КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2009 года по МПК C04B12/04 C09J1/02 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для склеивания различных строительных изделий друг с другом или с металлическими поверхностями при воздействии повышенных температур до плюс 1200°С.

Известен клеевой состав для склеивания металлических деталей, который включает, мас.%: молотый кварцевый песок 31-60, жидкое стекло 11-35, заполнитель 10-50 и в качестве добавки - графит или серу 2-6 (RU 2088622, С04В 28/26, 1997.08.27).

Недостатком данного состава является недостаточно высокая температура эксплуатации (до 300°С) и длительный срок отверждения композиции при комнатной температуре.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является сырьевая смесь для жаростойкого клея на основе натриевого жидкого стекла, заполнителя и отвердителя при следующих соотношениях компонентов, мас.%: натриевое жидкое стекло 65-73, муллитокремнеземистое волокно на основе SiO₂ и Al₂О₃ размером не более 5 мм 23-29, феррохромовый шлак 3,99-5,98, полиакриламид 0,01-0,02 (RU 2070871, С04В 28/24, 1996.12.27).

Недостатком данного состава является недостаточно тонкий слой клеевого шва и длительный срок отверждения при комнатной температуре.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение толщины клеевого шва и ускорение твердения клеевой композиции при комнатной температуре.

Это достигается тем, что клеевая композиция, включающая натриевое жидкое стекло, заполнитель и отвердитель, в качестве заполнителя содержит тонкомолотый ганулированный доменный шлак, а в качестве отвердителя тонкомолотый нефелиновый шлам, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое стекло 20,0-35,0 Тонкомолотый гранулированный доменный шлак 42,0-67,0 Тонкомолотый нефелиновый шлам 13,0-23,0

Композиция позволяет уменьшить толщину клеевого шва до 0,1 мм и уменьшить время отверждения при комнатной температуре. Сроки начала схватывания клеевой композиции с конструкционным материалом при нормальной температуре не превышают 15-20 минут, а окончания схватывания 30-40 минут.

В качестве связующего выбрано жидкое стекло Na₂SiO₃·nH₂О (ГОСТ 13078-81, ТУ 113-08-00206457-28-93), изготавливаемое из растворимого силиката натрия.

В качестве заполнителя и отвердителя используются техногенные продукты металлургической и химической промышленности: гранулированный доменный шлак и нефелиновый шлам, т.к. они представлены в основном 2CaO·SiO₂ и содержат примеси ионов тяжелых металлов, таких как ионы железа, марганца, хрома, вызывающих коагуляцию золя, что способствует ускорению твердения клеящей композиции.

При выплавке чугуна и стали образуется около тонны гранулированного доменного шлака на каждую тонну металла. При быстром охлаждении (грануляции) в шлаке присутствует стекло, содержание которого достигает 80% по массе и более. В кристаллической составляющей присутствует геленит, монтичеллит, шпинель и другие силикаты, алюминаты и алюмосиликаты Са и Mg. Так, например, череповецкий гранулированный доменный шлак обладает аморфной структурой, содержит C₂S и небольшое количество соединений железа и марганца. Химический состав Череповецкого шлака представлен в табл.1.

Таблица 1 Химический состав череповецкого шлака, мас.% SiO₂ Al₂О₃ Fe₂О₃ СаО MnO MgO 41,92 6,6 0,33 44,8 0,9 2,38

Нефелиновый шлам - это побочный продукт получения глинозема. Петрографические анализы указывают на большое содержание β-2CaO·SiO₂ в нефелиновом шламе, которое варьирует от 70 до 80%. Химический состав нефелинового шлама представлен в табл.2.

Таблица 2 Химический состав нефелинового шлама, мас.% SiO₂ Al₂О₃ Fe₂О₃ СаО MgO R₂О Потери при прокаливании 24-30 3-6 2-5,5 52-55 0,2-2,2 1-3 1-5,5

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Дозируют череповецкий шлак и нефелиновый шлам в шаровую мельницу и подвергают совместному помолу до остатка на сите 008 не более 1%. Далее полученная тонкодисперсная смесь затворяется жидким стеклом, и клеевая композиция готова к употреблению. Готовая смесь подвергалась испытанию на сроки схватывания на приборе Вика по ГОСТ 310.3-76. Результаты испытаний приведены в табл.3.

Анализ данных табл.3 показывает, что предлагаемый состав обеспечивает получение клеевой композиции с более ранними сроками схватывания и меньшей толщиной клеевого шва.

При получении клеевой композиции заявляемого состава используются побочные продукты химического и металлургического производства, что благоприятно сказывается на экологической обстановке.

Клеевая композиция, характеризуемая эксплуатационными характеристиками, указанными в табл.3, может быть использована для склеивания металлических поверхностей и строительных материалов друг с другом с температурой применения до плюс 1200°С при необходимости получения тонкого клеевого шва и ранних сроков схватывания.

Таблица 3 Результаты испытаний № п/п Наименование мас.% Сроки схватывания Толщина клеевого шва 1 Прототип     Жидкое стекло 11…35 Начало схватывания 40…50 мин 0,5 мм   Муллитокремнеземистое волокно на основе SiO₂ и
Al₂О₃ размером не более 5 мм 23…29   феррохромовый шлак 3,99…5,98 Окончание схватывания 100…120 мин   Полиакриламид 0,01…0,02 2 Клеевая композиция   Жидкое стекло 20,0 Начало схватывания 20 мин
Окончание схватывания 40 мин 0,1 мм   Тонкомолотый череповецкий шлак 67,0   Тонкомолотый нефелиновый шлам 13,0   Жидкое стекло 27,5 Начало схватывания 17 мин 0,1 мм   Тонкомолотый череповецкий шлак 54,5   Тонкомолотый нефелиновый шлам 18,0 Окончание схватывания 35 мин   Жидкое стекло 35,0 Начало схватывания 15 мин 0,1 мм   Тонкомолотый череповецкий шлак 42,0   Тонкомолотый нефелиновый шлам 23,0 Окончание схватывания 30 мин

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для склеивания различных строительных изделий друг с другом или с металлическими поверхностями, с эксплуатацией при воздействии повышенных температур до плюс 1200°С. Технический результат изобретения состоит в уменьшении толщины клеевого шва и ускорении твердения клеевой композиции при комнатной температуре. Клеевая композиция содержит, мас.%: жидкое стекло 20,0-35,0, тонкомолотый гранулированный доменный шлак 42,0-67,0, тонкомолотый нефелиновый шлам 13,0-23,0. 3 табл.

Клеевая композиция, содержащая натриевое жидкое стекло, заполнитель и отвердитель, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя содержит тонкомолотый гранулированный доменный шлак, а в качестве отвердителя - тонкомолотый нефелиновый шлам, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Жидкое стекло 20,0-3 5,0 Тонкомолотый гранулированный доменный шлак 42,0-67,0 Тонкомолотый нефелиновый шлам 13,0-23,0