Главная → Статьи

Силикаты органических оснований

Кроме гидроокисей щелочных металлов, существует много других оснований, главным образом органических, катионы которых не образуют с силикатными анионами малорастворимых соединений. Прямым растворением активного кремнезема в водных растворах NR4OH, где R — радикалы алифатического (алки-лы) или ароматического (арилы) ряда и их замещенные, можно получить высокие концентрации силикатов.

Можно сформулировать три отличия свойств растворов силикатов четвертичного аммония от минеральных жидких стекол: низкая вязкость растворов, одинаковых по концентрации SiC>2; большая устойчивость растворов к гелеобразованию; высокая совместимость растворов силикатов органических оснований с водорастворимыми органическими веществами — спиртами, кето-нами и др.

Продуктами твердения таких связок являются соответствующие кристаллические и аморфные гидросиликаты четвертичного аммония, например гидросиликат тетраэтиламмония [(C2H5)4N]20 • 7Si02 • 17,2Н20; гидросиликат тетрабутиламмония [(C4H9)4N]20 • 6Si02 • 14,ЗН20 и др.

Физико-химические исследования таких растворов на анионный состав кремнезема методом ЯМР Si2^ (табл. 7.5) показали полное отсутствие мономерной формы кремнезема, небольшое присутствие его в форме Q4, и основное содержание кремнекислородных анионов в виде сочлененных трех-пяти-членных циклов, у которых доля атомов кремния с тремя си-локсановыми связями велика.

Растворы силикатов четвертичного аммония представляют собой наглядный пример плавного перехода системы от истинных растворов к коллоидным системам (золям).

Полимеризация Si02 в растворе с увеличением концентрации и модуля происходит так, что образуются блоки из частиц кремнезема, а не линейные структуры. Рост блоков и есть процесс формирования частиц золя.

Применение силикатов четвертичного аммония основано прежде всего на использовании кремнеземной составляющей. Роль органического основания вспомогательная — обеспечение технологических свойств используемой системы.

Области применения щелочных силикатных связок аналогичны применению жидких стекол. Однако силикатные связки имеют существенное преимущество перед жидкими стеклами в тех случаях, когда существуют ограничения по содержанию в материале щелочных оксидов Na20, K2O. При сравнительно низких температурах (200—300 °С) происходит термическая диссоциация органического основания, однако большая часть вяжущих свойств материала (50—70%) при этом сохраняется. При температурах выше 300 °С кремнезем образует прочную пленку. Наибольший интерес применение таких связок представляет для приготовления силикатных покрытий как защитно-декоративных, так и высокотемпературных.

Традиционной областью использования силикатов четвертичного аммония за рубежом является производство антикоррозионных цинкнаполненных силикатных лакокрасочных материалов с протекторным механизмом защиты. Перспективно применение силикатов четвертичного аммония в качестве связующего для литейных, формовочных и стержневых смесей, для жаростойких и огнеупорных композиционных материалов, а также в ряде других областей техники, связанных с использованием водорастворимых силикатов. Примером высокотемпературных покрытий могут служить противопригарные краски для литья черных и цветных металлов.

Ваш отзыв