, при нанесении красок на поверхность алюминия или алюминиевого сплава поверхность должна быть тщательно очищена и "обработана до шероховатости" или "протравлена" для того, чтобы краска прилипала или приклеивалась к поверхности. Когда используется относительно тонкий покрасочный слой, то "обработанная до шероховатости" или "протравленная" нижележащая или подстилающая поверхность может просматриваться сквозь слой краски, что может быть нежелательным. К тому же для многих органических соединений полученный защитный слой может быть относительно мягким и не выдерживать воздействия абразивного истирания или коррозии. Various types of protective barriers or layers are used. For example, using organic compounds such as paints, varnishes, drying oils and the like can be applied directly to the surface of the product. In order to act as a protective layer, the organic compound must be compatible with the treated surface. Also, for some organic compositions or compounds, the surface must be pretreated before applying the latter, so that appropriate bonding or adhesion occurs on the surface. For example, when applying paint to an aluminum or aluminum alloy surface, the surface must be thoroughly cleaned and “roughened” or “etched” so that the paint adheres or adheres to the surface. When a relatively thin coating layer is used, the “roughened” or “etched” underlying or underlying surface may be visible through the paint layer, which may be undesirable. In addition, for many organic compounds, the resulting protective layer may be relatively soft and not withstand abrasion or corrosion.

Другой тип защитного материала использует свойства силикатных соединений, которые химически связываются с различными металлическими поверхностями. Общеизвестно, что различные силикатные соединения могут быть использованы, чтобы получить твердые гладкие поверхности, которые выдерживают воздействие абразивного истирания и коррозии. В патенте США N 3,658,662 Кассона и др. описаны литографические пластины, изготовленные из алюминия или алюминиевых сплавов, которые обработаны силикатом, чтобы получить твердый гладкий слой между поверхностью пластины и коррозионными солями диазония и другими светочувствительными покрытиями, используемыми в литографических технологических процессах. Другим преимуществом силикатных соединений является их тепло- и огнестойкие свойства. В патенте США N 4,810,741 Кима, например, описан детально проработанный процесс изготовления огнестойкого, негорючего материала, содержащего силикатные соединения. Однако такие силикатизированные материалы еще допускают недопустимо высокий уровень коррозии и склонны к растворению растворителями. Another type of protective material uses the properties of silicate compounds, which are chemically bonded to various metal surfaces. It is well known that various silicate compounds can be used to obtain hard, smooth surfaces that withstand abrasion and corrosion. U.S. Patent No. 3,658,662 to Casson et al. Describes lithographic plates made of aluminum or aluminum alloys that are treated with silicate to obtain a hard, smooth layer between the surface of the plate and the corrosive diazonium salts and other photosensitive coatings used in lithographic processes. Another advantage of silicate compounds is their heat and flame retardant properties. In U.S. Patent No. 4,810,741, Kim, for example, describes a detailed process for making a flame retardant, non-combustible material containing silicate compounds. However, such silicatized materials still allow an unacceptably high level of corrosion and are prone to solvent dissolution.

Один из типов покрытий, который использует нанесение с использованием электролитического процесса, описан в патенте США N 3,658,662 Кассона и др. Этот процесс включает использование основного электролитного раствора силиката натрия или других солей и алюминиевой детали или пластины, которая действует как анод. Между алюминиевым анодом и катодом пропускают электрический ток для того, чтобы обеспечить образование слоя силиката алюминия на поверхности алюминиевого анода. Этот процесс, однако, нельзя использовать для поверхностей, которые не проводят электрический ток, как например дерево. One type of coating that uses deposition using an electrolytic process is described in US Pat. No. 3,658,662 to Casson et al. This process involves the use of a basic electrolyte solution of sodium silicate or other salts and an aluminum part or plate that acts as an anode. An electric current is passed between the aluminum anode and the cathode in order to ensure the formation of an aluminum silicate layer on the surface of the aluminum anode. This process, however, cannot be used for surfaces that do not conduct electric current, such as wood.

Некоторые известные защитные покрытия, в частности покрытия для металлов, также содержат ядовитые вещества, как например, хроматы и кадмий. Эти вещества оказывают вредное влияние на окружающую среду, и их утилизация является очень дорогостоящей. Процессы создания таких покрытий, как например широко используемых хроматных конверсионных покрытий, также создают другие проблемы утилизации. Кроме того, покрытия, созданные посредством таких процессов, не имеют большой стойкости к абразивному истиранию. Следовательно, существует большая нужда в улучшенных защитных покрытиях для металлов и других материалов, которые не используют вещества, которые токсичны или любым другим образом вредно воздействуют на окружающую среду и которые обладают сравнительно большой стойкостью к абразивному истиранию. Some well-known protective coatings, in particular coatings for metals, also contain toxic substances, such as chromates and cadmium. These substances have a harmful effect on the environment, and their disposal is very expensive. Coating processes such as commonly used chromate conversion coatings also pose other disposal problems. In addition, coatings created through such processes do not have much resistance to abrasion. Therefore, there is a great need for improved protective coatings for metals and other materials that do not use substances that are toxic or otherwise harmful to the environment and that have a relatively high resistance to abrasion.

Краткое описание существа изобретения
В противоположность известным защитным покрытиям защитный слой, образованный посредством способа, осуществляемого по настоящему изобретению, обеспечивает покрытие для относительно жесткой поверхности изделия, которое обладает высокой стойкостью к абразивному истиранию, коррозии, растворителям, огню и другим деструктивным воздействиям. Этот защитный слой образован из нетоксичных материалов посредством процесса, который сам по себе не создает дополнительных вредных отходов. Настоящее изобретение поэтому является значительным усовершенствованием в области защитных слоев для покрытий для жестких поверхностей.SUMMARY OF THE INVENTION
In contrast to the known protective coatings, the protective layer formed by the method of the present invention provides a coating for the relatively rigid surface of the product, which is highly resistant to abrasion, corrosion, solvents, fire and other destructive effects. This protective layer is formed from non-toxic materials through a process that does not in itself create additional harmful waste. The present invention is therefore a significant improvement in the field of protective coatings for hard surfaces.

В одном из вариантов способ обработки жестких поверхностей изделия сформированием защитного слоя на упомянутой жесткой поверхности содержит следующие этапы:
/a/ формирование гидрофильной поверхности на жесткой поверхности изделия;
/b/ нанесение силикатсодержащего раствора на гидрофильную поверхность, в результате чего образуется сплошной слой силикатсодержащего раствора на гидрофильной поверхности;
/c/ высушивание слоя силикатсодержащего раствора на гидрофильной поверхности для создания сухого слоя силикатного материала на жесткой поверхности изделия; и
/d/ воздействие на высушенный слой силикатного материала кислотой, в результате чего образуется защитный слой на жесткой поверхности.In one embodiment, the method of processing hard surfaces of an article by forming a protective layer on said rigid surface comprises the following steps:
/ a / formation of a hydrophilic surface on a rigid surface of the product;
(b) applying a silicate-containing solution to a hydrophilic surface, resulting in a continuous layer of a silicate-containing solution on a hydrophilic surface;
(c) drying the layer of silicate-containing solution on a hydrophilic surface to create a dry layer of silicate material on a hard surface of the product; and
(d) exposing the dried layer of silicate material to acid, thereby forming a protective layer on a hard surface.

В этом способе гидрофильная поверхность может быть создана любыми другими средствами, включая химические средства и механические средства, как например шлифование песком. Гидрофильная поверхность также может быть промыта перед тем, как ее подвергают воздействию силикатсодержащего раствора. In this method, a hydrophilic surface can be created by any other means, including chemicals and mechanical means, such as sanding. The hydrophilic surface can also be washed before it is exposed to a silicate-containing solution.

В этом способе силикатсодержащий раствор содержит от 10% до 100% (по объему) силикатного соединения. Предпочтительнее, чтобы силикатсодержащий раствор содержал от 20% до 40% (по объему) силикатного соединения. Силикатсодержащий раствор является также предпочтительнее раствором силиката натрия, хотя силикатным раствором также может быть силикатный раствор калия. Когда гидрофильную поверхность подвергают воздействию силикатсодержащего раствора, он может воздействовать на эту поверхность от 1 до 60 секунд для того, чтобы образовался слой силикатсодержащего раствора. Предпочтительнее, однако, чтобы гидрофильная поверхность подвергалась воздействию силикатсодержащего раствора 20 секунд и менее. In this method, the silicate-containing solution contains from 10% to 100% (by volume) of the silicate compound. Preferably, the silicate-containing solution contains from 20% to 40% (by volume) of the silicate compound. A silicate-containing solution is also preferable to a sodium silicate solution, although the silicate solution may also be a potassium silicate solution. When a hydrophilic surface is exposed to a silicate-containing solution, it can act on this surface from 1 to 60 seconds in order to form a layer of silicate-containing solution. However, it is preferable that the hydrophilic surface is exposed to a silicate-containing solution of 20 seconds or less.

Этап сушки настоящего способа предпочтительнее включает нагревание слоя силикатсодержащего раствора на гидрофильной поверхности. Слой силикатсодержащего раствора должен быть нагрет, по крайней мере, до 150^oC. В этом способе этап нагревания может включать подвергание слоя силикатсодержащего раствора воздействию окружающей среды, имеющей исходную температуру от около 20^oC до 250^oC, с последующим увеличением температуры окружающей среды со скоростью от около - 1,1^oC до 15,6^oC в минуту до тех пор, пока не будет достигнута температура от 150^oC до 249^oC. Предпочтительнее этот этап включал воздействие на слой силикатсодержащего раствора на гидрофильной поверхности окружающей среды, имеющей исходную температуру от 48,9^oC до 65,6^oC с последующим повышением температуры окружающей среды со скоростью от около -1,1^oC до 15,6^oC в минуту до тех пор, пока не будет достигнута температура от 151,7^oC до 176,7^oC. Этап полного высушивания длится от около 2 минут до около 50 минут, предпочтительнее от 6 минут до 15 минут.The drying step of the present process preferably involves heating a layer of silicate-containing solution on a hydrophilic surface. The silicate-containing solution layer must be heated to at least 150 ^° C. In this method, the heating step may include exposing the silicate-containing solution layer to an environment having an initial temperature of from about 20 ^° C. to 250 ^° C., followed by an increase in ambient temperature at a rate of from about - 1.1 to 15.6 ^o C ^o C per minute until until a temperature of 150 ^o C to 249 ^o C. Preferably, this step comprises exposing the layer of silicatecontaining solution on the hydrophilic surface envi s having an initial temperature of 48,9 ^o C to 65,6 ^o C, followed by raising the ambient temperature at a rate of about -1,1 ^o C to 15,6 ^o C per minute up until the temperature is reached from 151.7 ^o C to 176.7 ^o C. The stage of complete drying lasts from about 2 minutes to about 50 minutes, preferably from 6 minutes to 15 minutes.

В качестве кислоты, используемой в настоящем способе, может быть кислотный раствор, содержащий от 1% до 99% (по объему) кислоты, хотя кислотный раствор предпочтительнее содержит от 10% до 30% (по объему) кислоты. Это может быть фосфорная кислота, которая является недорогой и легко доступной. Высушенный слой силикатного материала подвергают воздействию кислотного раствора от 5 секунд до 120 секунд, предпочтительнее от 20 секунд до 50 секунд. В этом варианте кислотный раствор может иметь температуру от 20^oC до 82,2^oC, когда на высушенный слой силикатного материала воздействуют кислотным раствором.As the acid used in the present method, there may be an acidic solution containing from 1% to 99% (by volume) acid, although an acidic solution preferably contains from 10% to 30% (by volume) acid. It can be phosphoric acid, which is inexpensive and readily available. The dried layer of silicate material is exposed to an acid solution from 5 seconds to 120 seconds, more preferably from 20 seconds to 50 seconds. In this embodiment, the acidic solution may have a temperature of from 20 ^° C. to 82.2 ^° C. when an acidic solution is applied to the dried layer of silicate material.

В одном из вариантов вышеупомянутые этапы от в/ до d/ повторяют много раз, чтобы получить улучшенную коррозионную стойкость и другие характеристики. В этом и других вариантах для удаления избытка кислоты защитный слой промывают. In one embodiment, the above steps from / to d / are repeated many times to obtain improved corrosion resistance and other characteristics. In this and other embodiments, the protective layer is washed to remove excess acid.

Другой вариант настоящего изобретения включает изделие, имеющее жесткую недеформируемую поверхность, на которой должен быть образован защитный слой, при этом защитный слой образуется путем:
/а/ образования гидрофильной поверхности на жесткой недеформируемой поверхности изделия ;
/b/ нанесения силикатсодержащего раствора на гидрофильную поверхность, в результате чего образуется сплошной слой силикатсодержащего раствора на гидрофильной поверхности;
/c/ высушивания слоя силикатсодержащего раствора на гидрофильной поверхности для создания высушенного слоя силикатного материала на жесткой недеформируемой поверхности изделия; и
/d/ воздействия кислотой на высушенный слой силикатного материала, в результате чего образуется защитный слой на жесткой поверхности.Another embodiment of the present invention includes an article having a rigid non-deformable surface on which a protective layer is to be formed, wherein the protective layer is formed by:
(a) the formation of a hydrophilic surface on a rigid undeformable surface of the product;
(b) applying a silicate-containing solution to a hydrophilic surface, as a result of which a continuous layer of a silicate-containing solution is formed on the hydrophilic surface;
(c) drying the layer of silicate-containing solution on a hydrophilic surface to create a dried layer of silicate material on a rigid undeformable surface of the product; and
(d) exposure to acid on the dried layer of silicate material, as a result of which a protective layer forms on a hard surface.

В другом альтернативном варианте настоящего изобретения способ обработки изделия, имеющего жесткую недеформируемую поверхность, для образования защитного слоя на жесткой недеформируемой поверхности включает следующие этапы:
/a/ нанесение равномерного слоя силикатсодержащего раствора на жесткую недеформируемую поверхность изделия;
/b/ высушивание равномерного слоя силикатсодержащего раствора для образования высушенного слоя силикатного материала на жесткой поверхности; и
/c/ воздействие кислотой на твердый слой силикатного материала, в результате чего образуется защитный слой на жесткой поверхности.In another alternative embodiment of the present invention, a method of processing an article having a rigid non-deformable surface to form a protective layer on a rigid non-deformable surface includes the following steps:
/ a / applying a uniform layer of a silicate-containing solution on a rigid undeformable surface of the product;
(b) drying a uniform layer of a silicate-containing solution to form a dried layer of silicate material on a hard surface; and
(c) exposure to an acid on a solid layer of silicate material, as a result of which a protective layer forms on a hard surface.

Этот способ дополнительно включает этап создания гидрофильной поверхности на жесткой недеформируемой поверхности перед нанесением равномерного слоя силикатсодержащего раствора на жесткую поверхность. This method further includes the step of creating a hydrophilic surface on a rigid non-deformable surface before applying a uniform layer of a silicate-containing solution to the rigid surface.

В еще одном варианте настоящего изобретения описан защитный слой на жесткой недеформируемой поверхности, при этом защитный слой содержит:
наружный слой, содержащий двуокись кремния, при этом наружный слой непористый; и
внутренний слой, содержащий двуокись кремния и окисел металла, при этом внутренний слой является водорастворимым.In yet another embodiment of the present invention, a protective layer is described on a rigid non-deformable surface, the protective layer comprising:
the outer layer containing silicon dioxide, while the outer layer is non-porous; and
the inner layer containing silicon dioxide and metal oxide, while the inner layer is water soluble.

Далее эти и другие аспекты и варианты настоящего изобретения будут рассмотрены более подробно. Further, these and other aspects and variations of the present invention will be discussed in more detail.

Краткое описание чертежей
Фиг. 1 является поперечным разрезом металлического изделия, имеющего защитный слой, сформированный на нем и включающий внутренний слой силикатной соли и наружный двойной слой;
Фиг. 2 - поперечный разрез металлического изделия, имеющего защитный слой, образованный на нем и включающий два внутренних слоя силикатной соли и наружный двойной слой.Brief Description of the Drawings
FIG. 1 is a cross-sectional view of a metal product having a protective layer formed thereon and including an inner layer of silicate salt and an outer double layer;
FIG. 2 is a cross-sectional view of a metal product having a protective layer formed thereon and including two inner layers of silicate salt and an outer double layer.

