СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСИЛИКАТОВ НАТРИЯ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1999 года по МПК C01B33/32 

Изобретение относится к способу получения полисиликатов натрия, которые могут быть использованы в нефтедобывающей промышленности при гидроизоляции скважин, а также для изготовления водостойких теплоизоляционных материалов.

Известен способ получения полисиликатов натрия путем растворения при 100^oC в щелочи химически чистого диоксида кремния, который предварительно измельчен до размера 0,1 мкм, или аэросила, белой сажи, имеющих аналогичную дисперсность. Проведение процесса при высокой концентрации щелочи приводит к быстрому растворению диоксида кремния, однако при этом образуется вязкая, трудноперемешиваемая масса; при использовании слабо концентрированных растворов щелочи процесс растворения существенно замедляется, а после растворения требуется дополнительное упаривание до достижения необходимых концентраций [1].

Недостатками данного способа являются использование дорогостоящего компонента - чистого диоксида кремния, концентрированной едкой щелочи, длительность процесса и нестабильность полученных полисиликатов.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения полисиликатов натрия с силикатным модулем 4,2-6,0 путем взаимодействия диоксида кремния с силикатом натрия при 40 - 100^oC, причем взаимодействие ведут путем введения 28,4 - 30%-ного раствора силиката натрия в концентрированный 29,9 -30 мас. % гидрозоль диоксида кремния. Вначале образуется гель, который при последующем перемешивании с нагреванием в течение до 2,5 ч переходит в раствор полисиликата [2].

Недостатками способ являются% нестабильность полученных полисиликатов, а необходимое продолжительное перемешивание при нагревании приводит к образованию в них кристаллических форм нерастворимых полисиликатов и ведет к снижению силикатного модуля.

Задачей изобретения является получение стабильных продолжительное время растворов полисиликатов натрия с мольных соотношением двуокись кремния: окись щелочного металла 4,2 - 6,5.

Техническая задача решается способ получения полисиликатов натрия путем взаимодействия силиката натрия с диоксидом кремния при 70-100^oC, в котором взаимодействие осуществляют путем введения в 20-30%-ного водный раствор силиката натрия 10-16 мас. %, гидрозоля диоксида кремния, которые берут в соотношении 1:(1-1,5) соответственно с последующей выдержкой не более 0,5 ч.

Техническая задача решается способом получения полисиликатов натрия путем взаимодействия силиката натрия с диоксидом кремния при 70-100^oC введением силиката натрия в гидрозоль диоксида кремния, в котором в качестве силиката натрия берут безводный силикат натрия и вводят в 7 - 12,5 мас.% гидрозоль диоксида кремния в соотношении 1:(4,43-7,06) мас. ч. соответственно в течение 2,5-4,0 ч.

Решение технических задач позволяет в результате предотвращения образования геля увеличить стабильность растворов полисилоксанов натрия в 4 раза.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Вариант I.

Пример 1. Берут 20%-ный водный раствор силиката натрия плотностью 1250 кг/м³, 16 мас.% гидрозоля диоксида кремния плотностью 1100 кг/м³. Вводят в водный раствор силиката натрия гидрозоль диоксида кремния в соотношении 1: 1,5 при непрерывном перемешивании при 95^oC в течение 1,5 ч и с последующей выдержкой при этой температуре 0,5 ч. Получают раствор полисиликата натрия с концентрацией 17,6 мас.% и силикатным модулем 6,5.

Пример 2 и 3 аналогичны примеру 1, соотношения компонентов, режимные условия и данные по положительному эффекту приведены в табл. 1.

Вариант II.

Пример 4. Берут безводный силикат натрия и гидрозоль диоксида кремния в соотношении 1: 5,46, безводный силикат натрия вводят в гидрозоль диоксида кремния 9,0 мас.%. В качестве безводного силиката натрия берут силикат натрия растворимый (ГОСТ 13079-81 (силикат-глыба)). Полученную массу при перемешивании нагревают при 70-100^oC в течение 2,5 ч. Раствор полисиликата натрия имеет силикатный модуль 5,0.

Пример 5. Аналогичен примеру 4 при соотношении безводный силикат натрия гидрозоль диоксида кремния соответственно 1:4,43 и концентрации диоксида кремния 7%. Раствор полисиликата натрия имеет силикатный модуль 4,2.

Пример 6. Аналогичен примеру 4 при соотношении безводный силикат натрия гидрозоль диоксида кремния соответственно 1:7,06 и концентрации диоксида кремния 12,5%. Раствор полисиликата натрия имеет силикатный модуль 6,5.

Полученные полисиликаты характеризуются силикатным модулем - отношением числа молей двуокиси кремния к числу молей окиси натрия. Силикатный модуль (СМ) и концентрацию двуокиси кремния в полисиликатах определяют по ГОСТ 13078-81 "Стекло натриевое жидкое".

Как видно из примеров конкретного выполнения, полисиликаты, полученные по заявленному способу, имеют стабильность в 4 раза большую по сравнению с прототипом.

Источники информации, принятые во внимание:
1. Орлов В. А Цинк-силикатные покрытия, - М.: Машиностроение, 1984, с. 41.

2. US, патент 3492137, кл. C 01 B 33/32, 1970.

Изобретение может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при гидроизоляции скважин, а также для изготовления водостойких теплоизоляционных материалов. Сущность изобретения: полисиликаты натрия получают путем взаимодействия силиката натрия с диоксидом кремния при 70 - 100^oC, взаимодействие осуществляют путем введения в 20 - 30%-ный водный раствор силиката натрия 10 - 16 мас.% гидрозоля диоксида кремния, которые берут в соотношении 1 : 1 : 1,5 соответственно, с последующей выдержкой не более 0,5 ч. Полисиликаты натрия также могут быть получены путем взаимодействия силиката натрия с диоксидом кремния при 70 - 100^oC, в качестве силиката натрия берут безводный силикат натрия и вводят в 7 - 12,5 мас.% гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1 : 4,43 - 7,06 соответственно в течение 2,5 - 4,0 ч. Изобретение позволяет в результате предотвращения образования геля увеличить стабильность растворов полисиликатов натрия в 4 раза. 2 с.п.ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения полисиликатов натрия взаимодействием силиката натрия с диоксидом кремния при 70 - 100^oC, отличающийся тем, что взаимодействие осуществляют путем введения в 20 - 30%-ный водный раствор силиката натрия 10 - 16 мас.% гидрозоля диоксида кремния, которые берут в соотношении 1 : 1 - 1,5 соответственно, с последующей выдержкой не более 0,5 ч. 2. Способ получения полисиликатов натрия взаимодействия силиката натрия с диоксидом кремния при 70 - 100^oC, отличающийся тем, что в качестве силиката натрия берут безводный силикат натрия, который вводят в 7 - 12,5 мас.% гидрозоля диоксида кремния в соотношении 1 : 4,43 - 7,06 соответственно в течение 2,5 - 4,0 ч.