UA44035A - MODIFIED ADHESIVE BASED ON LIQUID GLASS AND METHOD OF ITS PREPARATION - Google Patents

Abstract

The proposed modified adhesive based on water glass contains mineral binder (water glass), filler and modifier. Additionally, the adhesive contains curing intensifier. As the filler, silicate filler such as ground glass or quartz sand is used. As the modifier, alkali is used. The ratio of the adhesive components, in percent by mass, is as follows: Water glass (potassium or sodium water glass) 70-90 % Ground glass (quartz sand) 5-30 % Alkali (curing agent) 1-3 % Sodium silicon fluoride (curing intensifier) 1-2 % The adhesive contains aluminium hydroxide, caustic potassium or caustic sodium as the curing agent, and sodium silicon fluoride as the curing intensifier. Mixing mineral binder, filler and curing agent, and heating the mix produces the adhesive. The filler, in the form of a preliminarily ground glass or quartz sand with particles of 1-8 vm, is dissolved in the mineral binder (water glass), then the alkali curing agent is added, in continuous mixing, and at the end of the process, the curing intensifier is added. Dissolution of ground glass with water glass is performed by cavitation, for 10-15 minutes, at a temperature of 60-85° С. The other components are mixed by cavitation, for 3-5 minutes, at a temperature of 60-85° С.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до виробництва клеїв і в'язких, застосовуваних у будівельній індустрії і 2 деревообробній промисловості і може бути використаний для виготовлення будівельних матеріалів і виробів, дерево-стружкових плит, склеювання столярних виробів.The invention relates to the production of glues and adhesives used in the construction industry and the woodworking industry and can be used for the production of building materials and products, chipboards, gluing joinery.

Відомий клей на основі рідкого скла (1), якій містить мінеральне в'язке у вигляді рідкого скла (натрієвого), з щільністю 1,35 - 1,47г/см?, який широко застосовується і відомий як "силікатний клей".A known glue based on liquid glass (1), which contains a mineral viscose in the form of liquid glass (sodium), with a density of 1.35 - 1.47 g/cm?, which is widely used and known as "silicate glue".

Однак відомо, що модуль рідкого скла (співвідношення тзіО» : К20) у значній мірі впливає на кількість то води, що повинна бути вилучена, перш ніж наступить твердіння. Чим вище модуль, тим швидше настає твердіння клею. Тому відомий клей на основі рідкого скла з великим модулем (більш 2,7) важко розчиняється, менш стабільний, швидше твердіє при низьких температурах і викликає труднощі при його збереженні і застосуванні.However, it is known that the modulus of liquid glass (the ratio of tzoO: K20) greatly affects the amount of water that must be removed before hardening occurs. The higher the modulus, the faster the glue hardens. Therefore, the known glue based on liquid glass with a high modulus (more than 2.7) is difficult to dissolve, is less stable, hardens faster at low temperatures and causes difficulties in its storage and application.

Найближчим за технічною суттю та складом суттєвих ознак до заявляемого модифікованого клея є т модифікований клей на основі рідкого скла (2), який включає у свій склад мінеральне в'язке у вигляді рідкого скла (силікат натрія), наповнювач (каолін) і модифікатор (крохмаль) і містить зазначені компоненти в наступному співвідношенні, мас. 90: 2The closest in terms of technical essence and composition of essential features to the proposed modified glue is the modified glue based on liquid glass (2), which includes a mineral binder in the form of liquid glass (sodium silicate), a filler (kaolin) and a modifier (starch ) and contains the specified components in the following ratio, by mass. 90: 2

Однак наявність у складі клею зерен крохмалю і часток глини в зваженому стані (у вигляді суспензії) значно обмежує час його використання, оскільки зберігання його більше 2-х діб приведе до розшарування і « утворення глинистого осаду, а крохмаль будучи живильним середовищем для мікроорганізмів, приводить до його загнивання і погіршення клеючих властивостей.However, the presence of starch grains and clay particles in a suspended state (in the form of a suspension) in the glue significantly limits the time of its use, since its storage for more than 2 days will lead to delamination and "the formation of a clay sediment, and starch, being a nutrient medium for microorganisms, leads to to its decay and deterioration of adhesive properties.

