Способ получения полисиликата лития

 

Использование: изготовление пленок различного назначения, в-качестве компонента в композиционных материалах, в частности для изготовления антибликовь4Х покрытий на экранах кинескопов. Сущность изобретения: гидролиз тетраэтоксисилана (ТЭ О С) ведут при следующих массовых соотношениях ТЭОС: вода: гидроксид лития 1:

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 01 В 33/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4864985/26 (22) 10.07.90 (46) 15.11,.92.БюлЛ№ 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт химических реактивов и особочистых химических веществ (72) О.Н.Емельянова, А,Ф.Логинов, И.К.Григорьева и Е.П,Кудрявцева (56) Заявка Великобритании ¹ 2075003, кл.

С 03 В 19/06, 1981.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способу.получения раствора поликсиликата лития (литиевого силикаэоля), предназначенного для изготовления пленок различного назначения и для использования в составах композиционных материалов, в частности для изготовления антибликовых покрытий на экранах кинескопов, Наиболее близким к предлагаемому по техническим приемам и использованию исходных материалов является способ (заявка

Великобритании ¹ 2 075 003 кл. С 03 В

19/06, 1981.), заключающийся в гидролизе алкоксисилана, в частности Я(ОСНз)4 в интервале рН 9,5-11,5 в присутствии аммиака или гидроксида щелочного металла (NaOH, КОН, LIOH, RbOH) при их концентрации 3 10 -1 . 10 моль/л, Гелеобра -4 . . -2 зование при этом происходит в течение 5 мин.

„, Ы„„1775358 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИСИЛИКАТА ЛИТИЯ (57) Использование: изготовление пленок различного назначения, в-качестве компонента в композиционных материалах, в частности для изготовления антибликовых покрытий на экранах кинескопов. Сущность изобретения; гидролиз тетраэтоксисилана (ТЭОС) ведут при следующих массовых соотношениях ТЭОС: вода: гидроксид лития

1:(1,1-7,5):(9 10 -4,6 10 ) при 20-70ОС в течение 0,5-6 ч.

Недостатком указанного способа является получение продукта гидролиэа в виде геля, что неприемлемо для целей предлагаемого изобретения, Целью предлагаемого способ является получение полисиликата лития в виде устойчивого концентрированного пленкообразующего золя.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что гидролиз тетраэтоксилана ведут при массовом соотношснии

T3OC:Н20:ВОН=1:(1,1-7,5):(9 10 з-4,6 . 10 2) в интервале температур 20-70 С в течение

0,5-6 часов.

Предлагаемый способ обладаетследующими преимуществами:

1) процесс позволяет провести гидролиз ТЭОС с получением золя полисиликата лития и получить продукт с содержанием

3,0-12,0/ Si02 в эоле, что обеспечивает получение высококачественных прочных влаго1775358

55 стойких антибликовых покрытий на экранах кинескопов;

2) получаемый в результате гидрслиза пленкообраэующий состав, содер>кащий до

40;ь этанола, обеспечивает более быстрое высыхание нанесенных покрытий по сравнению с водными литиевыми "-олями;

3) по сравнению со всеми известными способами получения литиевых золей процесс значительно упрощается за счет получения конечного продукта в одну стадию без предварительного получения диоксида кремния (в виде геля. активной кремневой кислоты или порошка) с последующим его взаимодействием с LIOH; существенно сокращается (с 8-20 ч до 0,5-6 ч ) время процесса;

4) при одностадийном процессе получения литиевого силиказоля из алкоксисилана значительно снижаются трудоемкость и энергетические затраты.

Использование !ОН в качестве катализатора щелочного гидролиэа алкоксисилана в приведенном интервале соотношений компонентов позволяет решить задачу получения устойчивых пленкообраэующих золей в интервале молярных соотношений

SiOz/Liz0 (модулей) от 5 до 25 и содержании

Si0z в растворе от 3 до 12%. Для нанесения силикатных покрытий на различных подложках в один или несколько слоев, в частности, для антибликовых покрытий на кинескопах обычно используются золи с содер>канием SI02 1,5-3,0 мас, ;, и модулями

5,0-15,0, Таким образом, описанные в предлагаемом изобретении составы могут быть использованы непосредственно как товарный продукт.

