СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ СТЕКЛА Российский патент 1998 года по МПК C03C17/22 

Описание патента на изобретение RU2116982C1

Изобретение относится к стекольной промышленности и может быть использовано на заводах, производящих листовое стекло.

Известно, что листовое силикатное стекло в процессе хранения и транспортировки способно к выщелачиванию. Химическая и коррозионная стойкость стекла к выщелачиванию, механическая прочность во многом определяются состоянием его поверхности.

Свежеотформованная поверхность обладает повышенной реакционной способностью. В процессе хранения и транспортировки происходит воздействие на поверхность стекла паров воды, капиллярной влаги, углекислого газа воздуха, приводящее к коррозии стекла (в отдельных случаях с полной потерей прозрачности) и снижению его механической прочности за счет возникновения микротрещин. Абразивные частицы, например мельчайшие осколки стекла, образующиеся при резке, также вызывают нарушение поверхности и способствуют образованию точечных дефектов, в том числе пятен коррозии.

Для защиты стекла от выщелачивания и повышения его химической стойкости и механической прочности предлагают различные способы, основанные в основном на повышении химической стойкости поверхности стекла, нейтрализации реакционных реагентов с помощью прокладочных материалов, порошков и т.д., а также защите поверхности стекла с помощью покрытий.

Известны способы защиты поверхности стекла от выщелачивания и действия абразивных частиц путем нанесения на горячую поверхность стекла растворов органических полимеров, например, акриловой смолы, полимера окиси этилена, меламин-формальдегидной смолы [1].

Однако органические полимерные покрытия не могут быть нанесены на поверхность стекла при температурах выше 200 - 250oC, так как в этих условиях происходит термодеструкция полимеров, что приводит к потере прозрачности покрытия, либо покрытие становится несъемным.

Известен также способ защиты поверхности стекла от действия атмосферной влаги и абразивных частиц [2] путем формирования порошкообразного слоя аморфных или кристаллических слабых кислот, в частности, борной, винной, лимонной, бензойной.

Однако такие покрытия слабо влияют на механическую прочность и в основном увеличивают химическую стойкость поверхности.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ [3] , в котором на горячую поверхность стекла наносят 1 - 50%-ный водный раствор глюконовой кислоты и высушивают покрытие.

Однако данный способ позволяет наносить покрытия только при температурах ниже температуры разложения органического соединения, т.е. ниже 105oC.

В предлагаемом изобретении повышение химической стойкости и механической прочности стекла достигают путем формирования на поверхности стекла защитного покрытия полифосфорных и ультрафосфорных кислот, модифицированных ионами аммония из водного раствора, содержащего 1 - 3% пентаоксида фосфора и 0,1 - 0,8% гидрооксида аммония, наносимого на горячую поверхность стекла.

Полифосфорные и ультрафосфорные кислоты и их аммонийные соли представляют собой полимеры с цепочечной, сетчатой или разветвленной структурой, оптически прозрачные при температурах выше 100oC сиропообразные жидкости, образующие при охлаждении аморфные, плохо растворимые в воде вещества. Они, находясь на поверхности стекла, образуют покрытие, которое эффективно защищает стекло от воздействия реакционных агентов, абразивных частиц и, кроме того, обеспечивает повышение химической стойкости поверхности стекла за счет ее обесщелачивания при протекании ионообменных процессов
H+ покрытие + Na+ стекло
Na+ покрытие + Н+ стекло
NH+4

покрытие + Na+ стекло
NH+4
стекло + Na+ покрытие.

Наибольший эффект от модифицирования достигается при формировании покрытия из водного раствора, содержащего 1 - 3% пентаоксида фосфора и 0,1 - 0,8% гидроксида аммония при расходе раствора не менее 20 см32 поверхности стекла.

Теперь рассмотрим использование предлагаемого изобретения на примерах.

Ленту термически полированного стекла обрабатывали водным раствором, содержащим пентаоксид фосфора и гидрооксид аммония. Концентрацию раствора варьировали следующим образом, %:
Пентаоксид фосфора - 0,5 - 5,0
Гидрооксид аммония - 0,05 - 1,3
Вода - До 100.

Обработку ленты стекла осуществляли во всем температурном интервале печи отжига при расходе раствора не менее 20 см32 поверхности. В процессе обработки на поверхности стекла образуется защитное полимерное покрытие полифосфорных и ультрафосфорных кислот, модифицированных аммонием.

Из ленты стекла с защитным покрытием вырезали образцы стекла размером 100 • 100 мм, которые хранили в стопированном виде в течение двух месяцев, затем проводили испытания образцов на механическую прочность и химстойкость. Перед испытаниями образцы промывали дистиллированной водой. Испытания на прочность проводили методом центрального симметричного изгиба с помощью разрывной машины МР-05-1А. Измерения проводили с погрешностью, не превышающей 1%. Размеры образцов, диаметр нагружающего пуансона и центрирующего корпуса определяли толщиной стекла в соответствии со стандартными инструкциями. Данные приводятся как средние значения по результатам испытаний 25 образцов. Параллельно проводили испытания образцов стекла, полученных из той же ленты стекла без нанесения защитных покрытий и защищенных согласно известным способам. Все типы образцов перед испытаниями хранили и подготавливали к измерениям в идентичных условиях. Химстойкость поверхности стекла исследовали по известным методикам: влагостойкость - методом пластин; коррозионную устойчивость - в климатической камере Г-4.

