Сырьевая смесь для получения фосфатного связующего

Авторы патента:

Лукьяненко Константин Николаевич (RU)

C04B12/02 - фосфатные цементы (в производстве или для производства керамики C04B 33/00,C04B 35/00)

Владельцы патента RU 2529688:

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "ПОЛИФАН-Л" (RU)

Изобретение относится к области строительных материалов и предназначено для использования в качестве связующего в составе защитных покрытий по металлу, бетону, древесине, древесностружечным материалам, стеклопластику, а также в составе композиций для клеевых соединений. Технический результат - повышение защитных свойств покрытий на основе фосфатного связующего по изобретению, а также упрощение технологии производства связующего при сохранении прочих свойств, в том числе физико-механических и технологических. Сырьевая смесь включает в вес.%: соединения фосфора в пересчете на ортофосфорную кислоту (100%) 15-45, цинк или его соединения в пересчете на окись цинка (100%) 6-14, соединения кальция в пересчете на окись кальция (100%) 0,5-3,5, соединения бора в пересчете на борную кислоту (100%) 0,1-3,0, соединения азота в пересчете на азотную кислоту (100%) 7-18, соединения фтора в пересчете на фтористый натрий (100%) 0,1-2,0, поверхностно-активные вещества 0,2-2, вода остальное. 2 табл.

Изобретение относиться к области строительных материалов и предназначено для изготовления связующего, используемого в составе защитных покрытий по металлу, бетону, цементно-стружечным материалам, стеклопластику, а также в составе для клеевых соединений. Известна сырьевая смесь для получения цинкалюмофосфатного связующего (А.с. СССР №477970, кл. С04И 29/02 1975, БИ №27).

Недостатками указанной сырьевой смеси являются сравнительно низкие защитные свойства покрытий на ее основе, а также необходимость термической обработки для достижения их водостойкости.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является сырьевая смесь для получения связующего, включающая соединения фосфора, цинк или соединения цинка, соединения бора и воду, отличающаяся тем, что с целью повышения однородности и защитных свойств покрытий на ее основе она содержит дополнительно соединения азота и неионогенные поверхностно-активные вещества при следующем соотношении компонентов в вес.%:

- соединения фосфора в пересчете на ортофосфорную кислоту (100%)	30-50
- соединения цинка в пересчете на окись цинка (100%)	6-14
- соединения кальция в пересчете на окись кальция (100%)	0,5-3,5
- соединения бора в пересчете на борную кислоту (100%)	0,1-3,0
- соединения азота, в пересчете на азотную кислоту	7-18
- неионогенные поверхностно-активные вещества	0,2-2
- вода	остальное

(А.с. СССР №1744075 от 3.05.88, кл.4 С04B 12/02, переведенное в патент №1744075, действующий с 1 июля 1991 г.)

Недостатком указанного связующего являются сравнительно низкие защитные свойства покрытий на ее основе.

Целью изобретения является повышение защитных свойств покрытий на ее основе при сохранении прочих свойств (физико-механических, технологических и др.).

Технический результат изобретения достигается тем, что сырьевая смесь для получения связующего, включающая соединения фосфора, цинк или соединение цинка, соединения кальция, соединение бора, соединение азота, дополнительно содержит соединения фтора при следующем соотношении компонентов в вес.%:

- соединения фосфора, в пересчете на ортофосфорную кислоту (100%)	15-45
- цинк или соединения цинка, в пересчете на окись цинка (100%)	6-14
- соединения кальция, в пересчете на окись кальция (100%)	0,5-3,5
- соединения бора, в пересчете на борную кислоту (100%)	0,1-3,0
- соединения азота, в пересчете на азотную кислоту (100%)	7-18
- соединения фтора, в пересчете на фтористый натрий NaF (100%)	0,1-2
- вода	остальное

при этом в качестве цинка или соединений цинка и азота содержит азотнокислый цинк гидрат Zn(NO₃)₂ 6Н₂O в количестве 16,6-43%;

может содержать поверхностно-активные вещества в количестве 0,2-2%.

Дополнительное введение соединений фтора повышает защитные свойства покрытий на его основе.

Использование в качестве цинка или соединений цинка и азота азотнокислого цинка гидрата Zn(NO₃)₂ 6Н₂O упрощает процесс производства связующего и делает его более безопасным. Использование поверхностно-активного вещества позволяет повысить технологичность сырьевой смеси, не влияя на защитные свойства покрытий на его основе.

Уменьшение содержания фтористого соединения (в пересчете на фтористый натрий 100%) менее 0,1% снижает защитные свойства покрытий, а увеличение содержания свыше 2% нецелесообразно, так как не способствует дальнейшему повышению защитных свойств.