Фиг. 3 - поперечный разрез металлического изделия, имеющего защитный слой, образованный на нем и включающий два двойных слоя;
Фиг. 4 - поперечный разрез деревянного изделия, имеющего защитный слой, образованный на нем и состоящий из двух внутренних слоев силикатной соли и наружного двойного слоя;
Фиг. 5 - поперечный разрез деревянного изделия, имеющего защитный слой, образованный на нем и состоящий из внутреннего слоя и наружного двойного слоя;
Фиг. 6 - графический пример одного из аспектов упомянутого варианта настоящего способа обработки жестких недеформируемых изделий для образования на них защитного слоя.FIG. 3 is a cross-sectional view of a metal product having a protective layer formed thereon and including two double layers;
FIG. 4 is a cross-sectional view of a wooden product having a protective layer formed thereon and consisting of two inner layers of silicate salt and an outer double layer;
FIG. 5 is a cross-sectional view of a wooden product having a protective layer formed thereon and consisting of an inner layer and an outer double layer;
FIG. 6 is a graphical example of one aspect of the aforementioned embodiment of the present method of processing rigid non-deformable products to form a protective layer thereon.

Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение представляет собой усовершенствованный способ обработки жесткой недеформируемой поверхности изделия для создания защитного слоя на этой поверхности. Предполагается, что поверхность любого относительно жесткого материала, как например металла, может быть обработана в соответствии с настоящим изобретением для защиты поверхности этого металла. Предполагается, что защитный слой, созданный посредством настоящего способа, содержит значительное количество двуокиси кремния и, как установлено, является по существу стойким к большинству химических растворителей.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention is an improved method for treating a rigid non-deformable surface of an article to create a protective layer on this surface. It is contemplated that the surface of any relatively rigid material, such as metal, can be machined in accordance with the present invention to protect the surface of this metal. It is assumed that the protective layer created by the present method contains a significant amount of silicon dioxide and has been found to be substantially resistant to most chemical solvents.

Защитный слой, созданный посредством способа по изобретению, может быть использован для улучшения сцепления краски с поверхностью, а также для доведения такой поверхности до глянцевого блеска. Установлено, однако, что защитный слой особенно полезен при защите поверхностей от разрушений, вызванных воздействием окружающей среды, например коррозии и абразивного истирания. В частности, установлено, что защитный слой, созданный посредством настоящего способа, имеет большое применение при защите металлических поверхностей от коррозии. Например, алюминиевые и стальные поверхности, обработанные в соответствии со способом по настоящему изобретению, по существу защищены от коррозии. Обработанные алюминиевые и стальные поверхности были испытаны согласно требованиям стандарта B-117 Американского общества по испытанию материалов /ASTM/ и военного стандарта C-5541 на способность краски к сцеплению с различными временами воздействия. Алюминиевые сплавы были подвергнуты таким испытаниям в течение 168 и 336 часов и, как было установлено, удовлетворяли и даже превысили требования стандарта для алюминиевых сплавов, подвергнутых таким испытаниям. Сталь и стальные сплавы с цинковым покрытием также были подвергнуты таким испытаниям в течение 1.5, 2, 4, 12, 24, 48 и 96 часов и также, как было установлено, удовлетворили и превысили требования стандартов, установленные для таких сплавов. The protective layer created by the method according to the invention can be used to improve the adhesion of the paint to the surface, as well as to bring such a surface to a glossy shine. It has been found, however, that the protective layer is particularly useful in protecting surfaces from damage caused by environmental influences, such as corrosion and abrasion. In particular, it was found that the protective layer created by the present method is of great use in protecting metal surfaces from corrosion. For example, aluminum and steel surfaces treated in accordance with the method of the present invention are substantially protected against corrosion. The machined aluminum and steel surfaces were tested according to the requirements of the standard B-117 of the American society for the testing of materials / ASTM / and military standard C-5541 on the ability of the paint to adhere with different exposure times. Aluminum alloys were subjected to such tests for 168 and 336 hours and were found to meet and even exceed the standard requirements for aluminum alloys subjected to such tests. Zinc-coated steel and steel alloys were also subjected to such tests for 1.5, 2, 4, 12, 24, 48 and 96 hours and also were found to satisfy and exceed the requirements of the standards set for such alloys.

В одном из вариантов, описанный здесь процесс используется для формирования защитного слоя, включающего наружный слой из двуокиси кремния поверх одного или более внутренних слоев силикатной соли. Для формирования такого защитного слоя процесс начинается с подготовки связующей поверхности на изделии, например на металлическом или деревянном изделии. При подготовке связующей поверхности последняя вначале промывается моющим средством и горячей водой. На металлических изделиях поверхность затем подвергается воздействию раствора закрепляющей кислоты, который протравливает или химически взаимодействует с поверхностью, чтобы получить тонкий слой пленки на поверхности. Тонкий слой пленки содержит связующее вещество, например металлический оксидный материал, который позволяет нанесенному последним слою силикатной соли прилипнуть к поверхности. В одном из аспектов этого варианта закрепляющей кислотой является ортофосфорная кислота, которая формирует тонкий пленочный слой, содержащий окисел металла и материал ортофосфата металла. После обработки поверхности на металлическом изделии кислотой избыток кислоты, окислы или другие примеси и загрязняющие вещества, которые не сцепились плотно с поверхностью, затем принудительно удаляются путем протирания поверхности ветошью или промывания поверхности горячей водой под давлением. Для деревянных изделий не нужны дополнительные этапы по созданию связующей поверхности. После образования и подготовки связующей поверхности на изделии ее обрабатывают щелочнометаллическим или щелочноземельным металлическим силикатным раствором. Хотя в процессе могут быть использованы различные типы силикатных растворов, в предпочтительном процессе связующую поверхность обрабатывают 18 - 33% (в процентном соотношении объемов) раствором силиката натрия. После обработки связующую поверхность полностью высушивают, предпочтительнее при температуре 150^oC и выше, для формирования тонкого слоя силикатной соли на связующей поверхности. Утверждается, что в процессе операции сушки часть силикатной соли превращается в двуокись кремния. Утверждается, что для деревянных поверхностей в процессе этой первой выдержки в растворе раствор силикатной соли частично абсорбируется древесными волокнами, расположенными по всей поверхности. Количество абсорбированного раствора силикатной соли зависит от типа древесины, пористости древесины и продолжительности выдержки в растворе.In one embodiment, the process described herein is used to form a protective layer comprising an outer layer of silicon dioxide on top of one or more inner layers of silicate salt. To form such a protective layer, the process begins with the preparation of a bonding surface on the product, for example, on a metal or wooden product. When preparing the bonding surface, the latter is first rinsed with detergent and hot water. On metal products, the surface is then exposed to a fixing acid solution that etches or chemically interacts with the surface to obtain a thin film layer on the surface. A thin film layer contains a binder, for example a metal oxide material, which allows the last layer of silicate salt to adhere to the surface. In one aspect of this embodiment, the fixing acid is phosphoric acid, which forms a thin film layer containing metal oxide and metal orthophosphate material. After surface treatment on a metal product with acid, excess acid, oxides or other impurities and contaminants that do not adhere tightly to the surface are then forcibly removed by wiping the surface with a rag or washing the surface with hot water under pressure. For wood products do not need additional steps to create a bonding surface. After the formation and preparation of the bonding surface on the product, it is treated with an alkali metal or alkaline earth metal silicate solution. Although various types of silicate solutions can be used in the process, in a preferred process, the bonding surface is treated with 18 to 33% (as a percentage of volume) sodium silicate solution. After processing, the binder surface is completely dried, preferably at a temperature of 150 ^° C. or higher, to form a thin layer of silicate salt on the binder surface. It is alleged that during the drying operation, part of the silicate salt is converted to silicon dioxide. It is argued that for wooden surfaces during this first exposure to the solution, the silicate salt solution is partially absorbed by wood fibers located over the entire surface. The amount of absorbed silicate salt solution depends on the type of wood, the porosity of the wood and the duration of exposure in the solution.

Поскольку в течение процесса в первом слое силикатной соли могут образовываться трещины и другие дефекты, весь процесс может повторяться для формирования множества слоев силикатной соли поверх нижних слоев силикатной соли. Каждый слой силикатной соли обеспечивает большую защиту изделия от абразивного истирания, коррозии, огня и тепла. После того, как последний слой сформирован и высушен, изделие затем выдерживается в сильной кислоте, как например в кислотном растворе. В процессе этой выдержки в растворе последний слой силикатной соли превращается в наружную двухслойную структуру, содержащую внутренний слой силикатной соли и наружный слой двуокиси кремния. Когда процесс полностью завершен, защитный слой включает множество внутренних слоев силикатной соли, по крайней мере, частично перешедшей в двуокись кремния, и наружный двойной слой, состоящий из внутреннего слоя силикатной соли и наружного слоя двуокиси кремния. Since cracks and other defects can form in the first layer of silicate salt during the process, the whole process can be repeated to form multiple layers of silicate salt on top of the lower layers of silicate salt. Each layer of silicate salt provides greater protection of the product from abrasion, corrosion, fire and heat. After the last layer is formed and dried, the product is then aged in strong acid, such as in an acid solution. During this exposure in solution, the last layer of silicate salt is converted into an outer two-layer structure containing an inner layer of silicate salt and an outer layer of silicon dioxide. When the process is fully completed, the protective layer includes many inner layers of silicate salt, at least partially converted to silicon dioxide, and an outer double layer consisting of an inner layer of silicate salt and an outer layer of silicon dioxide.

Вышеописанный процесс может быть дополнительно модифицирован путем выдержки каждого высушенного слоя в кислоте перед формированием последующего слоя силикатной соли. Это создает множество двойных слоев, подобных описанному выше наружному двойному слою, поверх связующей поверхности, что улучшает стойкость защитных слоев к абразивному истиранию, коррозии, огню и теплу. Когда используется этот альтернативный процесс, каждый слой силикатной соли превращается во внутренний двойной слой, состоящий из внутреннего слоя силикатной соли и наружного слоя двуокиси кремния. Для большинства применений один внутренний двойной слой формируется под наружным двойным слоем для обеспечения достаточной защиты. Когда процесс полностью завершен, на металлическом или деревянном изделии сформирован защитный слой, обеспечивающий защиту изделия от абразивного истирания, коррозии, огня и тепла. The above process can be further modified by holding each dried layer in acid before forming a subsequent layer of silicate salt. This creates many double layers, similar to the outer double layer described above, over the bonding surface, which improves the resistance of the protective layers to abrasion, corrosion, fire and heat. When this alternative process is used, each layer of silicate salt is converted into an inner double layer consisting of an inner layer of silicate salt and an outer layer of silicon dioxide. For most applications, one inner double layer is formed under the outer double layer to provide sufficient protection. When the process is fully completed, a protective layer is formed on the metal or wooden product, which protects the product from abrasion, corrosion, fire and heat.

В одном из вариантов настоящий способ может быть использован для защиты металлических и деревянных поверхностей. В тексте термин "металлический", как здесь был использован, относится к поверхностям, содержащим металлические сплавы и металлы, такие как сталь, алюминий и их сплавы. В тексте термин "деревянный", как он здесь был использован, относится ко всем видам древесины и изделий из древесины. Ожидается, что этот вариант настоящего способа также может быть использован для изделий, изготовленных их других материалов. In one embodiment, the present method can be used to protect metal and wooden surfaces. As used herein, the term “metallic” refers to surfaces containing metallic alloys and metals such as steel, aluminum and their alloys. In the text, the term "wooden", as it was used here, refers to all types of wood and wood products. It is expected that this variant of the present method can also be used for products made from other materials.

Как показано на фиг. 1, описанный здесь способ может быть использован для формирования защитного слоя 14 на связующей поверхности 12 изделия 10, как например металлического изделия. Предполагается, что защитный слой 14 включает наружную двойную структуру 22, покрывающую внутренний слой (18) материала силикатной соли. При обработке металлических изделий в соответствии с этим вариантом осуществления настоящего способа на изделии 10 создается связующая поверхность 12. Однако создание связующей поверхности в настоящем способе является необязательным. Для создания связующей поверхности подлежащую обработке поверхность сначала очищают и сушат. Хотя не упоминается никакой особый предпочтительный способ очистки и сушки, доказано, что достаточно теплой воды и моющих средств. Затем поверхность выдерживают в растворе закрепляющей кислоты, который протравливает или химически взаимодействует с поверхностью для образования на ней тонкого слоя-пленки (16). Тонкий слой-пленка 16 предпочтительнее содержит связующее вещество, как например металлический оксидный материал, который позволяет нанесенному последним слою силикатной соли прилипнуть к поверхности. В предложенном для реализации технологическом процессе закрепляющий кислотный раствор от 20 до 25% ортофосфорной кислоты, которая остается на поверхности от 3 до 10 минут. При использовании ортофосфорной кислоты считается, что она протравливает и химически взаимодействует с поверхностью, образуя тонкий слой-пленку 16, содержащий материал ортофосфата металла и соль оксида металла. При использовании кислот более сильных, чем ортофосфорная кислота, например соляной кислоты, для обработки металлических поверхностей может происходить чрезмерное окисление поверхности. As shown in FIG. 1, the method described herein can be used to form a protective layer 14 on the bonding surface 12 of the article 10, such as a metal article. It is assumed that the protective layer 14 includes an outer double structure 22 covering the inner layer (18) of the silicate salt material. When processing metal products in accordance with this embodiment of the present method, a bonding surface 12 is created on the product 10. However, creating a bonding surface in the present method is optional. To create a bonding surface, the surface to be treated is first cleaned and dried. Although no particular preferred method of cleaning and drying is mentioned, it is proven that warm water and detergents are sufficient. Then, the surface is kept in a fixing acid solution, which etches or chemically interacts with the surface to form a thin film layer on it (16). The thin film layer 16 preferably contains a binder, such as a metal oxide material, which allows the last layer of silicate salt to adhere to the surface. In the technological process proposed for implementation, the fixing acid solution is from 20 to 25% phosphoric acid, which remains on the surface for 3 to 10 minutes. When using phosphoric acid, it is believed that it etches and chemically interacts with the surface, forming a thin film layer 16 containing metal orthophosphate material and a metal oxide salt. When acids stronger than orthophosphoric acid, for example hydrochloric acid, are used to treat metal surfaces, excessive surface oxidation can occur.

Хотя можно воспользоваться любым способом для воздействия на подлежащую обработке поверхность раствором закрепляющей кислоты, в предложенном для реализации технологическом процессе это выполняется путем полного погружения изделия 10 в кислотную ванну. Обычно кислотная ванна подогревается до температуры 43,9^oC - 60^oC для того, чтобы ускорить взаимодействие и чтобы получить более однородную по внешнему виду поверхность. Однако при более высоких или более низких концентрациях время реакции и температуры могут быть уменьшены или увеличены соответственно.Although you can use any method to influence the surface to be treated with a solution of fixing acid, in the process proposed for implementation, this is done by completely immersing the product 10 in an acid bath. Typically, an acid bath is heated to a temperature of 43.9 ^o C - 60 ^o C in order to accelerate the interaction and to obtain a more uniform in appearance surface. However, at higher or lower concentrations, the reaction time and temperature can be reduced or increased, respectively.

После получения на металлической поверхности слоя-пленки 16 поверхность затем протирается ветошью или промывается теплой водой с тем, чтобы принудительно удалить любой избыток кислоты или любые примеси и загрязняющие вещества. Примеси, обычно называемые сажей, включают различные окислы и фосфатные соли (обычно соли меди и магния), которые образуются на поверхности. Операция промывки, называемая "обезсаживанием" или удалением сажи, копоти, проводится только в отношении внешнего вида, поскольку такой сажистый материал, по-видимому, не препятствует образованию и функционированию защитного слоя. В предложенном для реализации технологическом процессе обезсаживание или удаление сажи проводится путем промывания слоя-пленки 16 теплой или горячей водой, нагретой до 48,9^oC - 60^oC. Кроме того, могут быть использованы способы очистки от сажи под давлением или соскребанием скребком или другие способы очистки. Сажистый материал имеет цвет от темно-серого до черного в зависимости от типа используемого алюминиевого сплава. После очистки и промывания слоя-пленки 16 последний затем высушивается.After receiving a film layer 16 on the metal surface, the surface is then wiped with a rag or washed with warm water so as to forcibly remove any excess acid or any impurities and pollutants. Impurities, commonly referred to as carbon black, include various oxides and phosphate salts (usually copper and magnesium salts) that form on the surface. The washing operation, called "deposition" or the removal of soot, soot, is carried out only in relation to the appearance, since such a soot material does not seem to interfere with the formation and functioning of the protective layer. In the process proposed for the implementation of the process, the soot deposition or removal of soot is carried out by washing the film layer 16 with warm or hot water heated to 48.9 ^o C - 60 ^o C. In addition, methods for cleaning soot under pressure or scraping with a scraper or other cleaning methods. The carbon black material is dark gray to black, depending on the type of aluminum alloy used. After cleaning and washing the film layer 16, the latter is then dried.