Таким чином, зазначений вище модифікований клей має істотні недоліки. Основні з них - невелика міцність з'єднання матеріалів і малий опір розшаровуванню, слабка водостійкість,. обмежують сферу його застосування, що) використанням лише при склеюванні картону і паперу. Крім того, саме виробництво цього клею - досить со складний технологічний процес з дорогим устаткуванням, що у свою чергу викликає збільшення собівартості клею. оThus, the above-mentioned modified glue has significant disadvantages. The main ones are low strength of the connection of materials and low resistance to delamination, weak water resistance. limit the scope of its application that) use only when gluing cardboard and paper. In addition, the production of this glue is a rather complex technological process with expensive equipment, which in turn causes an increase in the cost of the glue. at

Відомий спосіб приготування модифікованого клею на основі рідкого скла (2), який включає перемішування «г мінерального в'язкого, наповнювача і затверджувача (шляхом введення в приготовлену глинисту суспензіюThere is a known method of preparing modified glue based on liquid glass (2), which includes mixing "g of mineral viscose, filler and hardener (by introducing into the prepared clay suspension

Зо водяного силікату натрію, крохмалю) та їх нагрівання. Причому крохмаль в глинисту суспензію вводять до « введення водяного силікату натрію, а нагрівання здійснюють після змішування всіх компонентів.From aqueous sodium silicate, starch) and their heating. Moreover, starch is introduced into the clay suspension before the introduction of aqueous sodium silicate, and heating is carried out after mixing all the components.

Однак відомий спосіб приготування модифікованого клея і такий склад компонентів доцільно застосовувати тільки для таких органічних складових, як крохмаль, оскільки дозволяє крохмалю цілком клейстеризуватись і « гомогенізуватись, при цьому зважені частки мінеральних компонентів обкутуються клейстером. Але органічні домішки накладають жорсткі обмеження щодо послідовності змішування та нагрівання сполуки. При цьому в) с фізико-хімічний вплив такого змішування на взаємодію складових незначний, що. "» В основу винаходу поставлена задача створення нового мінерального клею і технології його виготовлення з " поліпшеними технологічністю способу та фізико-механічними характеристиками клею, такими, як міцність з'єднання конструкцій , вологостійкість, адгезія до матеріалів, вогнестійкість і зкологічність при спрощенні технологічного процесу і зменшенні енерговитрат на виробництво. ве Суть модифікованого клею на основі рідкого скла полягає в тому, що він містить мінеральне в'язке у ї5» вигляді рідкого скла, наповнювач, модифікатор і прискорювач твердіння, при цьому в якості наповнювача включає силікатний наповнювач у вигляді меленого скла і/або кварцового піску, а в якості модифікатора містить о луг при такому співвідношенні компонентів, мас. 90:However, the known method of preparing modified glue and such a composition of components is expedient to use only for such organic components as starch, as it allows the starch to completely pasteurize and "homogenize", while suspended particles of mineral components are enveloped by paste. But organic impurities impose strict restrictions on the sequence of mixing and heating of the compound. At the same time c) c the physico-chemical influence of such mixing on the interaction of the components is insignificant, which. "» The invention is based on the task of creating a new mineral glue and its production technology with "improved processability of the method and physical and mechanical characteristics of the glue, such as the strength of the connection of structures, moisture resistance, adhesion to materials, fire resistance and environmental friendliness while simplifying the technological process and reduction of energy consumption for production. The essence of the modified glue based on liquid glass is that it contains a mineral binder in the form of liquid glass, a filler, a modifier and a hardening accelerator, while the filler includes a silicate filler in the form of ground glass and/or quartz sand , and as a modifier contains o alkali with this ratio of components, wt. 90:

Фо слFo sl

При цьому в якості затверджувача клей містить гідроокис алюмінію, чи їдкий калій, чи їдкий натрій, а якAt the same time, as a hardener, the glue contains aluminum hydroxide, or caustic potassium, or caustic sodium, and how

Р» прискорювач твердіння містить кремнефторид натрію Ма»зіЕв.P» hardening accelerator contains sodium silicon fluoride Ma»ziEv.