Пример 1.

К 20 г технической ортофосфорной кислоты с содержанием H₃PO₄ (73%), что составляет 15 г H₃PO₄ (100%) добавляют 68,2 г воды. Смесь нагревают до 50°C, добавляют 0,9 г углекислого кальция, что составляет 0,5 г CaO (100%) и перемешивают до полного растворения. Затем небольшими порциями вводят 17,2 азотной кислоты (62%), что составляет 7 г HNO₃ (100%) и 6 г окиси цинка. В готовый прозрачный раствор вводят 3 г борной кислоты и 0,1 г фтористого натрия NaF. Смесь охлаждают и получают готовый продукт.

Пример 5.

К 20 г ортофосфорной кислоты с содержанием 73% H₃PO₄, что составляет 15 г H₃PO₄ (100%) добавляют 62,7 г воды, смесь нагревают до 50°C, добавляют 0,9 г углекислого кальция, что составляет 0,5 г CaO (100%) и перемешивают до полного растворения. Затем небольшими порциями водят 16,6 г азотнокислого цинка гидрата Zn(NO₃)₂ 6Н₂O, содержащего 7 г азотной кислоты (100%) и 4,5 г окиси цинка (100%). Добавляют 1,5 г окиси цинка, увеличив общее содержание окиси цинка до 6 г. В готовый прозрачный раствор вводят 3 г борной кислоты и 0,1 г фтористого натрия. Смесь охлаждают, вводят 0,2 г ОП-10 и получают готовый продукт. Изменение содержания компонентов приведено в таблице 1. Свойства покрытий на основе фосфатного связующего приведены в таблице 2. Полученные данные свидетельствуют о том, что сырьевая смесь, включающая соединения фосфора, цинка или его соединения, соединения кальция, бора, азота и фтора обеспечивает получение покрытий с высокими защитными свойствами при сохранении прочих свойств (физико-механических, технологических).

Использование в качестве цинка или соединений цинка и соединений азота азотнокислого цинка гидрата Zn(NO₃)₂ 6Н₂O не снижает защитных свойств покрытий, вместе с тем упрощает технологию производства и ее безопасность.

Таблица 1
Наименование компонентов	Прототип по патенту 1744075	Содержание компонентов в вес.%
Наименование компонентов	Прототип по патенту 1744075	Примеры
1	2	3	4	5	6	7	8
Ортофосфорная кислота (100% H₃PO₄)	36,5	15	36,5	36,5	45	15	36,5	36,5	45
Цинк (в пересчете на 100% ZnO)	6,6	6	6,6	6,6	14	1,5	-	-	3,2
Кальций (в пересчете на 100% CaO)	1,3	0,5	1,3	1,3	3,5	0,9	1,3	1,3	3,5
Борная кислота (в пересчете на 100% HBO₃)	1,0	3,0	1,0	1,0	0,1	3,0	1,0	1,0	0,1
Азотная кислота (в пересчете на 100% HNO₃)	11,5	7,0	11,5	11,5	18	-	-	-	-
Азотнокислый цинк гидрат (в пересчете на 100% Zn(NO₃)₂6H₂O	-	-	-	-	-	16,6	27,4	27,4	43
Соединение фтора (в пересчете на 100% NaF)	-	0,1	1,0	1,0	2,0	0,1	1,0	1,0	2,0
Поверхностно-активное вещество ОП-10	1,0	0,2	1	-	2	0,2	1,0	-	2,0
Вода	42,1	68,2	41,1	42,1	15,4	62,7	31,8	32,8	1,2

Таблица 2
Свойства	Прототип по патенту 1744075
Свойства	Прототип по патенту 1744075	Примеры
1	2	3	4	5	6	7	8
Защитные свойства покрытий по стали Ст3 горячекатаная, неопескоструйная. Оценка по ГОСТ 9.407-84,
баллы	АД 3	АД 2	АД 2	АД 2	АД 2	АД 2	АД 2	АД 2	АД 2
- 3% раствор NaCl	A3 5	A3 4	A3 3	A3 3	A3 4	A3 4	A3 3	A3 3	A3 4
- вода дистиллированная	АД 3 A3 5	АД 2 A3 3	АД 2 A3 3	АД 2 A3 3	АД 2 A3 4	АД 2 A3 3	АД 2 A3 3	АД 2 A3 3	АД 2 A3 4
- гидростат (Г-4),	АД 5	АД 3	АД 3	АД 3	АД 4	АД 3	АД 4	АД 4	АД 4
влажность 98-100%, t-40°С	A3 6	A3 4	A3 4	A3 4	A3 5	A3 4	A3 5	A3 5	A3 5
Прочность пленки при ударе, прибор У-1, оценка по ГОСТ 4765, КГС СМ.	40-50	40-50	40-50	40-50	40-50	40-50	40-50	40-50	40-50
Режим отверждения покрытия	Отверждение покрытия при температуре не ниже +15°С в течение 2-х часов.