Затем слой-пленка 16 выдерживается в щелочнометаллических и щелочноземельных металлических силикатных растворах, чтобы получить внутренний слой силикатной соли поверх связующей поверхности 12. Щелочнометаллический раствор выбирается из группы, включающей силикат калия, силикат натрия и силикат лития. Щелочноземельный металлический силикатный раствор выбирается из группы, включающей силикат бериллия, силикат магния и силикат кальция. В предложенном примере для реализации технологического процесса слой-пленка 16 выдерживается в 18 - 33% (по объему) растворе силиката натрия способом погружения или разбрызгивания. В случае использования металлических изделий 10 считается, что во время выдержки в растворе силиката натрия материал ортофосфата металла и окиси металла, находящийся в слое-пленке 16, химически связывается с силикатом натрия, имеющимся в растворе, чтобы образовать внутренний слой 18 силикатной соли. Рабочее время выдержки в растворе силиката может изменяться от 1 до 10 минут в зависимости от изделия и обрабатываемой поверхности. Например, в случае работы с гладкими поверхностями требуется меньшее время выдержки в сравнении с грубыми или изъязвленными поверхностями. Также некоторые материалы требуют большее время выдержки, чем другие. Например, для поверхностей, изготовленных из алюминия или алюминиевых сплавов, требуется меньшее время выдержки, чем поверхности из магния и магниевых сплавов. Then, the film layer 16 is aged in alkaline metal and alkaline earth metal silicate solutions to obtain an inner layer of silicate salt over the bonding surface 12. The alkaline metal solution is selected from the group consisting of potassium silicate, sodium silicate and lithium silicate. The alkaline earth metal silicate solution is selected from the group consisting of beryllium silicate, magnesium silicate and calcium silicate. In the proposed example, for the implementation of the technological process, the layer-film 16 is aged in an 18 - 33% (by volume) sodium silicate solution by immersion or spraying. In the case of the use of metal products 10, it is believed that during the exposure to the sodium silicate solution, the metal orthophosphate material of the metal oxide in the film layer 16 chemically binds to the sodium silicate present in the solution to form the inner layer 18 of silicate salt. The working time in a silicate solution can vary from 1 to 10 minutes depending on the product and the surface to be treated. For example, when working with smooth surfaces, shorter holding times are required compared to rough or ulcerated surfaces. Also, some materials require a longer exposure time than others. For example, surfaces made of aluminum or aluminum alloys require shorter holding times than surfaces made of magnesium and magnesium alloys.

После выдержки в растворе силиката натрия слоя-пленки 16 слой 18 силикатной соли потом нужно полностью высушить при достаточно высокой температуре. Очень важно, чтобы слой-пленка 16 полностью просох перед выполнением следующей операции технологического процесса. В предложенном примере технологического процесса операция сушки выполняется в специальном сушильном шкафу при температуре 150^oC и выше. При этой температуре вся операция сушки занимает от 2 до 10 минут. Установлено, что когда слой силиката натрия высушивается при температуре 150^oC и выше, некоторая часть слоя превращается в слой двуокиси кремния, который, оказывается, увеличивает стойкость внутреннего слоя 18 к абразивному истиранию и коррозии. Увеличивая или уменьшая температуру или время сушки, можно увеличить или уменьшить соответственно количество перешедшего в двуокись кремния силиката натрия для формирования слоев, имеющих различные износостойкие и коррозионностойкие свойства.After exposure to a solution of sodium silicate layer-film 16 layer 18 of silicate salt then need to be completely dried at a sufficiently high temperature. It is very important that the film layer 16 is completely dry before performing the next process step. In the proposed example of a technological process, the drying operation is carried out in a special drying cabinet at a temperature of 150 ^o C and above. At this temperature, the entire drying operation takes from 2 to 10 minutes. It was found that when the layer of sodium silicate is dried at a temperature of 150 ^o C and above, some of the layer turns into a layer of silicon dioxide, which, it turns out, increases the resistance of the inner layer 18 to abrasion and corrosion. By increasing or decreasing the temperature or drying time, it is possible to increase or decrease, respectively, the amount of sodium silicate converted to silicon dioxide to form layers having various wear-resistant and corrosion-resistant properties.

После того, как внутренний слой 18 полностью высушен, его выдерживают опять в 18 - 33% (по объему) растворе силиката натрия в течение от одной до трех минут и затем высушивают таким же образом, как описано выше, для формирования второго слоя 20 силикатной соли, расположенного поверх первого внутреннего слоя 18. В отличие от первой выдержки в растворе силиката натрия, используемой для получения внутреннего слоя 18, продолжительность выдержки в растворе силиката натрия для получения второго слоя 20 не имеет решающего значения. И снова, регулируя температуру высушивания и продолжительность сушки, можно селективно регулировать количество силиката натрия, перешедшего в двуокись кремния. After the inner layer 18 is completely dried, it is kept again in an 18–33% (by volume) sodium silicate solution for one to three minutes and then dried in the same manner as described above to form a second layer of silicate salt 20 located on top of the first inner layer 18. Unlike the first exposure to the sodium silicate solution used to obtain the inner layer 18, the exposure time in the sodium silicate solution to obtain the second layer 20 is not critical. Again, by adjusting the drying temperature and the drying time, the amount of sodium silicate converted to silica can be selectively controlled.

После того, как был полностью высушен второй слой 20, его выдерживают предпочтительнее в кислоте, как например, кислотном растворе, выбранном из группы, включающей уксусную кислоту, борную кислоту, угольную кислоту, соляную кислоту, азотную кислоту, ортофосфорную кислоту и серную кислоту. В процессе этой выдержки второй слой 20 превращается в равномерный однородный двойной слой 22. Двойной слой 22 состоит из нижней части второго слоя 20 и наружного слоя 24 из двуокиси кремния. Во время выдержки в кислотном растворе кислота химически реагирует с силикатным материалом второго слоя 20 с образованием наружного слоя 24 двуокиси кремния. В предпочтительном варианте способа второй слой 20 выдерживают в 20 - 25% (в процентном соотношении объемов) растворе ортофосфорной кислоты, нагретом до 48,9^oC - 60^oC. При нагревании кислоты до этой температуры время выдержки составляет от около 15 до 30 секунд. Например, для алюминия, если температура кислоты равна комнатной температуре (около 20^oC - 60^oC), время выдержки должно составлять от двух до семи минут. После этой выдержки наружный слой двуокиси кремния становится твердым и гладким и имеет однородный ровный внешний вид. Поскольку он тверже, чем силикат натрия, то защитный слой 14, имеющий двухслойную структуру 22, является более стойким к абразивному истиранию и коррозии, чем единичные отдельные слои силиката натрия.After the second layer 20 has been completely dried, it is preferably maintained in an acid, such as, for example, an acid solution selected from the group consisting of acetic acid, boric acid, carbonic acid, hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid and sulfuric acid. During this exposure, the second layer 20 turns into a uniform homogeneous double layer 22. The double layer 22 consists of the lower part of the second layer 20 and the outer layer 24 of silicon dioxide. During exposure to an acid solution, the acid chemically reacts with the silicate material of the second layer 20 to form the outer layer of silicon dioxide 24. In a preferred embodiment of the method, the second layer 20 is incubated in a 20-25% (as a percentage of volume) phosphoric acid solution heated to 48.9 ^° C - 60 ^° C. When the acid is heated to this temperature, the exposure time is from about 15 to 30 seconds . For example, for aluminum, if the acid temperature is equal to room temperature (about 20 ^o C - 60 ^o C), the exposure time should be from two to seven minutes. After this exposure, the outer layer of silicon dioxide becomes hard and smooth and has a uniform, uniform appearance. Since it is harder than sodium silicate, the protective layer 14 having a two-layer structure 22 is more resistant to abrasion and corrosion than single individual layers of sodium silicate.

Как показано на фиг. 2, вместо перевода второго слоя 20 силикатной соли в двухслойную структуру 22, можно сформировать поверх второго слоя 20 силикатной соли третий слой 26 силикатной соли для формирования второго защитного слоя 25, который обеспечивает более высокую степень защиты, чем защитный слой 14. Для того чтобы сформировать второй защитный слой 25, третий слой 26 формируют, используя этапы, упомянутые ранее и используемые для формирования второго слоя 20. Вместо того, чтобы выдерживать второй слой 20 в ортофосфорной кислоте после его полного высушивания, его выдерживают в 18 - 33% растворе силиката натрия. После высушивания образуется третий слой силикатной соли 26, который затем выдерживают в 20 - 25% ортофосфорной кислоте для образования наружного двойного слоя 28. Подобно двойному слою 22 двойной слой 28 включает нижнюю часть третьего слоя 26 из силиката натрия и наружный слой 29 из двуокиси кремния. As shown in FIG. 2, instead of converting the second silicate salt layer 20 to a two-layer structure 22, a third silicate salt layer 26 can be formed on top of the second silicate salt layer 20 to form a second protective layer 25, which provides a higher degree of protection than the protective layer 14. In order to form the second protective layer 25, the third layer 26 is formed using the steps mentioned above and used to form the second layer 20. Instead of keeping the second layer 20 in phosphoric acid after it is completely dried, it extends rzhivayut in 18 - 33% sodium silicate solution. After drying, a third layer of silicate salt 26 is formed, which is then held in 20-25% phosphoric acid to form the outer double layer 28. Like double layer 22, the double layer 28 includes the lower part of the third layer of sodium silicate 26 and the outer layer 29 of silicon dioxide.

После завершения всего технологического процесса на поверхности изделия 10 могут быть сформированы относительно ровные, твердые защитные слои 14 и 25, состоящие из одного или двух внутренних слоев 18 и 20 силикатной соли, покрытые наружными двойными слоями 22 и 28 соответственно. Защитные слои 14 и 25 являются очень стойкими к абразивному истиранию и коррозии, вызываемой воздействием кислотных, щелочных и соляных водяных растворов, и имеют стеклообразный внешний вид. Эти слои могут быть покрыты органическими составами, как например красками, лаками и подобными им. After completion of the entire technological process, relatively even, solid protective layers 14 and 25 can be formed on the surface of the product 10, consisting of one or two inner layers of silicate salt 18, coated with outer double layers 22 and 28, respectively. The protective layers 14 and 25 are very resistant to abrasion and corrosion caused by exposure to acid, alkaline and salt water solutions, and have a glassy appearance. These layers can be coated with organic compounds, such as paints, varnishes and the like.

Было установлено, что при использовании вышеописанного способа на верхней поверхности каждого внутреннего слоя 18, 20 силиката натрия могут появиться трещины или поры. Они могут повлиять на общий результат функционирования защитных слоев 14 и 25. Такие трещины или поры могут образовываться частично вследствие термодинамических свойств нижележащих или подстилающих материалов, подлежащих обработке. Один из путей преодоления этой проблемы рассматривается ниже с точки зрения высушивания силикатсодержащих растворов при различных исходных и конечных температурах и в различные промежутки времени. Другим путем, связанным с этой проблемой, является выдержка каждого нижнего слоя 18 и 20 силикатной соли в кислоте перед формированием поверх него последующего слоя силикатной соли. Таким образом поверх связующей поверхности можно сформировать множество двойных слоев. It has been found that when using the above method, cracks or pores may appear on the upper surface of each inner layer 18, 20 of sodium silicate. They can affect the overall functioning of the protective layers 14 and 25. Such cracks or pores can form partly due to the thermodynamic properties of the underlying or underlying materials to be processed. One way to overcome this problem is discussed below from the point of view of drying silicate-containing solutions at various initial and final temperatures and at different time intervals. Another way associated with this problem is the exposure of each lower layer of 18 and 20 silicate salt in acid before forming on top of it a subsequent layer of silicate salt. In this way, a plurality of double layers can be formed over the bonding surface.

На фиг. 3 показан третий защитный слой 50, сформированный на выдержанной в растворе поверхности изделия 10, содержащий два двойных слоя 52 и 55, нанесенных поверх связующей поверхности 12 изделия 10. Используя этапы, упомянутые выше, для формирования защитных слоев 14 и 25, поверх связующей поверхности 12 наращиваются два двойных слоя 52 и 55. Сначала поверх связующей поверхности 12 формируют пленочный слой 16. Затем поверх связующей поверхности 12 формируют внутренний двойной слой 52, содержащий первый слой 18 силикатной соли и первый слой 54 двуокиси кремния. После того, как сформирован внутренний двойной слой 52, поверх него формируют наружный двойной слой 55, содержащий второй слой 20 силикатной соли и наружный слой 57 двуокиси кремния. Однако в некоторых случаях применения, где требуется дополнительная защита, поверх связующей поверхности 12 может быть сформирован дополнительный двойной слой (не показан). In FIG. 3 shows a third protective layer 50 formed on a mortar-resistant surface of the article 10, containing two double layers 52 and 55 deposited over the bonding surface 12 of the product 10. Using the steps mentioned above to form the protective layers 14 and 25, over the bonding surface 12 two double layers 52 and 55 are built up. First, a film layer 16 is formed over the bonding surface 12. Then, an inner double layer 52 is formed over the bonding surface 12, containing the first silicate salt layer 18 and the first silicon dioxide layer 54. After the inner double layer 52 is formed, an outer double layer 55 comprising the second silicate salt layer 20 and the outer silicon dioxide layer 57 is formed on top of it. However, in some applications where additional protection is required, an additional double layer (not shown) may be formed over the bonding surface 12.

Для того чтобы сформировать защитный слой 50 поверх изделия 10, на изделии 10, используя упомянутый выше технологический процесс, сначала формируют связующую поверхность 12, пленочный слой 16 и первый слой 18 силикатной соли. После того, как первый слой 18 полностью просох и частично преобразовался в двуокись кремния, его затем погружают в ортофосфорную кислоту, нагретую до температуры от около 48,9^oC - 60^oC на время от 15 до 30 секунд для получения внутреннего слоя 54 двуокиси кремния. Внутренний слой 54 аналогичен наружному слою 24, созданному при формировании защитного слоя 14. После охлаждения внутренний двойной слой затем выдерживают в 18 - 33% (в процентном соотношении объемов) растворе силиката натрия в течение от одной до трех минут и высушивают для формирования второго слоя 20 силиката натрия поверх этого слоя. Второй слой 20 затем погружают в горячую ортофосфорную кислоту на время от 15 до 30 секунд для получения наружного слоя 57 диоксида кремния поверх этого слоя. После завершения технологического процесса на изделии 10 сформированы внутренний и наружный двойные слои 52 и 55 соответственно.In order to form a protective layer 50 on top of the product 10, on the product 10, using the aforementioned process, a bonding surface 12, a film layer 16 and a first layer of silicate salt are first formed. After the first layer 18 has completely dried out and partially converted into silicon dioxide, it is then immersed in phosphoric acid heated to a temperature of from about 48.9 ^° C to 60 ^° C for a period of 15 to 30 seconds to obtain an internal layer of dioxide 54 silicon. The inner layer 54 is similar to the outer layer 24 created by forming the protective layer 14. After cooling, the inner double layer is then incubated in an 18 to 33% (volume ratio) sodium silicate solution for one to three minutes and dried to form a second layer 20 sodium silicate on top of this layer. The second layer 20 is then immersed in hot phosphoric acid for a period of 15 to 30 seconds to obtain an outer layer of silicon dioxide 57 on top of this layer. After completion of the process, the inner and outer double layers 52 and 55, respectively, are formed on the product 10.

