СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО Российский патент 1996 года по МПК C04B12/02 

Изобретение относится к области строительных материалов и предназначено для изготовления фосфатного связующего, используемого в составе защитных покрытий по металлу, бетону, цементно-стружечным плитам, асбоцементным плитам, а также в клеевых композициях и компаундах.

Известна сырьевая смесь для получения связующего, включающая ортофосфорную кислоту, окись цинка, хромовый ангидрид и воду при следующем соотношении компонентов, вес. ортофосфорная кислота 47 55,5, окись цинка 10 15, гидроокись алюминия 1,5 5,7, вода остальное.

Недостатком указанной сырьевой смеси является токсичность и дефицитность компонентов, а также сравнительно низкие защитные свойства.

Ближайшим аналогом к предложенному изобретению является сырьевая смесь для получения связующего, включающая, мас. ортофосфорная кислота (в пересчете на 100%) 30 55, цинк или соединения цинка (в пересчете на окись цинка) 6 9, соединения кальция (в пересчете на окись кальция) 0,5 3,9, соединения бора (в пересчете на борный ангидрид) 0,1 3,0, вода остальное.

Недостатком этого связующего является повышенное водопоглощение и значительная стоимость его.

Задачей изобретения является снижение водопоглощения, повышение защитных свойств получаемых покрытий и снижение стоимости.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для получения связующего, включающая фосфорную кислоту, цинк или его соединение из группы: оксид цинка, углекислый цинк, кислородсодержащее соединение кальция из группы: оксид кальция, гидроксид кальция, углекислый кальций, нитрат кальция, борную кислоту или бораты, в качестве фосфорной кислоты содержит фосфорную экстракционную кислоту упаренную с содержанием фосфатов в пересчете на P₂O₅ 45 57 мас. и фтористых соединений в пересчете на фтор 0,4 1,5 мас. и дополнительно соединение, содержащее нитрат-ион из группы азотная кислота, нитрат цинка, нитрат аммония при следующем соотношении компонентов в мас.

Указанная фосфорная экстракционная кислота упаренная 45 75
Цинк или его соединение из указанной группы (в пересчете на оксид цинка)
4 13
Кислородсодержащее соединение кальция из указанной группы (в пересчете на оксид кальция) 0,5 3,5
Борная кислота или бораты (в пересчете на борный ангидрид) 0,1 5,0
Указанное соединение, содержащее нитрат-ион (в пересчете на нитрат-ион)
0,1 14,0
Вода остальное.

При этом сырьевая смесь может дополнительно содержать неионогенное поверхностно-активное вещество в количестве 0,2 1,5%
Фосфорная экстракционная кислота упаренная получается из апатитового концентрата и выпускается отечественной промышленностью согласно ТУ 608-91-68 с содержанием, вес. P₂O₅ 55 57, F 0,4 0,5. Согласно ТУ 608-98-68 содержание P₂O в продукте может быть снижена до 45 вес. а содержание фтористых соединений увеличено до 1,5 вес.

Ранее применяемая кислота ортофосфорная термическая ГОСТ 106-78-76 отличается от фосфорной экстракционной кислоты упаренной тем, что из ее состава полностью выведен фтор, в связи с чем она широко применяется для производства удобрений и кормовых концентратов.

Стоимость фосфорной экстракционной кислоты упаренной в 1,8 раз ниже, чем термической ортофосфорной кислоты.

Присутствие в настоящей сырьевой смеси фосфорной экстракционной кислоты, содержащей соединения фтора, оказывает положительное влияние на защитные свойства покрытий на ее основе, что связано, по видимому, с образованием нерастворимых соединений фтора.

Уменьшение содержания фосфорной экстракционной кислоты упаренной менее 45 вес. и увеличение более 75 вес. вызывает снижение защитных свойств покрытий.

Уменьшение содержания азотной кислоты (в пересчете на NO₃) менее 1 вес. и увеличение более 14 вес. также вызывает снижение защитных свойств покрытия.

Уменьшение содержания боратов (в пересчете на BO₃) менее 0,1% вызывает снижение защитных свойств покрытий, а увеличение содержания свыше 5% вызывает кристаллизацию связующего.