Суть способу приготування модифікованого клея на основі рідкого скла полягає в тому, що він включає перемішування мінерального в'язкого, наповнювача і затверджувача та їх нагрівання, при цьому наповнювач у 60о вигляді попередньо подрібненого меленого скла чи кварцового піску до часток розміром 1 - 8 мікрон розчиняють у мінеральному в'язкому у вигляді рідкого скла, потім уводять затверджувач у вигляді луга при постійному перемішуванні і наприкінці процесу змішування додають прискорювач твердіння.The essence of the method of preparing a modified glue based on liquid glass is that it involves mixing mineral viscose, filler and hardener and heating them, while the filler in the form of pre-crushed ground glass or quartz sand is dissolved at 60° to particles of 1-8 microns in size in a mineral viscose in the form of liquid glass, then a hardener in the form of alkali is introduced with constant stirring, and at the end of the mixing process, a hardening accelerator is added.

Розчинення меленого скла в рідкому склі здійснюють за допомогою кавітації протягом 10 - 15 хвилин при температурі 60 - 85"С, а змішування інших компонентів здійснюють також за допомогою кавітації при температурі 65 60 -85"С протягом З - 5 хвилин.Dissolution of ground glass in liquid glass is carried out using cavitation for 10 - 15 minutes at a temperature of 60 - 85"C, and mixing of other components is also carried out using cavitation at a temperature of 65 - 60 -85"C for 3 - 5 minutes.

Винахід ілюструється наступними прикладами.The invention is illustrated by the following examples.

Приклад 1.Example 1.

Модифікований клей на основі рідкого скла містить мінеральне в'язке у вигляді калієвого рідкого скла, наповнювач у вигляді кварцевого піску, подрібненого до 1 - 8 мікронів для оптимальної однорідності сполуки, модифікатор у вигляді гідроокису алюмінія і прискорювач твердіння у вигляді кремнефториду натрію при такому співвідношенні компонентів, мас. 90: йModified glue based on liquid glass contains a mineral binder in the form of potassium liquid glass, a filler in the form of quartz sand, crushed to 1 - 8 microns for optimal homogeneity of the compound, a modifier in the form of aluminum hydroxide and a hardening accelerator in the form of sodium silicon fluoride with this ratio of components , mass 90: y

Приклад 2.Example 2.

Модифікований клей на основі рідкого скла містить мінеральне в'язке у вигляді натрієвого рідкого скла, наповнювач у вигляді меленого скла розміром не більше 8 мікрон, модифікатор у вигляді їдкого калія і т прискорювач твердіння у вигляді кремнефториду натрію при такому співвідношенні компонентів, мас. 90:Modified glue based on liquid glass contains a mineral binder in the form of sodium liquid glass, a filler in the form of ground glass with a size of no more than 8 microns, a modifier in the form of caustic potassium and a hardening accelerator in the form of sodium silicon fluoride with this ratio of components, wt. 90:

Г Натрієве піде сло ро щоG Sodium will go hard

Приклад 3.Example 3.

Модифікований клей на основі рідкого скла містить мінеральне в'язке у вигляді калієвого рідкого скла, наповнювач у вигляді кварцевого піску і меленого скла з частками не більше 8 мікрон, модифікатор у вигляді " їдкого натрія і прискорювач твердіння у вигляді кремнефториду натрію при такому співвідношенні компонентів, « мас. 90: ю зо / еарцевиятожк 8 с оModified glue based on liquid glass contains a mineral binder in the form of potassium liquid glass, a filler in the form of quartz sand and ground glass with particles of no more than 8 microns, a modifier in the form of "caustic sodium" and a hardening accelerator in the form of sodium silicofluoride with such a ratio of components, « mass. 90: yu zo / earstseviyatozk 8 s o

Виготовлені таким способом експериментальні зразки клею і матеріалів, що склеюються, були випробувані ч по стандартних методиках і отримані наступні результати фізико-механічних і технічних властивостей клею : Й « 2 2 с . г» щ» 1» Модифікований клей на основі рідкого скла має високі показники міцності і теплозахисних властивостей , відрізняється від аналогів високою вологостійкістю, морозостійкістю і вогнестійкістю. Це екологічно чистий (ав) матеріал, оскільки не містить токсичних і канцерогенних речовин і не виділяє їх у середовищі горіння, а його о 50 виробництво і використання не вимагає спеціальних заходів захисту і безпеки.The experimental samples of glue and adhesive materials produced in this way were tested according to standard methods and the following results of the physical, mechanical and technical properties of the glue were obtained: g» ш» 1» Modified glue based on liquid glass has high strength and heat-shielding properties, differs from analogues in high moisture resistance, frost resistance and fire resistance. It is an environmentally friendly material, as it does not contain toxic and carcinogenic substances and does not emit them in the combustion environment, and its production and use do not require special protection and safety measures.