Этот вариант настоящего способа также может быть использован для различных деревянных поверхностей, чтобы обеспечить защиту от истирания на износ, коррозии, тепла и огня. Как видно из фиг. 4, в этом альтернативном варианте защитный слой 34 может быть сформирован на подверженных воздействию поверхностях изделия 30, изготовленного из дерева. Как и для металлических изделий, в этом варианте сначала на изделии 30 необходимо сформировать связующую поверхность 32 для того, чтобы защитный слой 34 должным образом прилип к изделию 30. Связующую поверхность 32 формируют путем очистки и промывки ее теплой водой и моющим средством в течение нескольких минут, чтобы удалить все частицы грязи и посторонних веществ из пор дерева. Поскольку дерево имеет более пористую структуру, чем металлические изделия, промывка деревянных поверхностей и удаление посторонних веществ является более важным делом, чем для металлических поверхностей. В отличие от технологического процесса, используемого при работе с металлическими поверхностями, для формирования связующей поверхности 32 не используют кислоту. This variant of the present method can also be used for various wooden surfaces to provide protection against abrasion against wear, corrosion, heat and fire. As can be seen from FIG. 4, in this alternative embodiment, the protective layer 34 may be formed on the exposed surfaces of the wood product 30. As for metal products, in this embodiment, it is first necessary to form a bonding surface 32 on the product 30 so that the protective layer 34 adheres properly to the product 30. The bonding surface 32 is formed by cleaning and washing it with warm water and detergent for several minutes to remove all particles of dirt and foreign substances from the pores of the tree. Since wood has a more porous structure than metal products, washing wooden surfaces and removing foreign matter is more important than for metal surfaces. Unlike the process used when working with metal surfaces, acid is not used to form the bonding surface 32.

После того, как приготовлена связующая поверхность 32, ее затем выдерживают в силикатсодержащем растворе, как описано выше. В предпочтительном варианте связующую поверхность 32 выдерживают в 18 - 33% (в процентном соотношении объемов) растворе силиката натрия в течение от одной до трех минут. Во время этого этапа раствор силиката натрия должен пропитать поры дерева и поверхностные трещины для формирования первого слоя 36 силикатной соли. После выдержки первый слой 36 из силиката натрия затем высушивают при или почти при комнатной температуре. Могут быть использованы более высокие температуры, допустимые для деревянных изделий. Считается, что во время погружения в раствор силиката натрия этот раствор абсорбируется волокнами дерева, и как только силикатный материал высыхает, он затвердевает с образованием кристаллических структур между волокнами древесины. Также считается, что небольшая часть силиката натрия превращается в двуокись кремния в процессе сушки. В результате первый слой 36 силикатной соли является относительно твердым и плотно связан или сцеплен со связующей поверхностью 32. После того, как сформирован первый слой 36, поверх этого первого слоя 36 затем формируют последующие второй и третий слои 38 и 40, силикатной соли соответственно. При обработке металлических согласно настоящему способу важно, чтобы второй и третий слои 38 и 40 силикатной соли были в достаточной степени высушены для формирования соответствующего количества двуокиси кремния перед выполнением следующего этапа. After the bonding surface 32 is prepared, it is then kept in a silicate-containing solution, as described above. In a preferred embodiment, the bonding surface 32 is incubated in an 18 to 33% (percent volume) sodium silicate solution for one to three minutes. During this step, the sodium silicate solution should infiltrate the pores of the tree and surface cracks to form the first layer 36 of silicate salt. After exposure, the first layer of sodium silicate 36 is then dried at or near room temperature. Higher temperatures allowed for wood products may be used. It is believed that when immersed in a solution of sodium silicate, this solution is absorbed by the fibers of the tree, and as soon as the silicate material dries, it solidifies with the formation of crystalline structures between the fibers of the wood. It is also believed that a small portion of sodium silicate is converted to silicon dioxide during the drying process. As a result, the first silicate salt layer 36 is relatively solid and tightly bonded or adhered to the bonding surface 32. After the first layer 36 is formed, subsequent second and third silicate salt layers 38 and 40 are formed on top of this first layer 36, respectively. When processing metal according to the present method, it is important that the second and third silicate salt layers 38 and 40 are sufficiently dried to form an appropriate amount of silica before performing the next step.

После того, как третий слой 40 силикатной соли высушен, его выдерживают в кислоте, как при обработке изделия 10. В предпочтительном варианте используют ортофосфорную кислоту с концентрацией от 20% до 25%, при температуре 48,9^oC - 82,2^oC в течение трех минут. Считают, что наружный слой 40 преобразуется в двойной слой 41, содержащий наружный слой 42 из двуокиси кремния, и внутренний слой, выполненный из внутреннего слоя 40. После того, как наружный слой 42 из двуокиси кремния высушен, поверх связующей поверхности 32 изделия 30 образуется твердый, гладкий защитный слой 34, содержащий два внутренних слоя 36, 38 силикатной соли, которые покрывает двойной слой 41.After the third layer 40 of silicate salt is dried, it is kept in acid, as in the processing of product 10. In the preferred embodiment, phosphoric acid is used with a concentration of from 20% to 25%, at a temperature of 48.9 ^o C - 82.2 ^o C for three minutes. It is believed that the outer layer 40 is converted into a double layer 41 containing an outer layer of silicon dioxide and an inner layer made of an inner layer 40. After the outer layer of silicon dioxide 42 is dried, a solid forms on top of the bonding surface 32 of the article 30 , a smooth protective layer 34 containing two inner layers 36, 38 of silicate salt, which is covered by a double layer 41.

Как показано на фиг. 5, в некоторых случаях практического применения возможно потребуется сформировать еще один защитный слой 45, содержащий один внутренний слой 36 силикатного материала, и наружный двойной слой 41. As shown in FIG. 5, in some practical applications, it may be necessary to form another protective layer 45 containing one inner layer 36 of silicate material and an outer double layer 41.

Для иллюстрации вышеописанного способа приведены следующие примеры. To illustrate the above method, the following examples are provided.

Пример 1
Типовой способ обработки поверхности алюминия и алюминиевых сплавов, использующий вышеописанный вариант настоящего изобретения, описываются следующим образом.Example 1
A typical method for surface treatment of aluminum and aluminum alloys using the above-described embodiment of the present invention are described as follows.

Были обработаны два образца алюминиевых панелей - первый образец изготовлен из заготовки, выполненной из материала 2024 T-3, а второй образец из заготовки, выполненной из материала 6061 T-6. Обе панели имели габариты 3 (ширина) х 10 (длина) х 0,39 (толщина) дюймов или 76,2 х 254 х 0,991 мм. Первый и второй образцы вначале были очищены с помощью моющего средства, и воды, а затем погружены в 25% раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до 60^oC, на три минуты. Кислотный раствор был нагрет для того, чтобы ускорить химическую реакцию и обеспечить получение более однородного внешнего вида. Затем образцы 1 и 2 извлекались из раствора кислоты, причем образец 1 имел черную закопченную пленку, а образец 2 - светло-серую закопченную пленку. Сажистые пленки с обоих образцов были удалены путем протирания каждого образца губкой и горячей водой. Сразу же после удаления сажи или копоти поверхность образцов 1 и 2 приобретает ясный серебристо-белый цвет. Полагают, что этот цвет появляется благодаря образованию ортофосфата алюминия на поверхности каждого образца. Затем образцы 1 и 2 охлаждали, помещая их в водную ванну, нагретую до 15,6^oC, на одну минуту. Пока образцы были еще влажными, их затем помещали в 16% раствор силиката натрия на одну минуту. Затем образцы 1 и 2 извлекали из раствора силиката натрия и помещали в сушилку, нагретую от 148,9^oC до 157,2^oC, на время, приблизительно равное 30 минутам, чтобы просушить. Через десять минут образцы вынимали из сушилки и оставляли, чтобы охладить до комнатной температуры. Было замечено, что оба образца имеют гладкую глянцевую поверхность. Сразу же после охлаждения образцы 1 и 2 возвращали в 18% раствор силиката натрия на три минуты. Затем образцы 1 и 2 снова, помещали в прогретую сушилку на тридцать минут, затем их извлекали и давали возможность охладиться до комнатной температуры. После того, как образцы охладились, их снова помещали в 25% раствор ортофосфорной кислоты на три минуты.Two samples of aluminum panels were processed - the first sample was made from a billet made from material 2024 T-3, and the second sample from a billet made from material 6061 T-6. Both panels had dimensions of 3 (width) x 10 (length) x 0.39 (thickness) inches or 76.2 x 254 x 0.991 mm. The first and second samples were first cleaned with detergent and water, and then immersed in a 25% phosphoric acid solution heated to 60 ^° C. for three minutes. The acid solution was heated in order to accelerate the chemical reaction and to provide a more uniform appearance. Samples 1 and 2 were then removed from the acid solution, whereby sample 1 had a black smoked film, and sample 2 had a light gray smoked film. Sooty films from both samples were removed by wiping each sample with a sponge and hot water. Immediately after removal of soot or soot, the surface of samples 1 and 2 acquires a clear silver-white color. It is believed that this color appears due to the formation of aluminum orthophosphate on the surface of each sample. Then, samples 1 and 2 were cooled by placing them in a water bath heated to 15.6 ^° C. for one minute. While the samples were still wet, they were then placed in a 16% sodium silicate solution for one minute. Samples 1 and 2 were then removed from the sodium silicate solution and placed in a dryer heated from 148.9 ^° C. to 157.2 ^° C. for a time of approximately 30 minutes to dry. Ten minutes later, samples were removed from the dryer and left to cool to room temperature. It was noticed that both samples have a smooth glossy surface. Immediately after cooling, samples 1 and 2 were returned to an 18% sodium silicate solution for three minutes. Then, samples 1 and 2 again, were placed in a heated dryer for thirty minutes, then they were removed and allowed to cool to room temperature. After the samples were cooled, they were again placed in a 25% phosphoric acid solution for three minutes.

Поверхность образцов 1 и 2 принимает твердый, гладкий и глянцевый внешний вид. Антикоррозионные свойства, образцов 1 и 2 были проверены согласно требованиям стандарта В-117 Американского общества по испытанию материалов (ASTM) или военного стандарта С-5541 (США). Качество адгезии краски с поверхностью образцов 1 и 2 также проверялось согласно требованиям военного стандарта С-5541. Оба образца 1 и 2 проходили согласно спецификациям каждое испытание. The surface of samples 1 and 2 takes a solid, smooth and glossy appearance. The anticorrosion properties of samples 1 and 2 were tested according to the requirements of standard B-117 of the American Society for Testing Materials (ASTM) or military standard C-5541 (USA). The quality of adhesion of the paint to the surface of samples 1 and 2 was also tested according to the requirements of military standard S-5541. Both samples 1 and 2 passed each specification according to specifications.

Теплостойкость, огнестойкость каждого образца проверялись путем сравнения обжига обработанных и необработанных образцов. Обработанные и необработанные образцы были выдержаны в пламени ацетилена, который сгорает при температуре от 1093^oC до 1371^oC. Необработанные образцы приблизительно через 30 секунд сгорали до золы. Общего остатка не оставалось. С другой стороны, обработанные алюминиевые образцы 1 и 2 изгибались после нескольких секунд выдержки. Приблизительно через 2 минуты и 8 секунд алюминий начал медленно вытекать из-под двух сторон слоя покрытия. В этот момент испытания были приостановлены. Остатка золы алюминия не было обнаружено.The heat resistance, fire resistance of each sample was checked by comparing the firing of processed and untreated samples. Treated and untreated samples were kept in a flame of acetylene, which burns at a temperature of from 1093 ^o C to 1371 ^o C. Untreated samples were burned to ash after about 30 seconds. There was no total balance. On the other hand, treated aluminum samples 1 and 2 were bent after several seconds of exposure. After about 2 minutes and 8 seconds, aluminum began to slowly flow out from under the two sides of the coating layer. At this point, the tests were suspended. No residue of aluminum ash was detected.

Пример 2
Типовой способ обработки поверхности изделия, изготовленного из стали или стального сплава, использующий вышеописанный вариант настоящего изобретения, описывается следующим образом.Example 2
A typical method for surface treatment of an article made of steel or a steel alloy using the above-described embodiment of the present invention is described as follows.

Три образца стальных панелей 1 - 3, изготовленные из стали 4130 , были обработаны согласно изобретению. Все образцы имели габариты 4 (ширина) х 6 (длина) х 0,041 (толщина) дюйма или 101,6 х 152,4 х 1,05 мм. Образцы 1 - 3 сначала были очищены с помощью моющего средства и горячей воды, для того чтобы удалить жир и масляные пятна, а затем погружены в 25% раствор (по объему) ортофосфорной кислоты, нагретой до 48,9^oC. На этом этапе технологического процесса на поверхности панелей создается или образуется ортофосфат железа, с которым может связываться силикат натрия. Затем образцы 1 - 3 промывали холодной водой и погружали в 33% (по объему) раствор силиката натрия, поддерживаемый при температуре 4,45^oC. Затем образцы 1 - 3 высушивали при температуре 151,7^oC в течение 30 минут, чтобы получить первый слой силиката натрия, частично превращенного в двуокись кремния. Образцы 1 - 3 охлаждали до комнатной температуры, а затем погружали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до 48,9^oC, приблизительно на 15 секунд. На этом этапе технологического процесса образуется твердый, нерастворимый слой двуокиси кремния поверх первого слоя силиката натрия, тем самым образуя двухслойную структуру на поверхности. Затем образцы 1 - 3 промывали, охлаждали и повторно погружали в 33% раствор силиката натрия, чтобы получить второй слой силиката натрия поверх обработанных поверхностей. Затем образцы 1 - 3 высушивали при температуре 151,7^oC в течение приблизительно 30 минут и оставляли для охлаждения до комнатной температуры. Далее образцы 1 - 3 погружали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до 48,9^oC, приблизительно на 15 секунд, чтобы получить двухслойную структуру силиката натрия и двуокиси кремния на поверхности образцов. После этого образцы 1 - 3 промывали холодной водой и высушивали при температуре 151,7^oC в течение 5 минут. Образцы 1 - 3 были испытаны в соответствии с требованиями проведения испытаний на воздействие соляных брызг, которые они успешно прошли в течение одной трети часа, 1 часа, 2 часов и 24 часов испытаний, которые показали, что защитный слой, образованный в процессе осуществления технологического процесса, действует на ингибитор коррозии при стандартных условиях испытаний.Three samples of steel panels 1 to 3, made of 4130 steel, were processed according to the invention. All samples had dimensions of 4 (width) x 6 (length) x 0.041 (thickness) inches or 101.6 x 152.4 x 1.05 mm. Samples 1 to 3 were first cleaned with detergent and hot water in order to remove grease and oil stains, and then immersed in a 25% solution (by volume) of phosphoric acid heated to 48.9 ^o C. At this stage of the process of the process, iron orthophosphate is created or formed on the surface of the panels, to which sodium silicate can bind. Then, samples 1-3 were washed with cold water and immersed in a 33% (by volume) sodium silicate solution maintained at 4.45 ^° C. Then, samples 1-3 were dried at 151.7 ^° C for 30 minutes to obtain the first layer of sodium silicate, partially converted into silicon dioxide. Samples 1-3 were cooled to room temperature and then immersed in a 25% (v / v) phosphoric acid solution heated to 48.9 ^° C. for about 15 seconds. At this stage of the process, a solid, insoluble layer of silicon dioxide is formed on top of the first layer of sodium silicate, thereby forming a two-layer structure on the surface. Then, samples 1-3 were washed, cooled, and re-immersed in a 33% sodium silicate solution to obtain a second layer of sodium silicate over the treated surfaces. Then, samples 1 to 3 were dried at a temperature of 151.7 ^o C for approximately 30 minutes and left to cool to room temperature. Samples 1-3 were then immersed in a 25% (v / v) phosphoric acid solution heated to 48.9 ^° C. for about 15 seconds to obtain a two-layer structure of sodium silicate and silicon dioxide on the surface of the samples. After that, samples 1 to 3 were washed with cold water and dried at a temperature of 151.7 ^o C for 5 minutes. Samples 1-3 were tested in accordance with the requirements for salt spray tests, which they successfully passed within one third of an hour, 1 hour, 2 hours and 24 hours of testing, which showed that the protective layer formed during the process acts on a corrosion inhibitor under standard test conditions.