Уменьшение содержания цинка и/или кислородсодержащих соединений цинка менее 4% вызывает снижение защитных свойств покрытий, а увеличение содержания свыше 13 вызывает кристаллизацию связующего.

Уменьшение содержания кислородсодержащих соединений кальция в пересчете на СаО менее 0,5 вызывает снижение защитных свойств покрытия, а увеличение содержания свыше 3,5% вызывает кристаллизацию связующего.

Уменьшение содержания неионногенного поверхностно-активного вещества в связующем менее 0,2% вызывает снижение эффекта смачивания компонентов связующего, а повышение содержания свыше 1,5% вызывает снижение защитных свойств покрытия на основе сырьевой смеси.

Примеры конкретного выполнения.

Пример 1.

К 450 г фосфорной экстракционной кислоты упаренной (с содержанием P₂O₅ 45% и F 1,5%) добавляют при перемешивании 262 г воды, а затем 140 г азотной кислоты и 1 г борной кислоты, смесь нагревают до 70^oC и в нее постепенно добавляют 40 г окиси цинка и 5 г углекислого кальция. После полного растворения соединений цинка и кальция смесь охлаждают и в нее добавляют 2 г оксиэтилированного алкилфенола.

Пример 2.

Аналогичен примеру 1, только в него не добавляют оксиэтилированный алкилфенол.

Изменение содержания компонентов сырьевой смеси представлено в примерах (см. табл.1).

Результаты испытаний сырьевой смеси по примерам и прототипу представлены в табл.2.

Как следует из представленных данных, использование фосфорной экстракционной кислоты упаренной содержащей P₂O₅ 45 57% и соединения фтора F 0,4 1,5% в сочетании с нитратами, боратами, соединениями цинка и кальция способствует образованию фосфатного связующего, обеспечивающего высокие защитные свойства покрытий на его основе, а также с более низкой стоимостью фосфатсодержащего сырья.

Высокие защитные свойства полученного связующего, а также более низкая стоимость сырья будут способствовать внедрению продукта.

Использование: защитные покрытия по металлу, бетону, цементностружечным плитам, асбестоцементным плитам, а также клеевые композиции и компаунды на основе фосфатных связующих в строительстве. Сущность изобретения: сырьевая смесь для получения связующего содержит: фосфорная экстракционная кислота с содержанием фосфатов в пересчете на P₂O₅ 45 - 57 мас.% и фтористых соединений в пересчете на фтор 0,4 - 1,5 мас.%: 45 - 75%, цинк или его соединения в пересчете на оксид цинка - 4 - 13%, кислородсодержащее соединение кальция (в пересчете на оксид кальция) 0,5 - 3,5%, борная кислота или бораты (в пересчете на борный ангидрид) 0,1 - 5,0 %, соединение, содержащее нитрат-ион (в пересчете на нитрат-ион) 1,0 - 14,0%, вода остальное. Сырьевая смесь может дополнительно содержать 0,2 - 1,5% неионогенного поверхностно-активного вещества. Получаемые покрытия имеют повышенные защитные свойства. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Сырьевая смесь для получения связующего, включающая фосфорную кислоту, цинк или его соединение из группы: оксид цинка, углекислый цинк, кислородсодержащее соединение кальция из группы: оксид кальция, гидроксид кальция, углекислый кальций, нитрат кальция, борную кислоту или бориты, отличающаяся тем, что в качестве фосфорной кислоты она содержит фосфорную экстракционную кислоту упаренную с содержанием фосфатов в пересчете на Р₂О₅ 45 57 мас. и фтористых соединений в пересчете на фтор 0,4 1,5 мас. и дополнительно соединение, содержащее нитрат-ион из группы: азотная кислота, нитрат цинка, нитрат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.

Фосфорная экстракционная кислота упаренная 45 75
Цинк или его соединение из указанной группы (в пересчете на оксид цинка) 4 13
Кислородсодержащее соединение кальция из указанной группы (в пересчете на оксид кальция) 0,5 3,5
Борная кислота или бораты (в пересчете на борный ангидрид) 0,1 5,0
Указанное соединение, содержащее нитрат-ион (в пересчете на нитрат-ион) 0,1 14,0
Вода Остальное
2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество в количестве 0,2 1,5%