Результаты испытаний приведены в табл. 1 - 3. Они показывают, что предлагаемое покрытие обеспечивает существенное увеличение эффективности защиты поверхности стекла от выщелачивания и действия абразивных частиц, что проявляется в значительном увеличении средней механической прочности стекла и повышении его водостойкости и коррозионной устойчивости.

Положительный эффект от реализации изобретения достигается при обработке ленты стекла во всем температурном интервале печи отжига, при расходе раствора, образующего покрытие не ниже 20 см3 на квадратный метр поверхности стекла. Оптимальное содержание пентаоксида фосфора и гидроксида аммония в растворе соответственно 1 - 3 и 0,1 - 0,8%.

В зависимости от температуры нанесения предлагаемого покрытия можно получить покрытия с различным содержанием кристаллической фазы. По данным рентгеновского фазового анализа (установка ДРОН-2) обработка при 250oC дает полностью аморфное покрытие, а при 560oC - содержание кристаллической фазы в покрытии достигает 20%. При хранении в покрытии протекают процессы кристаллизации, увеличивающие вклад кристаллической фазы в состав покрытия. Основным кристаллизующимся компонентом является ортофосфаты аммония.

Разработанный способ защиты поверхности силикатного стекла в отличии от известных позволяет проводить обработку нижней поверхности термически полированного стекла сразу после выхода ленты стекла из ванны расплава олова. Термостойкое и преимущественно аморфное покрытие защищает нижнюю поверхность ленты стекла от абразивных воздействий со стороны валков печи отжига.

Похожие патенты RU2116982C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ УДАЛЕНИЯ КОРУНДОВЫХ И КВАРЦЕСОДЕРЖАЩИХ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ ИЗ ВНУТРЕННИХ ПОЛОСТЕЙ ОТЛИВОК 1998
RU2158655C2
АБРАЗИВНАЯ ПАСТА 1993
RU2061730C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВАНАДИЕВОГО КОНЦЕНТРАТА ГЛИНОЗЕМНОГО ПРОИЗВОДСТВА 1992
  • Равдоникас И.В.
  • Насыров Г.З.
  • Кривцова Е.Г.
RU2045477C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРА КАЛИЙАММОНИЙФОСФАТА 1994
  • Степченко А.Г.
  • Сорокин Г.В.
RU2103348C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИСЕПТИЧЕСКОГО ПРЕПАРАТА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ДРЕВЕСИНЫ 1999
  • Плеханов К.А.
  • Мосягин С.А.
  • Ивонин В.П.
  • Каплун Р.Я.
  • Романова В.В.
RU2148493C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СТЕКЛЯННЫХ БУТЫЛОК ДЛЯ КРОВИ, ТРАНСФУЗИОННЫХ И ИНФУЗИОННЫХ ПРЕПАРАТОВ 2012
  • Умаров Сергей Закирджанович
  • Широкобоков Николай Федорович
  • Воробьев Андрей Андреевич
RU2508256C2
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВАНАДИЯ ИЗ ШЛАКОВ 1995
  • Тарабрин Г.К.
  • Бирюкова В.А.
  • Рабинович Е.М.
  • Волков В.С.
  • Мерзляков Н.Е.
  • Кузьмичев С.Е.
  • Тарабрина В.П.
  • Тартаковский И.М.
RU2090640C1
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 1992
  • Тарасова А.И.
  • Харитонова Л.С.
  • Жукова Г.Ю.
RU2035495C1
СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОКРОВНОГО МАТЕРИАЛА 1995
RU2048775C1
СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ 1993
  • Тарасова А.И.
  • Харитонова Л.С.
  • Долгов В.Н.
  • Бирбраер Л.Н.
RU2037514C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 116 982 C1

Реферат патента 1998 года СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ И МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ СТЕКЛА

Изобретение относится к производству листового стекла и может быть использовано для защиты стекла от коррозии и механических повреждений во время транспортировки и хранения. Сущность изобретения состоит в формировании водорастворимого покрытия полифосфорных и метафосфорных кислот, модифицированных ионами аммония, на горячей поверхности стекла. Защитное покрытие наносят путем распыления водного раствора, содержащего 1 - 3% пентаоксида фосфора и 0,1 - 0,8% гидроксида аммония. В результате использования изобретения существенно увеличивается эффективность защиты поверхности стекла от выщелачивания и действия абразивных частиц, что проявляется в значительном увеличении средней механической прочности стекла и повышении его водостойкости и коррозионной устойчивости. 1 з. п. ф-лы, 3 табл.

Формула изобретения RU 2 116 982 C1

1. Способ повышения химической стойкости и механической прочности стекла путем нанесения водорастворимого кислотного покрытия на поверхность стекла, отличающийся тем, что покрытие формируют из полифосфорных и метафосфорных кислот, модифицированных ионами аммония. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что покрытие наносят из водного раствора, содержащего 1 - 3% пентаоксида фосфора и 0,1 - 0,8% гидроксида аммония.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1998 года RU2116982C1

Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1
US, патент, 3577256, кл
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
FR, патент, 1514571, кл
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1
US, патент, 3573590, кл
Переносная печь для варки пищи и отопления в окопах, походных помещениях и т.п. 1921
  • Богач Б.И.
SU3A1

RU 2 116 982 C1

Авторы

Гороховский А.В.

Солинов В.Ф.

Маныгин Г.Г.

Кондрашов В.И.

Каплина Т.В.

Поляков К.В.

Григорян Р.Б.

Тюкалина Л.А.

Ватрушева Л.А.

Даты

1998-08-10Публикация

1996-01-16Подача