Пример 3
Типовой способ обработки поверхности меди или медного сплава, используя описанный выше вариант настоящего изобретения, осуществляют следующим образом.Example 3
A typical method of surface treatment of copper or copper alloy using the above-described embodiment of the present invention is as follows.

Был обработан образец из медной трубки. Трубка имеет габариты 12 (длина) х 0,5 (внутренний диаметр) х 0,125 (толщина боковой стенки) дюймов или 304,8 х 12,7 х 3,175 мм. Сначала образец очищали с помощью моющего средства и горячей воды, чтобы удалить жир и масляные пятна, а затем погружали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до 48,9^oC. Этот этап технологического процесса обеспечивает появление на обрабатываемой поверхности образца пленочного слоя ортофосфата меди, с которым, как утверждают, связывается силикат натрия. Затем образец промывали холодной водой и погружали в 33% (по объему) раствор силиката натрия, имеющий температуру 4,44^oC. После этого образец высушивали при температуре 151,7^oC в течение приблизительно 30 минут, чтобы получить первый слой силиката натрия и двуокиси кремния поверх пленочного слоя. Затем образец оставляли для охлаждения до комнатной температуры и потом погружали его в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до 48,9^oC на 15 секунд. Далее образец промывали холодной водой и повторно погружали в 33% (по объему) раствор силиката натрия, чтобы получить второй слой силиката натрия на поверхности. Затем образец высушивали при температуре 151,7^oC в течение примерно 30 минут и оставляли для охлаждения до комнатной температуры. После этого образец погружали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до 48,9^oC, приблизительно на 15 секунд для формирования наружного слоя двуокиси кремния поверх второго слоя силиката натрия. Затем образец промывали холодной водой и высушивали при 151,7^oC в течение 5 минут. Образец был испытан в соответствии с требованиями стандарта В 117-ASTM испытания разбрызгиванием соляного тумана и прошли успешно 48-часовое испытание, показавшее, что защитный слой, сформированный в процессе осуществления способа, действует как ингибитор коррозии при стандартных условиях испытания.A sample from a copper tube was processed. The tube has dimensions of 12 (length) x 0.5 (inner diameter) x 0.125 (side wall thickness) inches or 304.8 x 12.7 x 3.175 mm. First, the sample was cleaned with detergent and hot water to remove grease and oil stains, and then immersed in a 25% (v / v) solution of phosphoric acid heated to 48.9 ^o C. This stage of the process ensures the appearance on the treated surface a sample of a film layer of copper orthophosphate, with which sodium silicate is said to bind. The sample was then washed with cold water and immersed in a 33% (by volume) sodium silicate solution having a temperature of 4.44 ^° C. After that, the sample was dried at a temperature of 151.7 ^° C for approximately 30 minutes to obtain a first layer of sodium silicate and silica on top of the film layer. Then the sample was left to cool to room temperature and then immersed in a 25% (v / v) phosphoric acid solution heated to 48.9 ^° C. for 15 seconds. Next, the sample was washed with cold water and re-immersed in a 33% (by volume) sodium silicate solution to obtain a second layer of sodium silicate on the surface. Then the sample was dried at a temperature of 151.7 ^o C for about 30 minutes and left to cool to room temperature. After that, the sample was immersed in a 25% (v / v) phosphoric acid solution heated to 48.9 ^° C. for about 15 seconds to form an outer layer of silicon dioxide on top of the second layer of sodium silicate. Then the sample was washed with cold water and dried at 151.7 ^o C for 5 minutes. The sample was tested in accordance with standard B 117-ASTM salt spray spray tests and successfully passed the 48-hour test, which showed that the protective layer formed during the implementation of the method acts as a corrosion inhibitor under standard test conditions.

Пример 4
Типовой способ обработки деревянной поверхности, использующий описанный выше вариант настоящего изобретения, осуществляют следующим образом.Example 4
A typical method of processing a wooden surface using the above-described embodiment of the present invention is as follows.

Деревянный образец, изготовленный из сосны, имеет первоначальный габаритный размер 2 (ширина) х 4 (длина) х 6 (высота) дюймов или 50,8 х 101,6 х 152,4 мм. 25% раствор силиката натрия заливали в контейнер размером 18 (высота) х 6 (диаметр) дюймов или 457,2 х 152,5 мм. Контейнер имеет воздушный клапан (известный так же как клапан Шрадера) и уплотняющую крышку для того, чтобы можно было поддерживать давление внутри контейнера, когда контейнер закрыт. Затем в контейнер, заполненный раствором силиката натрия, помещали деревянный образец. Далее контейнер закрывали и плотно герметизировали. К воздушному клапану подводили воздушный шланг и подавали в контейнер воздух под давлением, для создания внутреннего давления приблизительно 11,95 кг/см². Деревянный образец был оставлен в растворе под давлением в течение 10 минут, затем был извлечен и оставлен для просыхания в течение двух часов при температуре 32,2^oC. Когда деревянный образец был высушен, его возвратили в раствор силиката натрия и поместили под давление, как было описано ранее. Затем деревянный образец высушивали в течение двух часов при температуре 32,2^oC. Как только деревянный образец был высушен, его помещали в 25% (объем/объем) ортофосфорной кислоты при температуре 60^oC на 5 минут. Затем деревянный образец извлекали из раствора кислоты и промывали холодной водопроводной водой, чтобы отмыть избыток кислоты. Затем дерево оставляли высыхать в течение 2 часов. Как только образец просох, он слегка почернел по внешнему виду. Других изменений поверхности не было замечено.A wooden sample made of pine has an initial overall size of 2 (width) x 4 (length) x 6 (height) inches or 50.8 x 101.6 x 152.4 mm. A 25% sodium silicate solution was poured into a container measuring 18 (height) x 6 (diameter) inches or 457.2 x 152.5 mm. The container has an air valve (also known as a Schrader valve) and a sealing cover so that the pressure inside the container can be maintained when the container is closed. Then, a wooden sample was placed in a container filled with sodium silicate solution. Next, the container was closed and tightly sealed. An air hose was brought to the air valve and pressurized air was introduced into the container to create an internal pressure of approximately 11.95 kg / cm ² . The wooden sample was left in solution under pressure for 10 minutes, then it was removed and left to dry for two hours at a temperature of 32.2 ^o C. When the wooden sample was dried, it was returned to sodium silicate solution and placed under pressure, as was described earlier. Then the wooden sample was dried for two hours at a temperature of 32.2 ^o C. As soon as the wooden sample was dried, it was placed in 25% (vol / vol) of phosphoric acid at a temperature of 60 ^o C for 5 minutes. The wood sample was then removed from the acid solution and washed with cold tap water to wash off the excess acid. Then the tree was left to dry for 2 hours. As soon as the sample dried out, it turned slightly black in appearance. No other surface changes were noticed.

Теплостойкость и огнестойкость деревянного образца испытывали следующим образом. Обработанный деревянный образец и необработанный образец были помещены в пламя ацетилена, которое горит при температуре от 1093^oC до 1371^oC. Обработанный и необработанный образцы были помещены в пламя на одну минуту. В течение нескольких секунд пребывания в пламени необработанный образец горел с видимым пламенем и дымом. Горение продолжалось в течение примерно десяти минут. В случае помещения в пламя обработанного образца процесс горения продолжался в течение нескольких секунд. Однако после выноса из пламени горение прекращалось через три секунды, а через 15 секунд нельзя было обнаружить запаха дыма. Через 30 секунд поверхность обработанного образца оставалась слегка теплой на ощупь.The heat resistance and fire resistance of the wooden sample was tested as follows. The treated wood sample and the untreated sample were placed in an acetylene flame that burns at a temperature of 1093 ^° C. to 1371 ^° C. The treated and untreated samples were placed in the flame for one minute. For several seconds in a flame, the untreated sample burned with visible flame and smoke. Burning continued for about ten minutes. If the treated sample was placed in the flame, the combustion process continued for several seconds. However, after removal from the flame, combustion ceased after three seconds, and after 15 seconds it was impossible to detect the smell of smoke. After 30 seconds, the surface of the treated sample remained slightly warm to the touch.

Пример 5
Типовой способ обработки поверхности магниевого сплава, использующего описанный выше вариант настоящего изобретения, осуществляют следующим образом.Example 5
A typical method for surface treatment of a magnesium alloy using the above-described embodiment of the present invention is as follows.

Было обработано три образца панелей из магния - все три образца были изготовлены из магний-никелевого сплава и имели габариты 4 (ширина) х 6 (длина) х 0,041 (толщина) дюйма (101,6 х 152,4 х 1,041 мм). Сначала образцы были очищены с помощью моющего средства и горячей воды для удаления жировых и масляных пятен, а затем их погружали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до температуры 48,89^oC. Этот этап технологического процесса обеспечивает образование ортофосфата магния, который, как установлено, может связываться с силикатом натрия. Затем образцы промывали холодной водой и погружали в 33% (объем/объем) раствор силиката натрия, имеющий температуру 4,44^oC на 5 минут. Затем образцы высушивали при температуре 151,67^oC в течение 10 минут для формирования первого слоя силиката натрия. Панели оставляли для охлаждения до комнатной температуры и затем погружали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до температуры 48,9^oC, на 15 секунд (продолжительность этого этапа может меняться от 15 до 45 секунд). В результате этого на поверхности, обработанной раствором кислоты, образовался однородный наружный слой двуокиси кремния. Затем образцы промывали холодной водой и повторно погружали в 33% (объем/объем) раствор силиката натрия. После этого образцы высушивали при температуре 151,67 ^oC и затем оставляли для охлаждения до комнатной температуры. Далее образцы погружали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до температуры 48,89 ^oC, на 15 секунд, формируя последний слой двуокиси кремния. После этого образцы промывали холодной водой и высушивали при температуре 152^oC в течение 5 минут.Three samples of magnesium panels were processed - all three samples were made of magnesium-nickel alloy and had dimensions of 4 (width) x 6 (length) x 0.041 (thickness) inches (101.6 x 152.4 x 1.041 mm). First, the samples were cleaned with detergent and hot water to remove grease and oil stains, and then they were immersed in a 25% (volume / volume) solution of phosphoric acid heated to a temperature of 48.89 ^o C. This stage of the process ensures the formation of orthophosphate magnesium, which has been found to bind to sodium silicate. Then the samples were washed with cold water and immersed in a 33% (v / v) sodium silicate solution having a temperature of 4.44 ^° C. for 5 minutes. Then the samples were dried at a temperature of 151.67 ^o C for 10 minutes to form the first layer of sodium silicate. The panels were allowed to cool to room temperature and then immersed in a 25% (v / v) solution of phosphoric acid heated to a temperature of 48.9 ^° C for 15 seconds (the duration of this step can vary from 15 to 45 seconds). As a result, a uniform outer silica layer was formed on the surface treated with the acid solution. Then the samples were washed with cold water and re-immersed in a 33% (v / v) sodium silicate solution. After that, the samples were dried at a temperature of 151.67 ^o C and then left to cool to room temperature. Next, the samples were immersed in a 25% (vol / vol) phosphoric acid solution heated to a temperature of 48.89 ^o C for 15 seconds, forming the last layer of silicon dioxide. After that, the samples were washed with cold water and dried at a temperature of 152 ^o C for 5 minutes.

Пример 6
Типовой способ обработки поверхности никеля, использующий описанный выше вариант настоящего изобретения, осуществляют следующим образом.Example 6
A typical nickel surface treatment method using the above-described embodiment of the present invention is as follows.

Обрабатывался образец никелированной трубки, габариты образца с никелевым покрытием следующие 12 (длина) х 0,5 (наружный диаметр) х 0,125 (толщина боковой стенки) дюйма или 304,8 х 12,7 х 3,175 мм. Сначала образец очищали с помощью моющего средства и горячей воды для удаления жировых и масляных пятен и затем погружали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до температуры 48,89^oC. На этом этапе осуществления технологического процесса образуется ортофосфат никеля, с которым может связываться силикат натрия, затем образец промывали холодной водой и погружали в 33% (объем/объем) раствор силиката натрия, имеющего температуру 4,44^oC, на 5 минут. После этого образец высушивали при температуре 152^oC в течение 10 минут для формирования первого слоя силиката натрия. Во время процесса сушки часть силиката натрия частично преобразовалась в двуокись кремния. Образец оставляли для охлаждения до комнатной температуры, после чего опускали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до 48,89^oC, на 15 секунд (продолжительность этого этапа может меняться от 15 до 45 секунд). В результате этого на поверхности, обработанной кислотным раствором, образуется однородный наружный слой двуокиси кремния. Затем образец промывали холодной водой и погружали вновь в 33% раствор силиката натрия. После этого образец высушивали при температуре 152^oC в течение 10 минут и оставляли охлаждаться до комнатной температуры. Затем образец погружали в 25% раствор ортофосфорной кислоты, имеющей температуру 21^oC, на 5 минут для формирования последнего слоя двуокиси кремния. После этого образец промывали холодной водой и высушивали при температуре 152^oC в течение 5 минут досуха.A sample of a nickel-plated tube was processed, the dimensions of the sample with a nickel coating were as follows 12 (length) x 0.5 (outer diameter) x 0.125 (side wall thickness) inches or 304.8 x 12.7 x 3.175 mm. First, the sample was cleaned with detergent and hot water to remove grease and oil stains and then immersed in a 25% (volume / volume) solution of phosphoric acid heated to a temperature of 48.89 ^o C. At this stage of the process, nickel orthophosphate is formed, with which sodium silicate can bind, then the sample was washed with cold water and immersed in a 33% (v / v) solution of sodium silicate having a temperature of 4.44 ^° C. for 5 minutes. After that, the sample was dried at a temperature of 152 ^o C for 10 minutes to form the first layer of sodium silicate. During the drying process, part of the sodium silicate was partially converted to silicon dioxide. The sample was allowed to cool to room temperature, after which a solution of phosphoric acid heated to 48.89 ^° C was lowered into 25% (vol / vol) for 15 seconds (the duration of this step can vary from 15 to 45 seconds). As a result, a uniform outer layer of silicon dioxide is formed on the surface treated with the acid solution. Then, the sample was washed with cold water and immersed again in a 33% sodium silicate solution. After that, the sample was dried at a temperature of 152 ^o C for 10 minutes and left to cool to room temperature. Then, the sample was immersed in a 25% phosphoric acid solution having a temperature of 21 ^° C. for 5 minutes to form the last layer of silicon dioxide. After that, the sample was washed with cold water and dried at a temperature of 152 ^o C for 5 minutes to dryness.

Пример 7
Типовой способ обработки поверхности серебра и серебряных сплавов, использующий описанный выше вариант настоящего изобретения, осуществляли следующим образом.Example 7
A typical method for surface treatment of silver and silver alloys using the above-described embodiment of the present invention was carried out as follows.

