基于给排水工程的水玻璃涂层制备研究.pdf
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1、第4 4卷第1 1期 2 0 1 5年 l 1月 当 代 化 工 C o n t e mp o r a r y C h e mi c a l I n d u s t r y V o 1 4 4,N o 1 1 N o v e m b e r ,2 0 1 5 基于给排水工程的水玻璃涂层制备研究 赵 毅 ( 东北石油大学 ,黑龙江 大庆 1 6 3 0 0 0) 摘 要:水玻璃耐水性问题是其在防腐领域的应用瓶颈,通过自制防水固化剂提高了涂层耐水性。实验结 果表明水玻璃涂层的耐水性、硬度 、水玻璃浆料的粘度均随着固化剂的加入量的增大而增大。研究结果对我国 给排水工程的发展具有参考意义。 关键词 :
2、水玻璃 ;耐水性 ;固化剂 中图分类号 :T Q 0 2 8 文献标识码: A 文章编号: 1 6 7 1 0 4 6 0( 2 0 1 5 )1 1 - 2 5 5 5 0 2 Pr e p a r a t i o n o f S o d i u m S i l i c a t e Co a t i n g Ba s e d o n W a t e r S u p p l y a n d Dr a i n a g e Z 0 f No r t h e a s t P e t r o l e u m Un i v e r s i t y , He i l o n g i i a n g Da
3、q i n g 1 6 3 0 0 0 ,C h i n a ) Ab s t r a c t :T h e wa t e r r e s i s t a n c e p r o b l e m o f wa t e r g l a s s i s a b o t t l e n e c k f o r i t s a p p l i c a t i o n i n t h e fie l d o f c o r r o s i o n p r o t e c t i o n I n t h i s p a p e r , s e l gma d e wa t e r p r o o f c
4、u r i n g a g e n t wa s u s e d t o i mp r o v e t h e wa t e r r e s i s t a n c e o f t h e wa t e r g l a s s c o a t i n g Ex p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t t h e wa t e r r e s i s t a n c e , c o a t i n g h a r d n e s s , s l u r r y v i s c o s i t y o f s o d i u m s i l
5、 i c a t e wa t e r g l a s s i n c r e a s e wi t h t h e i n c r e a s e o f t h e a d d e d a mo u n t o f t h e c u r i n g a g e n t T h e r e s e a r c h r e s u l t s h a v e r e f e r e n c e v a l u e t o t h e d e v e l o p me n t o f w a t e r s u p p l y a n d d r a i n a g e p r o j e c
6、 t s Ke y wo r d s : S o d i u m s i l i c a t e ; Wa t e r r e s i s t an c e ; Cu r i n g a g e n t 钠水玻璃富锌涂料是一种新型、经济、高效的 钢铁防腐蚀涂料, 它利用配方体系中的基液( 硅酸钠 溶液) 与金属基体之间产生的物理化学作用力而粘 附在金属基体上n 。钠水玻璃富锌涂料具有防腐蚀 性能优异, 耐久性好, 成本低, 无挥发性有机化合物排 放( v o c ) 等诸多特点 , 已成为现代涂料的重要发展 方向。 虽然钠水玻璃富锌涂料具有许多优异性能, 但由于其成膜后耐水性能差, 影响了涂膜
7、的防腐蚀 质量, 使得其实际工程应用比较有限。 针对这一问题, 通过分析水玻璃耐水性差的原因,探索提高水玻璃 耐水性的途经, 并将水玻璃应用于金属的防腐领域。 1 水玻璃特点分析 水玻璃为硅酸钠溶液状态,硅酸钠的水溶液 俗称水玻璃 ,硅酸钠在以水为分散剂的体系中为无 色、略带色的透明或半透明粘稠状液体。固体硅酸 钠为无色 、略带色的透明或半透明玻璃块状体 。形 态分为液体、固体、水淬三种。理论上称这类物质 为“ 胶体” 。水玻璃的用途非常广泛,几乎遍及国民 经济的各个部门。其主要特点有 :粘结力和强度 较高一一水玻璃硬化后的主要成分为硅凝胶和固 体,比表面积大,因而具有较高的粘结力;耐酸性 好
8、可以抵抗除氢氟酸 ( H F) 、热磷酸和高级脂 肪酸以外的几乎所有无机和有机酸 ;耐热性好 化后形成的二氧化硅网状骨架,在高温下强度下降 很小 ,当采用耐热耐火骨料配制水玻璃砂浆和混凝 土时 ,耐热度可达 1 0 0 0 ;耐碱性和耐水性差一 一 因和混合后易均溶于碱,故水玻璃不能在碱性 环境中使用 。同样 由于 、N a F 、N a : C O , 均溶于水而 不耐水,但可采用中等浓度的酸对已硬化水玻璃进 行酸洗处理 ,提高耐水性 。 2 实验部分 基于上述特点及问题,课题组对水玻璃的耐水 性进行了改进实验。 2 1 原 料 实验所用主要原料 :乳化剂 、 、钛 白粉 、立德 粉、滑石粉
9、 、 轻质碳酸钙、 铬黄、去离子水、 水 玻璃 ( 工业级 ) 、乙二酸 ( A R) 、无水乙醇 ( A R) 、 丙酮 ( A R) ,基体 (自制 o 2 _ 2 设备 实验所用的仪器: 电炉、 电动搅拌器 ( 配磁子 ) 、 温度计、烧杯 、量筒、电子天平、玻璃棒 、水浴 锅 、药匙 、滴管 、多功能 x射线衍射仪 ,同步热分 析仪,扫描电镜。 2 3 水玻璃涂层的制备 原始水玻璃中加入 8 (w t ) 乙二酸,使用 8 5 2 磁力搅拌器对混合溶液进行搅拌 ,直至颜色均匀 , 收稿 日期: 2 0 1 5 - 0 6 - 0 9 作者简介 : 赵毅( 1 9 9 1 一 ) ,男,
10、山东东营人,研 究方向:给水排水工程。E -m a i l :z h a o y i l 4 7 0 9 0 1 6 3 c o m 。 制得改 I 生 水玻璃 ;将 3 Y 一 4 0 0玻璃纤维加入步骤 l制得的改性水玻璃中,混合均匀;将 2 5 X K 一 1 加入步骤 2 制得的混合浆料中,搅拌 1 0 ra in ,制得 水玻璃涂层浆料;将步骤 3 制得的水玻璃涂层浆料 涂敷于经预处理的 Q 2 3 5基体表面;将步骤 4制得 的涂有浆料的 Q 2 3 5基体室温下静置 1 h , 然后在 6 O C C 下对其加热固化 5 h ,制得水玻璃耐蚀涂层。 3 实验结果分析 3 1 X
11、K 一 1对水玻璃的影响分析 3 1 1 耐水性改进分析 X K 一 1 的加入, 能够提高水玻璃涂层的耐水性 , 本文将涂层浸泡于自 来水中,以涂层出现脱落、溶 解 、及使用钢片 ( 0 1 mm厚 )对涂层进行划刻出现 划痕判时定涂层失效。表 1为 X K 一 1 不同加入量对 应的水玻璃耐水时间,图 1为 X K 一 1 对涂层耐水性 的影 响 图 表 1 X K 一 1不同加入量对应的水玻璃耐水时间 Ta bl e 1 Re l a t i o ns hi p be t we e n XK- 1 a dde d a m o unt and wa t e r r e s i s t a
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