Содержание этилового спирта в продукте гидролиза не снижает качества покрытий на подложках и ведет к более быстрому высыханию слоев покрытия и может яи яться заметным преимуществом предлагаемого процесса. Однако для удобства хранения и транспс тировки может быть использован метод концентрирования золя частичной отгонкой водно-спиртовой смеси иэ полученного гидролизата при нормальнсм давлении или под вакуумом до содержания

Si0z 20-22 мас., Предпочтительным с экологической точки зрения для получения товарно-о литиевого силикаэоля является использование тетраэтоксисилана, однзко, гидролиз с получением аналогичного продукта может быль осуществлен и с использованием других алкоксисиланов, а частности тетраметоксисилана.

Интервал соотношений компонентов

ТЗОС:Н2О.LiOI- в предлагаемом способе ограничен следующими факторами при соотношении ТЭОС:Н20>1:1,1 гидролиэ протекает с образованием геля; при соотношении ТЭОС;Н20<1;7,5 в результате гидролиэа получаются сильно разбавлен и ые зол и (<3,0 /о мас. д Я102), неудобные для практического использования; соотношение ТЭОС:! !ОН<1:9 10 ве-з дет к обраэовани!о крупных частиц гидратированного Я!02, выпадающего в осадок; образования золя не происходит; при отношениях ТЭОС:! !ОН>1:4,6 10 2, соответствующих модулям >25, гидролиз протекает активно, однако получаемые эоли не соответствуют оптимальному составу, обеспечивающему требуемое качество покрытий; рекомендуемая минимальная температура процесса (20 С) связана с максимальным временем процесса, поэтому дальнейшее снижение температуры нецелесообразно; повышение температуры>70ОC ведет к флокуляции осадка гидратированного Я!02 в процессе гидролиза; минимальное время процесса (0,5 ч) получения золя может быть достигнуто при высоких значениях модулей (М= 20-25) и температуре процесса 50-70 С; увеличение времени процесса сверх 6 ч не приводит к новому качеству продукта в данном интервале соотношений исходных компонентов, Пример 1. В круглодонную трехгорлую колбу, помещенную в электрическую баню и соединенную с прямым холодильником, заливают 93 r ТЭОС и 150 мл водного раствора, содержащего 1,5 г LiOH H20, и при перемешивании ведут гидролиз при

50 С в течение 6 ч. Получают эоль с содержанием SIOz 12,17;. После отгонки водноспиртовой смеси при 82-98 С при нормальном давлении получают пленкообразующий золь с содержанием Sl02 21,9 Я и модуляем 25,0, устойчивый при хранении в течение 8 мес.

Массовое соотношение компонентов при гидролиэе ТЭОС:H20:LIOÍ=1;1,1:9 10 .

Пример 2. В круглодонную колбу заливают 50 мл ТЭОС и 350 мл воды с растворенным в ней 3,75 г LiÎH . Н20 (соотношение ТЭОС:Н20:LiOH=1:7,5:4,6 10 ) и гидролиз ведут в течение 0,5 ч при темперагуре 40-45" С. Полученный гидролиэат представляет собой устойчивый

1775358

Пример 4. Гидролиз исходных компонентов, взятых в таких же соотношениях, как в примере 3. ведут при 20 С в течение

4,5 ч и получают устойчивый пленкообразуСоставитель О.Емельянова

Техред М;Моргентал Корректор П.Гереши

Редактор В.Бер

Заказ 4016 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 пленкообразующий золь с содержанием

SiOz 3,47ь и модулем 5,0.

Пример 3. К 25 мл ТЭОС добавляют

38 г водного раствора, содержащего растворенную навеску 0,5г LIOH Hz0 (соотношение ТЭОС:HzO: LI OH=1:1,6:1 10 ).

Гидролиз ведут при температуре 65-70 С в течение 2 ч и получают устойчивый пленкообразующий золь с содержанием SIOz

11,1 7ь. ющий золь с содержанием SIOz 11,1 и модулем 18,8.

Формула изобретения

Способ получения полисиликата литии, 5 включающий гидролиз алкоксисилана в присутствии раствора гидроксида лития. о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения продукта в виде устойчивого пленкообразующего золя, t0 в качестве алкоксисилана используюттетраэтоксисилан и гидролиз ведут при следующих массовых соотношениях компонентов, тетраэтоксисилан: вода: гидроксид лития=1:(1,1-7,5):(9 ° 10 -4,6 10 ) при 20-70 С

15 в течение 0,5-6 ч.