Был обработан образец трубки с серебряным покрытием. Габаритные размеры образца следующие 12 (длина) х 0,5 (наружный диаметр) х 0,125 (толщина боковой стенки) дюйма или 304,8 х 12,7 х 3,175 мм. Сначала образец обчищали с помощью моющего средства и горячей воды для удаления жировых и масляных пятен, затем погружали в 25% (по объему) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до 48,89^oC. Этот этап технологического процесса обеспечивает образование нитрата серебра, с которым, как утверждают, связывается силикат натрия. Образец затем промывали холодной водой и погружали в 33% (по объему) раствор силиката натрия, имеющего температуру 4,44^oC , на 5 минут. После этого образец высушивали при температуре 152^oC в течение 10 минут для формирования первого слоя силиката натрия. Во время сушки часть силиката натрия частично преобразовалась в двуокись кремния. Образец оставляли охлаждаться до комнатной температуры, после чего погружали в 25% (по объему) раствор ортофосфорной кислоты, имеющей температуру 21,1^oC, на 5 минут. В результате этого на поверхности, обработанной кислотным раствором, формируется однородный наружный слой двуокиси кремния. Затем образец промывали холодной водой и повторно погружали в 33% (по объему) раствор силиката натрия. После этого образец высушивали при температуре 152^oC в течение 10 минут и оставляли для охлаждения до комнатной температуры. Далее образец погружали в 25% (по объему) раствор ортофосфорной кислоты, имеющий температуру 21,1^oC, на 5 минут для формирования последнего слоя двуокиси кремния, после чего образец промывали холодной водой и высушивали в течение 5 минут при температуре 152^oC.A silver coated tube sample was processed. The dimensions of the sample are as follows 12 (length) x 0.5 (outer diameter) x 0.125 (side wall thickness) inches or 304.8 x 12.7 x 3.175 mm. First, the sample was cleaned with detergent and hot water to remove grease and oil stains, then immersed in a 25% (by volume) solution of phosphoric acid heated to 48.89 ^o C. This stage of the process ensures the formation of silver nitrate, with which sodium silicate is said to bind. The sample was then washed with cold water and immersed in a 33% (v / v) sodium silicate solution having a temperature of 4.44 ^° C. for 5 minutes. After that, the sample was dried at a temperature of 152 ^o C for 10 minutes to form the first layer of sodium silicate. During drying, part of the sodium silicate was partially converted to silicon dioxide. The sample was allowed to cool to room temperature, after which it was immersed in a 25% (v / v) orthophosphoric acid solution having a temperature of 21.1 ^° C. for 5 minutes. As a result of this, a uniform outer layer of silicon dioxide is formed on the surface treated with the acid solution. Then the sample was washed with cold water and re-immersed in a 33% (by volume) sodium silicate solution. After that, the sample was dried at a temperature of 152 ^o C for 10 minutes and left to cool to room temperature. Next, the sample was immersed in a 25% (by volume) phosphoric acid solution having a temperature of 21.1 ^° C. for 5 minutes to form the last layer of silicon dioxide, after which the sample was washed with cold water and dried for 5 minutes at a temperature of 152 ^° C.

Пример 8
Типовой способ обработки поверхности титана и титановых сплавов, использующий описанный выше вариант настоящего изобретения, осуществляли следующим образом.Example 8
A typical method for surface treatment of titanium and titanium alloys using the above-described embodiment of the present invention was carried out as follows.

Был обработан образец из титановой пластины с габаритными размерами 3 (длина) х 3 (ширина) х 0,02 (толщина) дюйма или 76,2 х 76,2 x 0,58 мм. Сначала образец очищали с помощью моющего средства и горячей воды для удаления жировых и масляных пятен, затем погружали в 10% (по объему) раствор ортофосфорной кислоты, нагретой до температуры 48,9^oC. Этот этап обеспечивает образование ортофосфата титана и окиси титана, с которыми, как установлено, может связываться силикат натрия. После этого образец промывали холодной водой и погружали в 33% (по объему) раствор силиката натрия, имеющего температуру 4,44^oC, на 5 минут. Затем образец высушивали при температуре 152^oC в течение 10 минут для формирования первого слоя силиката натрия. В процессе сушки часть силиката натрия частично преобразовывалась в двуокись кремния. Образец оставляли для охлаждения до комнатной температуры, а затем погружали в 25% (по объему) раствор ортофосфорной кислоты, имеющий температуру 21,1^oC, на 5 минут. В результате этого на поверхности, обработанной кислотным раствором, образуется однородный наружный слой двуокиси кремния. Потом образец промывали холодной водой и вновь опускали в 33% (по объему) раствор силиката натрия. Затем образец высушивали при температуре 152^oC в течение 10 минут и оставляли охлаждаться до комнатной температуры. После этого образец погружали в 25% (объем/объем) раствор ортофосфорной кислоты при температуре 21,1^oC на 5 минут для формирования последнего слоя двуокиси кремния. Затем образец промывали холодной водой и высушивали при температуре 152^oC в течение 5 минут.A sample was machined from a titanium plate with dimensions of 3 (length) x 3 (width) x 0.02 (thickness) inches or 76.2 x 76.2 x 0.58 mm. First, the sample was cleaned with detergent and hot water to remove grease and oil stains, then immersed in a 10% (by volume) solution of phosphoric acid heated to a temperature of 48.9 ^o C. This stage provides the formation of titanium orthophosphate and titanium oxide, with with which, as it is established, sodium silicate can bind. After that, the sample was washed with cold water and immersed in a 33% (by volume) solution of sodium silicate, having a temperature of 4.44 ^o C, for 5 minutes. Then the sample was dried at a temperature of 152 ^o C for 10 minutes to form the first layer of sodium silicate. During the drying process, part of the sodium silicate was partially converted to silicon dioxide. The sample was allowed to cool to room temperature, and then immersed in a 25% (v / v) phosphoric acid solution having a temperature of 21.1 ^° C. for 5 minutes. As a result, a uniform outer layer of silicon dioxide is formed on the surface treated with the acid solution. Then the sample was washed with cold water and again lowered into a 33% (by volume) sodium silicate solution. Then the sample was dried at a temperature of 152 ^o C for 10 minutes and left to cool to room temperature. After that, the sample was immersed in a 25% (v / v) phosphoric acid solution at a temperature of 21.1 ^° C. for 5 minutes to form the last layer of silicon dioxide. Then the sample was washed with cold water and dried at a temperature of 152 ^o C for 5 minutes.

В предпочтительном варианте настоящего изобретения настоящий способ может быть использован для обработки любой относительно жесткой поверхности для того, чтобы защитить поверхность этого материала. Установлено, что металлы, такие как, например, алюминий, сталь цинк, магний, особенно пригодны для обработки в соответствии с этим вариантом. Специалисты в этой области путем эксперимента могут определить те материалы или поверхности, которые не могут быть обработаны в соответствии с этим вариантом изобретения для создания защитного слоя на поверхностях этих материалов. Однако следует отметить, что материалы, которые будут разрушаться из-за температур сушки, используемых в этом варианте настоящего способа, или из-за вредных химических реакций с любыми химикалиями или реагентами, как например, силикатным раствором, используемым в настоящем изобретении, практически, возможно, не будут использоваться как поверхности, на которых формируют защитный слой в соответствии с этим вариантом выполнения настоящего изобретения. In a preferred embodiment of the present invention, the present method can be used to treat any relatively hard surface in order to protect the surface of this material. It has been found that metals, such as, for example, aluminum, steel zinc, magnesium, are particularly suitable for processing in accordance with this option. Specialists in this field by experiment can determine those materials or surfaces that cannot be processed in accordance with this embodiment of the invention to create a protective layer on the surfaces of these materials. However, it should be noted that materials that will be destroyed due to the drying temperatures used in this embodiment of the present method, or due to harmful chemical reactions with any chemicals or reagents, such as the silicate solution used in the present invention, are practically possible will not be used as surfaces on which a protective layer is formed in accordance with this embodiment of the present invention.

Защитные слои, формируемые в соответствии с этим вариантом выполнения настоящего способа, до некоторой степени эластичны и проявляют сильную адгезию к поверхностям, на которых они сформированы. "Жесткие поверхности", которые можно обработать в соответствии с этим вариантом настоящего способа, следовательно, должны быть достаточно жесткими для обеспечения формирования на них настоящего защитного слоя. Установлено, что поверхности, выполненные из дерева, алюминия, стали, цинка и магния, являются достаточно жесткими для этих целей. Однако также могут быть использованы и другие материалы. Например, материал, который из-за отсутствия собственной достаточной жесткости, необходимой для формирования на нем защитного слоя, может быть прикреплен к достаточно жесткому материалу и после этого обработан в соответствии с настоящим способом для формирования защитного слоя на поверхности этого материала. Поверхности, сделанные жесткими таким образом, определенно включены в понятие или определение "жесткая поверхность". Путем эксперимента специалисты в данной области могут определить, является ли достаточно жестким сам про себе отдельный материал для того, чтобы подвергнуться обработке настоящим способом, или такой материал необходимо подпереть или закрепить. Такие эксперименты могут, например, включать обработку поверхности, изготовленной из определенного материала, посредством настоящего способа для того, чтобы определить, может ли быть сформирован на нем защитный слой. The protective layers formed in accordance with this embodiment of the present method are somewhat flexible and exhibit strong adhesion to the surfaces on which they are formed. "Hard surfaces" that can be machined in accordance with this embodiment of the present method, therefore, must be sufficiently rigid to ensure that they form a real protective layer. It has been established that surfaces made of wood, aluminum, steel, zinc and magnesium are sufficiently rigid for these purposes. However, other materials may also be used. For example, a material that, due to the lack of intrinsic rigidity necessary to form a protective layer on it, can be attached to a sufficiently rigid material and then processed in accordance with the present method to form a protective layer on the surface of this material. Surfaces made rigid in this way are definitely included in the concept or definition of “hard surface”. By experiment, specialists in this field can determine whether a separate material is sufficiently rigid in itself to be processed in this way, or whether such material needs to be supported or fixed. Such experiments may, for example, include treating a surface made of a particular material by the present method in order to determine if a protective layer can be formed on it.

Защитный слой, сформированный в соответствии с настоящим вариантом изобретения, является наиболее эффективным, когда силикатный раствор, используемый для формирования защитного слоя, может быть нанесен равномерным слоем 63 на жесткую поверхность 61, на которой желательно сформировать защитный слой. Для того чтобы сформировать такой равномерный слой 63 на жесткой поверхности 61 в этом варианте, полезно подготовить поверхность 61 любыми химическими или механическими средствами для создания "смачиваемой" или "гидрофильной" поверхности 62 на жесткой поверхности 61. Термин "гидрофильная" здесь использован в том смысле, когда описывается поверхность, на которой вода и/или другие жидкости будут образовывать равномерную сплошную мокрую пленку или слой. Другими словами, гидрофильная поверхность является такой поверхностью, которая несет жидкость, как например воду или водный раствор, так что когда жидкость наносят на такую поверхность, жидкость растекается по всей поверхности в виде равномерной сплошной мокрой пленки или слоя. Для примера обработанная воском поверхность на машине, на которой вода "похожа на бусины", не является гидрофильной поверхностью. The protective layer formed in accordance with the present embodiment of the invention is most effective when the silicate solution used to form the protective layer can be applied evenly on a rigid surface 61 on which it is desirable to form a protective layer. In order to form such a uniform layer 63 on the rigid surface 61 in this embodiment, it is useful to prepare the surface 61 by any chemical or mechanical means to create a “wettable” or “hydrophilic” surface 62 on the rigid surface 61. The term “hydrophilic” is used in this sense when a surface is described on which water and / or other liquids will form a uniform continuous wet film or layer. In other words, a hydrophilic surface is a surface that carries a liquid, such as water or an aqueous solution, so that when a liquid is applied to such a surface, the liquid spreads over the entire surface in the form of a uniform continuous wet film or layer. For example, a wax-treated surface on a machine on which water “looks like beads” is not a hydrophilic surface.

Поверхности могут быть сделаны гидрофильными посредством любых известных средств. Для того чтобы сделать поверхность гидрофильной, часто достаточно удалить избыток окислов, масел и других загрязняющих веществ с поверхности, как например металлической поверхности. Для удаления таких окислов, масел и других загрязняющих веществ могут быть использованы такие способы, как шлифование песком, пескоструйная очистка, а также использованы различные химические очистители. Когда жесткой поверхностью 61 является металлическая поверхность, гидрофильная поверхность может быть сформирована путем обработки этой поверхности кислотой, предпочтительнее кислотным раствором, как например раствором от 20% до 25% (по объему) фосфорной кислоты. Фосфорная кислота действует как "химическая стеклянная шкурка" для того, чтобы сделать поверхность гидрофильной. Отдельные способы, используемые для того, чтобы сделать поверхность гидрофильной, будут зависеть от характеристик определенной поверхности, подлежащей обработке, включая ее форму и материал, из которого она изготовлена, что очевидно для специалистов в данной области. Рассмотренные выше способы подготовки "связующей поверхности" также могут использоваться для создания гидрофильной поверхности в соответствии с этим вариантом выполнения настоящего изобретения. Surfaces can be made hydrophilic by any known means. In order to make the surface hydrophilic, it is often sufficient to remove the excess of oxides, oils and other contaminants from the surface, such as a metal surface. To remove such oxides, oils, and other contaminants, methods such as sanding, sandblasting, and various chemical cleaners can be used. When the rigid surface 61 is a metal surface, a hydrophilic surface can be formed by treating this surface with an acid, preferably an acid solution, such as a solution of 20% to 25% (by volume) of phosphoric acid. Phosphoric acid acts as a “chemical glass skin” in order to make the surface hydrophilic. The individual methods used to make the surface hydrophilic will depend on the characteristics of the particular surface to be treated, including its shape and the material from which it is made, which is obvious to specialists in this field. The above-described methods for preparing a “bonding surface” can also be used to create a hydrophilic surface in accordance with this embodiment of the present invention.

За счет создания такой гидрофильной поверхности 62 на жесткой поверхности 61, подлежащей обработке, может быть нанесена равномерная сплошная пленка или слой 63 силикатсодержащего раствора. Полагают, однако, что для осуществления настоящего способа также могут использоваться и другие способы создания равномерного слоя силикатсодержащего раствора на подлежащей обработке поверхности, отличающиеся от нанесения силикатного раствора на гидрофильную поверхность. Например, вместо него на поверхность можно нанести гель или эмульсию, содержащую силикатный материал, для того, чтобы по поверхности растекался сплошной относительно равномерный, однородный слой геля. Альтернативно силикатный раствор можно распылять или разбрызгивать на жесткую поверхность. Затем поверхность необходимо обработать в соответствии с остальными этапами способа настоящего изобретения. By creating such a hydrophilic surface 62, a uniform continuous film or layer 63 of a silicate-containing solution can be applied to the rigid surface 61 to be treated. It is believed, however, that other methods of creating a uniform layer of silicate-containing solution on the surface to be treated can also be used to implement the present method, different from applying a silicate solution to a hydrophilic surface. For example, instead of it, a gel or emulsion containing silicate material can be applied to the surface so that a continuous relatively uniform, uniform gel layer spreads over the surface. Alternatively, the silicate solution can be sprayed or sprayed onto a hard surface. Then the surface must be processed in accordance with the remaining steps of the method of the present invention.

После подготовки гидрофильной поверхности 62 на подлежащей обработке поверхности 62 предпочтительнее последнюю промывают для того, чтобы удалить загрязнения и/или остатки химической очистки с поверхности. Такая промывка может выполняться подачей воды, предпочтительнее при температуре приблизительно от 20^oC до 60^oC на гидрофильную поверхность 62. Затем поверхность 62 может быть высушена.After preparing the hydrophilic surface 62 on the surface 62 to be treated, it is preferable to wash the latter in order to remove contaminants and / or chemical cleaning residues from the surface. Such washing can be accomplished by supplying water, preferably at a temperature of about 20 ^° C. to 60 ^° C., to the hydrophilic surface 62. Then, the surface 62 can be dried.

После этого на очищенную гидрофильную поверхность 62 наносят силикатсодержащий раствор с тем, чтобы сформировать сплошной тонкий слой 63 раствора на гидрофильной поверхности 62. В предпочтительном варианте силикатсодержащим раствором является раствор силиката натрия, содержащий двуокись кремния, кремневую кислоту (H₂Si₂O₅), оксид натрия и воду (поставляемый фирмой PQ Corporation, Tacoma, WA в виде Liquid N или Liquid O).Thereafter, a silicate-containing solution is applied to the cleaned hydrophilic surface 62 so as to form a continuous thin layer 63 of the solution on the hydrophilic surface 62. In a preferred embodiment, the silicate-containing solution is a sodium silicate solution containing silicon dioxide, silicic acid (H ₂ Si ₂ O ₅ ), sodium oxide and water (available from PQ Corporation, Tacoma, WA as Liquid N or Liquid O).

Однако также могут быть использованы и другие силикатсодержащие растворы, приготовленные из других силикатных соединений. Растворы силиката калия, металлосиликатов (включая силикат алюминия, силикат магния, силикат железа, силикат меди, силикат цинка и силикат марганца), органо-силикаты также могут использоваться там, где калий, другие металлы или органические соединения могут заменить натрий в растворе силиката натрия. Например, вместо силикатного раствора силиката натрия может быть использован раствор силиката калия KASIL # I, поставляемый фирмой PQ Corporation. However, other silicate-containing solutions prepared from other silicate compounds can also be used. Solutions of potassium silicate, metallosilicates (including aluminum silicate, magnesium silicate, iron silicate, copper silicate, zinc silicate and manganese silicate), organosilicates can also be used where potassium, other metals or organic compounds can replace sodium in sodium silicate solution. For example, instead of a silicate solution of sodium silicate, a potassium silicate solution KASIL # I supplied by PQ Corporation can be used.