Клей може застосовуватися для виробництва цілого ряду будівельних матеріалів, а саме: клейових мастик і сл шпаклівок, штукатурних сумішей і декоративних композицій, фарб для зовнішньої і внутрішньої обробки будинків , як в'язке І піноутворювач у теплоізоляційних матеріалах.Glue can be used for the production of a number of construction materials, namely: adhesive mastics and putties, plaster mixtures and decorative compositions, paints for exterior and interior decoration of buildings, as a viscous and foaming agent in heat-insulating materials.

Технологія виробництва клею і будівельних матеріалів з нього проста в застосуванні і не вимагає великих енерговитрат і часу. з» Спосіб приготування модифікованого клея на основі рідкого скла здійснюють таким чином.The technology of production of glue and building materials from it is easy to use and does not require a lot of energy and time. c» The method of preparing modified glue based on liquid glass is carried out as follows.

Для приготування 100кг клею роблять тонкий помел чистого від органічних домішок і включень битого скла в кількості ЗОкг на кульових млинах чи дезінтеграторі до розміру часток 1 - 8 мікронів. Потім на ситах Мо008 просівається 60 мелене скло в кількості 1Окг. У кавітатор (реактор) заливають 87кг рідкого скла за ДСТ 13078-81 і висипають 1Окг меленого скла при постійному перемішуванні. Процес перемішування і розчинення цих компонентів триває 15 - 20 хвилин при температурі в кавітаторі 60 - 85 "С. У готовий розчин додають 2 кг гідроокису алюмінію А! (ОН)з і продовжують перемішування протягом 3-х хвилин. Після цього, готовий клей зливають у посуд і герметично закупорюють. Перед уживанням, для прискорення термінів твердіння у 65 відкупорену посудину додають 1 кг порошку кремнефториду натрію, ретельно перемішуючи компоненти. При цьому у відкритому стані ( при контакті з повітряним середовищем) клей утворює плівку через 10 - 15 хвилин, а його твердіння відбувається протягом 2 діб.To prepare 100 kg of glue, fine grinding of broken glass clean from organic impurities and inclusions in the amount of 30 kg is done in ball mills or a disintegrator to a particle size of 1 - 8 microns. Then 60 ground glass in the amount of 1Okg is sifted on Mo008 sieves. Pour 87 kg of liquid glass according to DST 13078-81 into the cavitator (reactor) and pour 1 kg of ground glass with constant stirring. The process of mixing and dissolving these components lasts 15 - 20 minutes at a temperature in the cavitator of 60 - 85 "C. Add 2 kg of aluminum hydroxide A! (OH)z to the finished solution and continue mixing for 3 minutes. After that, the finished glue is drained in a vessel and hermetically sealed. Before use, to speed up the hardening time, add 1 kg of sodium silicon fluoride powder to a 65 uncorked vessel, thoroughly mixing the components. At the same time, in the open state (when in contact with the air environment), the glue forms a film after 10-15 minutes, and its hardening takes place within 2 days.

Замість меленого скла або одночасно з ним може бути використаний кварцевий пісок з розмірами часток 1 - 8 мікронів з огляду на подібність цих складових.Instead of ground glass or simultaneously with it, quartz sand with particle sizes of 1 - 8 microns can be used due to the similarity of these components.

Лужні складові у вигляді гідроокису алюмінію, їдкого калію або їдкого натрія є взаємозамінними по фізико-хімічному впливові на склад речовини і технологію її отримання.Alkaline components in the form of aluminum hydroxide, caustic potassium or caustic sodium are interchangeable in terms of physicochemical influence on the composition of the substance and the technology of its production.