Сырьевая смесь для получения связующего, включающая соединения фосфора, цинк или соединения цинка, соединения кальция, соединения бора, соединения азота, поверхностно-активные вещества и воду, отличающаяся тем, что она содержит несовпадающее значение соединений фосфора и дополнительно соединения фтора, при следующем соотношении компонентов в вес.%:

соединения фосфора в пересчете на
ортофосфорную кислоту (100%)	15-45
цинк или соединения цинка в пересчете на окись цинка (100%)	6-14
соединения кальция в пересчете на окись кальция (100%)	0,5-3,5
соединение бора в пересчёте на борную кислоту (100%)	0,1-3,0
соединения азота в пересчете на азотную кислоту (100%)	7-18
соединения фтора в пересчете на фтористый натрий (100%)	0,1-2,0
поверхностно-активные вещества	0,2-2
вода	остальное

Изобретение относится к производству огнеупорных композиций на основе фосфатных связующих, которые могут быть использованы для изготовления и ремонта футеровок печных агрегатов, а также для получения различных высокотемпературных покрытий.

Фосфатный цемент // 2229873

Изобретение относится к получению биоматериалов, а именно имплантатов для заполнения дефектов в кости. .

Сырьевая смесь для получения огнеупорных материалов // 2213715

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано для получения шлакосталечугуностойких композиций, применяемых для ремонта сталелитейных ковшей, а также для изготовления и ремонта огнеупорной футеровки печных агрегатов, в том числе огнеупорных бетонов.

Способ получения хромалюмофосфатного связующего // 2187478

Изобретение относится к способу получения хромфосфатного связующего, широко используемого в качестве вяжущего для жаростойких бетонов, при изготовлении термостойких композиций для склеивания сталей, бронз, титана и молибдена с рабочей температурой 1250-1500oС, как компонент формовочных смесей в производстве литейных форм и стержней.

Способ производства клинкера, используемого в качестве сырья для получения фосфатного связующего или удобрения // 2168475

Изобретение относится к производству фосфатных связующих или удобрений и может найти применение как в промышленности строительных материалов при изготовлении огнеупорных бетонов и защитных покрытий, так и в сельском хозяйстве.

Способ получения металлофосфатных связующих // 2160703

Изобретение относится к получению фосфатных строительных материалов и может быть использовано при изготовлении волокнистых пресс-материалов и других изделий с использованием металлофосфатных связующих.

Сырьевая смесь для изготовления фосфатного вяжущего и способ его получения // 2152913

Изобретение относится к производству фосфатных вяжущих. .

Сырьевая смесь для получения фосфатного связующего // 2151755

Изобретение относится к области строительства, а именно к производству фосфатных связующих, используемых при изготовлении цементов и бетонов различного назначения, антикоррозионных и огнезащитных покрытий и обмазок.

Способ получения фосфатного связующего // 2148042

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано для создания связующих фосфатных материалов, в том числе покрытий, например, для декоративных и защитных покрытий на бетоне, кирпиче, металле, древесине и др.

Фосфатное вяжущее для получения огнеупорных композиций // 2139836

Изобретение относится к производству огнеупорных материалов и может быть использовано для получения шлако-, стале-, чугуностойких композиций, применяемых для ремонта сталелитейных ковшей, а также для изготовления и ремонта огнеупорной футеровки печных агрегатов, в т.ч.

Композиция для изготовления жаростойких бетонов // 2576067

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к производству жаростойких бетонов на основе фосфатных связок. Техническим результатом изобретения является повышение предела прочности при сжатии и термостойкости жаростойких бетонов. Композиция для изготовления жаростойких бетонов, включающая отработанный катализатор ИМ-2201, карбонатный щебень фракции 5-10 мм, речной песок с модулем крупности 1,68 и Н3РО4 плотностью не менее 1,69 г/см3, дополнительно содержит магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr2O3 - 3,72; SiO2 - 28,33; Al2O3 - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8, при следующем соотношении компонентов, мас. %: отработанный катализатор ИМ-2201 - 10-15, карбонатный щебень фракции 5-10 мм - 33-40, речной песок с модулем крупности 1,68 - 10-13, H3PO4 плотностью не менее 1,69 г/см3 - 10-15, магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома с содержанием, мас. %: Cr2O3 - 3,72; SiO2 - 28,33; Al2O3 - 19,3; FeO - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8, - 24-30. 2 табл.