Силикатсодержащий раствор содержит по объему приблизительно от 10% до 100% силикатного соединения, как например, силикат натрия или силикат калия. Предпочтительнее раствор содержит от 20% до 40% (по объему) силикатного соединения. Также предпочтительнее, чтобы раствор наносили при температуре приблизительно от 20^oC до 60^oC.The silicate-containing solution contains, by volume, from about 10% to 100% silicate compound, such as sodium silicate or potassium silicate. More preferably, the solution contains from 20% to 40% (by volume) of the silicate compound. It is also preferred that the solution is applied at a temperature of from about 20 ^° C. to about 60 ^° C.

Гидрофильную поверхность 62 выдерживают в силикатсодержащем растворе приблизительно от 1 до 60 секунд, предпочтительнее от 1 до 20 секунд. В одном из вариантов такая выдержка осуществляется погружением поверхности подлежащего обработке материала. Такая выдержка гидрофильной поверхности 62 в силикатсодержащем растворе, однако, должна быть сокращена до минимума для того, чтобы обеспечить получение обработанной поверхности с повышенной коррозионной стойкостью. The hydrophilic surface 62 is kept in a silicate-containing solution from about 1 to 60 seconds, more preferably from 1 to 20 seconds. In one embodiment, such exposure is carried out by immersion of the surface of the material to be processed. Such exposure of the hydrophilic surface 62 in the silicate-containing solution, however, must be reduced to a minimum in order to obtain a treated surface with increased corrosion resistance.

Сразу же после образования на гидрофильной поверхности 62 равномерного сплошного слоя или пленки 63 силикатсодержащего раствора раствор высушивают. В предпочтительном варианте такую сушку можно выполнять посредством воздействия на поверхность обработанного материала окружающей его среды, имеющей исходную температуру от 20^oC до 248,9^oC, предпочтительнее имеющей исходную температуру от 48,9^oC до 65,6^oC. Затем температуру среды, окружающей обработанный материал, повышают со скоростью приблизительно от -1,1^oC в минуту до 15,6^oC в минуту до тех пор, пока не будет достигнута конечная температура от 150^oC до 248,9^oC, предпочтительнее от 151,7^oC до 176,7^oC. Таким образом температура силикатсодержащего раствора и подстилающей его поверхности растет от более низкой исходной температуры до более высокой температуры. В некоторых случаях, например, когда для подлежащей обработке поверхности используют материал с низкой теплопроводностью, среда, окружающая поверхность, может иметь более высокую температуру, поскольку температура самой поверхности будет расти медленнее из-за низкой теплопроводности. Важно, однако, чтобы силикатсодержащий раствор/высушиваемый силикатный материал достигли температуры, по меньшей мере, 150^oC в процессе этого этапа сушки.Immediately after the formation on the hydrophilic surface 62 of a uniform continuous layer or film 63 of a silicate-containing solution, the solution is dried. In a preferred embodiment, such drying can be accomplished by exposing the surface of the treated material to an environment having an initial temperature of from 20 ^° C. to 248.9 ^° C., preferably having an initial temperature of from 48.9 ^° C. to 65.6 ^° C. the environment surrounding the treated material is increased at a rate of from about -1.1 ^° C per minute to 15.6 ^° C per minute until a final temperature of 150 ^° C to 248.9 ^° C is reached, more preferably 151.7 ^o C to 176.7 ^o C. Thus, the temperature of the silicate-containing solution The ora and its underlying surface grows from a lower initial temperature to a higher temperature. In some cases, for example, when a material with low thermal conductivity is used for the surface to be treated, the medium surrounding the surface may have a higher temperature since the temperature of the surface itself will increase more slowly due to low thermal conductivity. It is important, however, that the silicate-containing solution / drying silicate material reaches a temperature of at least 150 ^° C. during this drying step.

Сушка слоя 63 силикатсодержащего раствора может осуществляться, например, путем помещения обработанной поверхности в сушильный шкаф. Конечно, также возможно использование и других известных специалистам в данной области способов. Например, для сушки слоя 63 силикатсодержащего раствора и повышения температуры выше 150^oC также может быть использовано инфракрасное излучение лампы накаливания. Кроме того, в силикатсодержащий раствор могут быть внесены агенты или вещества, способствующие высушиванию и затвердеванию слоя 63. Оксиды цинка, когда они присутствуют в таком растворе в количестве до 7% (по объему) от раствора, будут способствовать затвердеванию раствора.The drying of the layer 63 of the silicate-containing solution can be carried out, for example, by placing the treated surface in an oven. Of course, it is also possible to use other methods known to those skilled in the art. For example, infrared light from an incandescent lamp can also be used to dry the layer 63 of the silicate-containing solution and increase the temperature above 150 ^° C. In addition, agents or substances can be introduced into the silicate-containing solution to facilitate drying and hardening of the layer 63. Zinc oxides, when present in such a solution in an amount of up to 7% (by volume) of the solution, will contribute to the hardening of the solution.

Время сушки пленки или слоя 63 силикатсодержащего раствора на гидрофильной поверхности 61 частично будет зависеть от толщины пленки или слоя 63, формы поверхности и формы обрабатываемого изделия и состава материала, подлежащего обработке. Например, материал с высокой теплопроводностью, как например алюминий, можно сначала выдержать при температуре, соответствующей нижнему значению вышеупомянутого диапазона температур сушки, после чего температуру среды, окружающей алюминиевую поверхность, можно увеличить. С другой стороны, настоящий способ наиболее пригоден для работы с материалом с низкой теплопроводностью, когда этот материал сначала подвергают воздействию более высокой температуры. В большинстве случаев соответствующее время сушки составляет приблизительно от 2 до 50 минут и предпочтительнее от 6 до 15 минут. The drying time of the film or layer 63 of the silicate-containing solution on the hydrophilic surface 61 will partially depend on the thickness of the film or layer 63, the shape of the surface and the shape of the workpiece, and the composition of the material to be processed. For example, a material with high thermal conductivity, such as aluminum, can first be held at a temperature corresponding to the lower value of the aforementioned drying temperature range, after which the temperature of the medium surrounding the aluminum surface can be increased. On the other hand, the present method is most suitable for working with a material with low thermal conductivity, when this material is first exposed to a higher temperature. In most cases, the corresponding drying time is from about 2 to 50 minutes, and more preferably from 6 to 15 minutes.

После того, как силикатсодержащий раствор высушен на поверхности материала, обработанного так, как описано выше, высушенный силикатный слой 65 обрабатывают кислотой или кислотным раствором, для того, чтобы сформировать защитный слой согласно настоящему изобретению. Кислотный раствор, используемый в этом варианте, может содержать от 1% до 99% (по объему) кислоты, предпочтительнее, от 10% до 30% (по объему) такой кислоты. В предпочтительном варианте в качестве кислотного раствора используют раствор ортофосфорной кислоты, поскольку ортофосфорная кислота является дешевой, относительно безопасной и широко доступной. Однако можно также использовать и другие кислоты. Например, можно пропускать над или через обрабатываемую поверхность газообразную двуокись углерода, которая является слабой кислотой. Газообразные кислоты, как например двуокись углерода, особенно выгодны, когда подлежащая обработке поверхность является относительно пористой, как например, деревянная поверхность. After the silicate-containing solution is dried on the surface of the material treated as described above, the dried silicate layer 65 is treated with an acid or acid solution in order to form a protective layer according to the present invention. The acid solution used in this embodiment may contain from 1% to 99% (by volume) of acid, more preferably from 10% to 30% (by volume) of such an acid. In a preferred embodiment, an orthophosphoric acid solution is used as the acidic solution, since orthophosphoric acid is cheap, relatively safe and widely available. However, other acids may also be used. For example, gaseous carbon dioxide, which is a weak acid, can be passed over or through the surface to be treated. Gaseous acids, such as carbon dioxide, are particularly advantageous when the surface to be treated is relatively porous, such as a wooden surface.

При использовании кислотного раствора кислотный раствор предпочтительнее имеет температуру приблизительно от 20^oC до 82,2^oC, когда, его наносят на высушенный слой 65 силикатного материала. Можно использовать любой известный специалистам в этой области способ нанесения кислотного раствора на высушенный силикатный слой 65. Например, если поверхность, на которую был нанесен силикатсодержащий раствор, включает всю поверхность изделия или даже всю поверхность одной детали или элемента изделия, изделие или деталь могут быть погружены или "макнуты" в кислотный раствор. Альтернативно кислотный раствор может быть нанесен на поверхность, которая включает только часть изделия или детали изделия путем распыления или разбрызгивания кислотного раствора на изделие, или посредством любых других средств. Кислотным раствором предпочтительнее обрабатывают слой силикатного материала в течение от около 5 секунд до 120 секунд. Еще более предпочтительно, чтобы кислотным раствором обрабатывали слой в течение от 20 секунд до 50 секунд.When using an acidic solution, the acidic solution preferably has a temperature of from about 20 ^° C to 82.2 ^° C when it is applied to the dried layer 65 of silicate material. Any method known for those skilled in the art can be applied to apply the acid solution to the dried silicate layer 65. For example, if the surface on which the silicate solution was applied includes the entire surface of the product or even the entire surface of one part or item of the product, the product or part or “dipped” into an acidic solution. Alternatively, the acid solution may be applied to a surface that includes only part of the article or part of the article by spraying or spraying the acid solution on the article, or by any other means. The acidic solution is preferably treated with a layer of silicate material for from about 5 seconds to 120 seconds. Even more preferably, the layer is treated with an acidic solution for 20 seconds to 50 seconds.

В процессе нанесения кислотного раствора на обрабатываемой поверхности образуется защитный слой. Защитный слой включает наружный слой 67, обработанный кислотой, состоящий в основном из диоксида кремния, и внутренний слой 65, состоящий из высушенного силикатного материала. Высушенный слой 65 из силикатного материала содержит двуокись кремния и другие окислы. Например, когда силикатсодержащий раствор является силикатом натрия, высушенный силикатный материал будет состоять из двуокиси кремния и оксида натрия. За счет обработки поверхности 65 силикатного материала кислотой окислы и другие растворимые загрязняющие вещества удаляются с поверхности наружного слоя 67, оставляя непористый наружный слой 67, содержащий главным образом двуокись кремния. Полагают, что этот наружный слой 67 двуокиси кремния придает защитному слою повышенную коррозионную стойкость, а также повышенную стойкость к абразивному истиранию и другим источникам повреждения поверхности. В противоположность этому внутренний слой 65 является относительно более растворимым водой и другими растворителями. In the process of applying an acid solution, a protective layer forms on the surface to be treated. The protective layer includes an outer layer 67 treated with acid, consisting mainly of silicon dioxide, and an inner layer 65 consisting of dried silicate material. The dried layer 65 of silicate material contains silicon dioxide and other oxides. For example, when the silicate-containing solution is sodium silicate, the dried silicate material will consist of silicon dioxide and sodium oxide. By treating the surface 65 of the silicate material with acid, the oxides and other soluble contaminants are removed from the surface of the outer layer 67, leaving a non-porous outer layer 67, containing mainly silicon dioxide. It is believed that this outer layer of silicon dioxide 67 gives the protective layer increased corrosion resistance, as well as increased resistance to abrasion and other sources of surface damage. In contrast, the inner layer 65 is relatively more soluble in water and other solvents.

После нанесения кислотного раствора на высушенный слой 65 силикатного материала обработанная поверхность может быть промыта для удаления избытка кислотного раствора. Такая промывка может осуществляться путем подачи воды, предпочтительнее с температурой приблизительно от 68^oF до 140^oF на обработанную поверхность. Воду можно наносить на поверхность либо путем распыления или разбрызгивания, либо погружением в воду, либо любыми другими способами и средствами. Поверхность затем оставляют для высыхания. Если это необходимо, вышеописанные этапы нанесения силикатсодержащего раствора, высушивания раствора на поверхности материала и затем выдержки высушенного силикатного материала в кислоте могут быть повторены множество раз. В этом аспекте настоящего изобретения каждый защитный слой должен быть промыт после формирования защитного слоя для того, чтобы удалить избыток кислоты перед нанесением следующего нового слоя силикатсодержащего раствора. Путем повторения этих этапов на поверхности может быть сформировано множество защитных слоев. Путем формирования множества защитных слоев защитные свойства защитного слоя могут быть усилены. Например, коррозионная стойкость металлической детали, на которой сформирован защитный слой согласно настоящему изобретению, может быть повышена за счет увеличения числа защитных слоев на этой металлической детали.After applying the acid solution to the dried layer 65 of silicate material, the treated surface can be washed to remove excess acid solution. Such washing can be carried out by supplying water, preferably with a temperature of from about 68 ^° F to 140 ^° F, on the treated surface. Water can be applied to the surface either by spraying or spraying, or by immersion in water, or by any other means and means. The surface is then left to dry. If necessary, the above steps of applying a silicate-containing solution, drying the solution on the surface of the material and then holding the dried silicate material in acid can be repeated many times. In this aspect of the present invention, each protective layer should be washed after the formation of the protective layer in order to remove excess acid before applying the next new layer of silicate-containing solution. By repeating these steps, a plurality of protective layers can be formed on the surface. By forming a plurality of protective layers, the protective properties of the protective layer can be enhanced. For example, the corrosion resistance of a metal part on which a protective layer according to the present invention is formed can be improved by increasing the number of protective layers on this metal part.

Пример 9
Были обработаны два образца алюминиевых панелей - образец 1 включал заготовку из материала 2024 Т-3, тогда как образец 2 включал заготовку из материала 6061 Т-6. Обе панели имели габаритные размеры 3 (ширина) х 10 (длина) х 0,39 (толщина) дюйма или 76,2 х 254 х 0,991 мм. На поверхностях образцов 1 и 2 была подготовлена гидрофильная поверхность путем мокрого шлифования песком поверхности панелей ручным электрическим пескоструйным аппаратом в течение 5 минут. Эти гидрофильные поверхности затем промывали с помощью моющего средства и воды. Еще мокрыми образцы погружали в 16% (по объему) раствор силиката натрия на 20 секунд приблизительно при комнатной температуре для того, чтобы покрыть панели равномерным слоем раствора силиката натрия. Затем образцы 1 и 2 извлекали из раствора силиката натрия и помещали в сушильный шкаф, первоначально нагретый до 54,4^oC. Температуру в сушильном шкафу затем повышали со скоростью около 4,4^oC в минуту до тех пор, пока не была достигнута температура 154,4^oC. Покрытые панели оставались в сушильном шкафу в общем около 12 минут. По истечении 12 минут образцы 1 и 2 вынимали из сушильного шкафа и оставляли для охлаждения до около 37,8^oC. Как только образцы охладились, их погружали в 25% (по объему) раствор ортофосфорной кислоты на 40 секунд. После этого поверхности образцов 1 и 2 промывались для удаления избытка ортофосфорной кислоты.Example 9
Two samples of aluminum panels were processed — sample 1 included a blank of material 2024 T-3, while sample 2 included a blank of material 6061 T-6. Both panels had dimensions of 3 (width) x 10 (length) x 0.39 (thickness) inches or 76.2 x 254 x 0.991 mm. A hydrophilic surface was prepared on the surfaces of samples 1 and 2 by wet sanding the surface of the panels with sand using a manual electric sandblasting apparatus for 5 minutes. These hydrophilic surfaces were then washed with detergent and water. While still wet, the samples were immersed in a 16% (by volume) sodium silicate solution for 20 seconds at approximately room temperature in order to coat the panels with a uniform layer of sodium silicate solution. Samples 1 and 2 were then removed from the sodium silicate solution and placed in an oven initially heated to 54.4 ^° C. The temperature in the oven was then raised at a rate of about 4.4 ^° C. per minute until a temperature was reached. 154.4 ^o C. The coated panels remained in the oven for a total of about 12 minutes. After 12 minutes, samples 1 and 2 were removed from the oven and allowed to cool to about 37.8 ^° C. Once the samples had cooled, they were immersed in a 25% (by volume) phosphoric acid solution for 40 seconds. After that, the surfaces of samples 1 and 2 were washed to remove excess phosphoric acid.

Поверхность образцов 1 и 2 имела твердый, гладкий и глянцевый вид. Антикоррозионные свойства образцов испытывались в соответствии с требованиями стандартов ASTM В-117 и военного стандарта С-5541. Эти образцы подвергались таким испытаниям в течение 168 и 336 часов, и как установлено, превысили требования стандартов этих испытаний. Качество адгезии краски также испытывалось в соответствии с требованиями военного стандарта С-5541. Оба образца 1 и 2 прошли эти испытания согласно спецификации. The surface of samples 1 and 2 had a hard, smooth, and glossy appearance. The anticorrosive properties of the samples were tested in accordance with the requirements of ASTM B-117 and military standard S-5541. These samples were subjected to such tests for 168 and 336 hours, and were found to exceed the requirements of the standards of these tests. The adhesion quality of the paint was also tested in accordance with the requirements of the military standard S-5541. Both samples 1 and 2 passed these tests according to the specification.

Тепло- и огнестойкость каждого образца испытывались путем сравнения горения необработанной детали аналогичного алюминия с обработанными образцами. Обработанные и необработанные образцы выдерживались в пламени ацетилена, которое горит при температуре в диапазоне от 1093,3^oC до 1371,1^oC. Необработанные образцы разлагались до золы в течение приблизительно 30 секунд. С другой стороны, обработанные образцы 1 и 2 изгибались после нескольких секунд выдержки, приблизительно после 2 минут алюминий начинал медленно вытекать из-под обеих сторон слоя покрытия.The heat and fire resistance of each sample was tested by comparing the combustion of the untreated part of similar aluminum with the treated samples. Treated and untreated samples were held in a flame of acetylene, which burns at temperatures ranging from 1093.3 ^o C to 1371.1 ^o C. The untreated samples decomposed to ash within approximately 30 seconds. On the other hand, treated samples 1 and 2 were bent after several seconds of exposure; after approximately 2 minutes, aluminum began to slowly flow out from under both sides of the coating layer.

Пример 10
Обрабатывались три образца стальных панелей 1 - 3, изготовленных из стали 4130, имеющих габаритные размеры 4 (ширина) х 6 (длина) х 0,041 (толщина) дюймов или 101,6 х 152,4 х 1,05 мм. На поверхностях образцов 1 - 3 были созданы гидрофильные поверхности путем мокрого шлифования песком поверхностей панелей в течение 5 минут с помощью ручного электрического пескоструйного аппарата. Эти гидрофильные поверхности затем промывали с помощью моющего средства и воды. Еще мокрыми образцы погружали в 16% (по объему) раствор силиката натрия на 20 секунд приблизительно при комнатной температуре для того, чтобы покрыть панели равномерным слоем силикатного раствора натрия. Затем образцы 1 - 3 помещали в сушильный шкаф с температурой 154,4^oC на 12 минут. По истечении 12 минут образцы 1 - 3 вынимали из сушильного шкафа и оставляли охлаждаться до около 378^oC. Как только образцы 1 - 3 охладились, их погружают в 25% (по объему) раствор фосфорной кислоты на 40 секунд. После этого образцы 1 - 3 промывали для удаления избытка раствора фосфорной кислоты.Example 10
We processed three samples of steel panels 1-3, made of steel 4130, having overall dimensions of 4 (width) x 6 (length) x 0.041 (thickness) inches or 101.6 x 152.4 x 1.05 mm. Hydrophilic surfaces were created on the surfaces of samples 1–3 by wet sanding the surfaces of the panels with sand for 5 minutes using a manual electric sandblasting machine. These hydrophilic surfaces were then washed with detergent and water. While still wet, the samples were immersed in a 16% (by volume) sodium silicate solution for 20 seconds at approximately room temperature in order to coat the panels with a uniform layer of sodium silicate solution. Then, samples 1 to 3 were placed in an oven with a temperature of 154.4 ^o C for 12 minutes. After 12 minutes, samples 1-3 were removed from the oven and allowed to cool to about 378 ^° C. Once samples 1-3 were cooled, they were immersed in a 25% (by volume) phosphoric acid solution for 40 seconds. After that, samples 1-3 were washed to remove excess phosphoric acid solution.

Образцы 1 - 3 были испытаны в соответствии с требованиями стандарта ASTM испытаний разбрызгивания соляного тумана и успешно прошли испытания в течение 1/3 часа, 1 часа, 2 часов, 24 часов, 48 часов и 96 часов, которые показали, что защитный слой, сформированный в процессе осуществления способа, действует как ингибитор коррозии при стандартных условиях испытаний. Samples 1-3 were tested in accordance with ASTM standard salt spray test and successfully passed tests in 1/3 hour, 1 hour, 2 hours, 24 hours, 48 hours and 96 hours, which showed that the protective layer formed during the implementation of the method, acts as a corrosion inhibitor under standard test conditions.

Хотя настоящее изобретение описано для определенного предпочтительного варианта, сюда могут быть включены и другие варианты и альтернативные варианты, известные специалистам в данной области. Поэтому описанные выше варианты являются только примерами настоящего изобретения и не ограничивают сферу его применения. Although the present invention has been described for a specific preferred embodiment, other variants and alternatives known to those skilled in the art may be included here. Therefore, the above options are only examples of the present invention and do not limit the scope of its application.

Claims (29)

1. Способ обработки жесткой поверхности изделия силикатным раствором и кислотой для формирования защитного слоя на упомянутой жесткой поверхности, отличающийся тем, что включает следующие этапы: а) формирование гидрофильной поверхности на упомянутой жесткой поверхности упомянутого изделия, в) нанесение силикатсодержащего раствора на упомянутую гидрофильную поверхность, в результате чего формируется сплошной слой упомянутого силикатсодержащего раствора на упомянутой гидрофильной поверхности, с) высушивание упомянутого слоя силикатсодержащего раствора на упомянутой гидрофильной поверхности для получения высушенного слоя силикатного материала на упомянутой жесткой поверхности упомянутого изделия, d) выдержка упомянутого высушенного слоя силикатного материала в кислоте, в результате чего образуется упомянутый защитный слой на упомянутой жесткой поверхности. 1. A method of treating a rigid surface of an article with silicate solution and acid to form a protective layer on said rigid surface, characterized in that it includes the following steps: a) forming a hydrophilic surface on said rigid surface of said article, c) applying a silicate-containing solution to said hydrophilic surface, whereby a continuous layer of said silicate-containing solution is formed on said hydrophilic surface, c) drying said silicate layer containing a solution on said hydrophilic surface to obtain a dried layer of silicate material on said hard surface of said article; d) exposing said dried layer of silicate material in acid to form said protective layer on said hard surface. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутую гидрофильную поверхность создают механическими средствами. 2. The method according to p. 1, characterized in that the said hydrophilic surface is created by mechanical means. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутые механические средства включают шлифование песком упомянутой поверхности. 3. The method according to claim 2, characterized in that the said mechanical means include sanding said surface. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутую гидрофильную поверхность создают химическими средствами. 4. The method according to p. 1, characterized in that the said hydrophilic surface is created by chemical means. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно включает этап промывания упомянутой гидрофильной поверхности перед воздействием на упомянутую гидрофильную поверхность упомянутым силикатсодержащим раствором. 5. The method according to claim 1, characterized in that it further includes the step of washing said hydrophilic surface before exposing said hydrophilic surface to said silicate-containing solution. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый силикатсодержащий раствор содержит 10 - 100% (по объему) силикатного соединения. 6. The method according to p. 1, characterized in that the said silicate-containing solution contains 10 - 100% (by volume) of the silicate compound. 7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что упомянутый силикатсодержащий раствор содержит 20 - 40% (по объему) упомянутого силикатного соединения. 7. The method according to p. 6, characterized in that said silicate-containing solution contains 20 to 40% (by volume) of said silicate compound. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый силикатсодержащий раствор является раствором силиката натрия. 8. The method according to p. 1, characterized in that the said silicate-containing solution is a solution of sodium silicate. 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый силикатсодержащий раствор является раствором силиката калия. 9. The method according to p. 1, characterized in that the said silicate-containing solution is a solution of potassium silicate. 10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутую гидрофильную поверхность выдерживают в силикатсодержащем растворе в процессе осуществления этапа нанесения упомянутого силикатсодержащего раствора в течение 1 - 60 с для формирования упомянутого слоя силикатсодержащего раствора. 10. The method according to p. 1, characterized in that said hydrophilic surface is kept in a silicate-containing solution during the implementation of the step of applying said silicate-containing solution for 1-60 seconds to form said layer of a silicate-containing solution. 11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутую гидрофильную поверхность выдерживают в упомянутом силикатсодержащем растворе в течение 20 с и менее для того, чтобы сформировать упомянутый слой силикатсодержащего раствора. 11. The method according to p. 1, characterized in that said hydrophilic surface is kept in said silicate-containing solution for 20 s or less in order to form said layer of silicate-containing solution. 12. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый этап сушки включает нагревание упомянутого слоя силикатсодержащего раствора на упомянутой гидрофильной поверхности. 12. The method according to claim 1, characterized in that said drying step comprises heating said layer of a silicate-containing solution on said hydrophilic surface. 13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что упомянутый слой силикатсодержащего раствора нагревают до по меньшей мере 150^oC.13. The method according to p. 12, characterized in that the said layer of a silicate-containing solution is heated to at least 150 ^o C. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что упомянутое нагревание включает выдержку упомянутого слоя силикатсодержащего раствора на упомянутой гидрофильной поверхности в окружающей среде, имеющей исходную температуру 20 - 248,9^oС и затем повышают температуру упомянутой окружающей среды со скоростью от около -1,1^oC до 15,6^oC в минуту, пока не будет достигнута температура 150 - 248,9^oC.14. The method according to p. 13, characterized in that said heating comprises exposing said layer of a silicate-containing solution on said hydrophilic surface in an environment having an initial temperature of 20-248.9 ^° C and then raising the temperature of said environment at a speed of from about - 1.1 ^o C to 15.6 ^o C per minute until a temperature of 150 - 248.9 ^o C. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что упомянутое нагревание включает выдержку упомянутого слоя силикатсодержащего раствора на упомянутой гидрофильной поверхности в упомянутой окружающей среде, имеющей исходную температуру 48,9 - 65,6^oС с последующим повышением температуры упомянутой окружающей среды со скоростью от -1,1^oC до 15,6^oC в минуту, пока не будет достигнута температура 151,7 - 176,7^oC.15. The method according to 14, characterized in that said heating comprises exposing said layer of a silicate-containing solution on said hydrophilic surface in said environment, having an initial temperature of 48.9 - 65.6 ^{° C.} , followed by increasing the temperature of said environment at a speed from -1.1 ^o C to 15.6 ^o C per minute until a temperature of 151.7 - 176.7 ^o C. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что продолжительность упомянутого этапа сушки составляет 2 - 50 мин. 16. The method according to claim 1, characterized in that the duration of said drying step is 2-50 minutes. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что продолжительность упомянутого этапа сушки составляет 6 - 15 мин. 17. The method according to clause 16, characterized in that the duration of the mentioned stage of drying is 6 to 15 minutes 18. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутой кислотой является кислотный раствор, имеющий 1 - 99% по объему кислоты. 18. The method according to claim 1, characterized in that said acid is an acid solution having 1 to 99% by volume of acid. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что упомянутый кислотный раствор содержит 10 - 30% по объему упомянутой кислоты. 19. The method according to p. 18, characterized in that said acidic solution contains 10 to 30% by volume of said acid. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что упомянутой кислотой является ортофосфорная кислота. 20. The method according to claim 19, characterized in that said acid is orthophosphoric acid. 21. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый высушенный слой силикатного материала выдерживают в упомянутом кислотном растворе от около 5 с до около 120 с. 21. The method according to p. 1, characterized in that said dried layer of silicate material is kept in said acid solution from about 5 s to about 120 s. 22. Способ по п. 21, отличающийся тем, что упомянутый высушенный слой силикатного материала выдерживают в упомянутом кислотном растворе 20 - 50 с. 22. The method according to p. 21, characterized in that said dried layer of silicate material is kept in said acid solution for 20-50 s. 23. Способ по п. 1, отличающийся тем, что упомянутая кислота является кислотным раствором, который имеет температуру 20 - 82,2^oC, когда упомянутый высушенный слой силикатного материала выдерживают в упомянутом кислотном растворе.23. The method according to p. 1, characterized in that the said acid is an acidic solution, which has a temperature of 20 - 82.2 ^o C, when the aforementioned dried layer of silicate material is kept in the said acidic solution. 24. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этапы (в) - (d) повторяют множество раз. 24. The method according to p. 1, characterized in that steps (c) - (d) are repeated many times. 25. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый защитный слой промывают для удаления излишка кислоты. 25. The method according to claim 1, characterized in that the said protective layer is washed to remove excess acid. 26. Изделие, имеющее жесткую поверхность, на которой сформирован защитный слой, при этом упомянутый защитный слой формируют путем (а) формирования гидрофильной поверхности на упомянутой жесткой поверхности упомянутого изделия; (в) нанесения силикатсодержащего раствора на упомянутую гидрофильную поверхность, посредством чего формируют сплошной слой упомянутого силикатного раствора на упомянутой гидрофильной поверхности; (с) высушивания упомянутого слоя силикатсодержащего раствора на упомянутой гидрофильной поверхности для создания высушенного слоя силикатного материала на упомянутой жесткой недеформируемой поверхности упомянутого изделия, (d) выдержки упомянутого высушенного слоя силикатного материала в кислоте, посредством чего формируют упомянутый защитный слой на упомянутой жесткой недеформируемой поверхности. 26. An article having a rigid surface on which a protective layer is formed, wherein said protective layer is formed by (a) forming a hydrophilic surface on said rigid surface of said article; (c) applying a silicate-containing solution to said hydrophilic surface, whereby a continuous layer of said silicate solution is formed on said hydrophilic surface; (c) drying said layer of a silicate-containing solution on said hydrophilic surface to create a dried layer of silicate material on said rigid undeformable surface of said article, (d) exposing said dried layer of silicate material in acid, whereby said protective layer is formed on said rigid undeformable surface. 27. Способ обработки изделия, имеющего жесткую поверхность силикатным раствором и кислотой для образования защитного слоя на упомянутой жесткой поверхности, отличающийся тем, что включает следующие этапы: (а) нанесение равномерного слоя силикатсодержащего раствора на упомянутую жесткую поверхность упомянутого изделия; (в) высушивание равномерного слоя упомянутого силикатсодержащего раствора для создания высушенного слоя силикатного материала на упомянутой жесткой поверхности; (с) выдержка упомянутого твердого слоя силикатного материала в кислоте, посредством чего формируют защитный слой на упомянутой жесткой поверхности. 27. A method of processing an article having a rigid surface with silicate solution and acid to form a protective layer on said rigid surface, characterized in that it comprises the following steps: (a) applying a uniform layer of a silicate-containing solution to said rigid surface of said article; (c) drying a uniform layer of said silicate-containing solution to create a dried layer of silicate material on said rigid surface; (c) exposing said solid layer of silicate material in acid, whereby a protective layer is formed on said rigid surface. 28. Способ по п.27, отличающийся тем, что он дополнительно включает этап создания гидрофильной поверхности на упомянутой жесткой поверхности перед нанесением упомянутого равномерного слоя упомянутого силикатсодержащего раствора на упомянутую жесткую поверхность. 28. The method according to p. 27, characterized in that it further includes the step of creating a hydrophilic surface on said rigid surface before applying the said uniform layer of said silicate-containing solution on said rigid surface. 29. Защитный слой на жесткой недеформируемой поверхности, содержащий наружный слой, содержащий двуокись кремния, при этом упомянутый наружный слой является непористым, внутренний слой, содержащий двуокись кремния и окисел металла, при этом упомянутый слой является водорастворимым. 29. A protective layer on a rigid, non-deformable surface, comprising an outer layer containing silicon dioxide, said outer layer being non-porous, an inner layer containing silicon dioxide and metal oxide, said layer being water soluble.

Images