Клей може наноситися на поверхні, що склеюються, кожним з відомих способів (пензлем, щіточкою, валиком, шпателем).Поверхні, що потім склеюються, щільно притискаються друг до друга і витримуются під навантаженням не менше 48 годин. 70 Джерела інформацій. 1. ДСТУ 13078-81. Скло натрієве рідке. Технічні умови. 2. Патент України Мо 21691 А , Модифікований клей на основі водного силікату натрію та спосіб його приготування, СО0О9.)1/02, 1998 р., Бюл. Мо2.Glue can be applied to the surfaces to be glued using any of the known methods (brush, brush, roller, spatula). 70 Information sources. 1. DSTU 13078-81. Liquid sodium glass. Specifications. 2. Patent of Ukraine Mo 21691 A, Modified glue based on aqueous sodium silicate and method of its preparation, СО0О9.)1/02, 1998, Byul. Mo2.

Claims (6)

19 Формула винаходу19 Formula of the invention 1. Модифікований клей на основі рідкого скла, що включає мінеральне в'яжуче у вигляді рідкого скла, наповнювач і модифікатор, який відрізняється тим, що додатково містить прискорювач твердіння, при цьому як ор наповнювач включає силікатний наповнювач у вигляді меленого скла і/або кварцового піску, а як модифікатор містить луг при такому співвідношенні компонентів, мас. 90: Рідке скло (калієве чи натрієве) | 70-90 - Прискорювач твердіння «1. Modified glue based on liquid glass, which includes a mineral binder in the form of liquid glass, a filler and a modifier, which is characterized by the fact that it additionally contains a hardening accelerator, while the filler includes a silicate filler in the form of ground glass and/or quartz sand, and as a modifier contains alkali at this ratio of components, wt. 90: Liquid glass (potassium or sodium) | 70-90 - Hardening Accelerator « 2. Модифікований клей на основі рідкого скла за п. 1, який відрізняється тим, що як затверджувач містить гідроокис алюмінію чи їдкий калій, чи їдкий натрій. ою2. Modified glue based on liquid glass according to claim 1, which differs in that it contains aluminum hydroxide or caustic potassium or caustic sodium as a hardener. oh З. Модифікований клей на основі рідкого скла за п. 1, який відрізняється тим, що як прискорювач твердіння містить кремнефторид натрію Ма»зіЕв. соZ. Modified glue based on liquid glass according to claim 1, which is characterized by the fact that it contains sodium silicon fluoride as a hardening accelerator. co 4. Спосіб приготування модифікованого клею на основі рідкого скла, що включає перемішування мінерального в'яжучого, наповнювача і затверджувача та їх нагрівання, який відрізняється тим, що наповнювач у о вигляді попередньо подрібненого меленого скла чи кварцового піску до часток розміром 1-8 мікронрозчиняютьу «Ж мінеральному в'яжучому у вигляді рідкого скла, потім уводять затверджувач у вигляді луга при постійному перемішуванні і наприкінці процесу змішування додають прискорювач твердіння. З4. The method of preparing a modified glue based on liquid glass, which includes mixing a mineral binder, filler and hardener and heating them, which is characterized by the fact that the filler is in the form of pre-crushed ground glass or quartz sand into particles 1-8 microns in size, which dissolves To the mineral binder in the form of liquid glass, then a hardener in the form of lye is introduced with constant stirring, and at the end of the mixing process, a hardening accelerator is added. WITH 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що розчинення меленого скла в рідкому склі здійснюють за допомогою кавітації протягом 10-15 хвилин при температурі 60-85" С.5. The method according to claim 4, which differs in that the dissolution of ground glass in liquid glass is carried out using cavitation for 10-15 minutes at a temperature of 60-85"C. 6. Спосіб за пп. 4, 5, який відрізняється тим, що змішування інших компонентів здійснюють за допомогою « кавітації при температурі 60-85" С протягом 3-5 хвилин. З с Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних "» мікросхем", 2002, Мо1, 15.01.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки " п України. щ» щ» («в) (95) сл 60 б56. The method according to claims 4, 5, which differs in that the mixing of other components is carried out using "cavitation at a temperature of 60-85" C for 3-5 minutes. From c Official bulletin "Industrial property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated "» microcircuits", 2002, Mo1, 15.01.2002. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine.