Растворимое и жидкое стекло

Взаимодействие жидкого стекла с некоторыми металлами

Как известно, на воздухе свежая поверхность алюминия Быстро покрывается окисной пленкой, предохраняющей металл от дальнейшего окисления. В щелочных растворах эта пленка раство­ряется; алюминий лишается защитного покрытия и корродирует, вытесняя водород из воды, а также окисляясь растворенным кислородом. Введение в щелочной раствор в микроколичества)! жидкого стекла полностью ингибирует оба эти процесса, покры­вая поверхность алюминия тонкой пленкой [13]. Эта пленка почти невидима на глаз и не растет больше чем на толщину 20—50 мкм. Она является результатом взаимодействия силикатам алюмината, обладает диэлектрическими свойствами, т. е. служит изолятором, и к тому же обладает химической стойкостью и механической прочностью. Такого рода ингибирование осущест­вляется в растворах Na2C03, Na3P04, NaOCl, в растворах аминов при концентрации кремнезема максимум 0,025%. Защитная плен­ка на алюминии существенно упрочняется при обработке горячим 5%-ным раствором Na20 • 3,3Si02.

Хорошо известны термостойкие алюминиевые краски на си­ликатной основе. Высокомодульное жидкое стекло (п«4, q=1,25 г/см3) смешивается с чешуйчатым порошком алюминия. При этом наблюдается вспенивание из-за реакции выделения водорода, которое постепенно подавляется образующейся пленкой на поверхности металла. Несмотря на подавление реакции, дер­жать такие краски в закрытой таре недопустимо. Кроме алюминия используется в подобных красках также магний и их сплавы. Возможно добавление в систему различных инертных наполни­телей или умеренных отвердителей, таких как MgO. После сушки покрытого такими красками металла изделие подвергается теп­ловой обработке до 800 °С. При более высоких температура* происходит частичное сплавление металла покрытия с металлом основы.

Популярны краски на основе силиката натрия и цинкового порошка, которые используются как протекторная защита железа и стали, в том числе и в морской воде. Цинк также вытесняет водород из воды в щелочных растворах. Краска может пузы­риться, и для подавления выделения водорода и повышения живучести краски частицы цинка предварительно покрываю* тонкой пленкой кремнезема или вводят сильные окислители типа пыль и сурик

Даже в таких соотношениях, как и использовать жидкое

-текло с модулем 2,5, но обычно предпочитают более высокомо - дУЛЬНЫе растворы силикатов. Живучесть красок очень сильно зависит от температуры; по утверждению Вейла [13], цинковые краски с суриком сохраняют живучесть 15 мин при 32 °С и более [О ч — в холодных условиях.

Цинковые краски требуют отверждения для большинства пред­ложенных рецептов. Это может быть термонагрев (3 ч при 230 °С) ИЛИ внесение в атмосферу С02, или обработка раствором кислоты после сушки. Были предложены самоотверждающиеся водостой­кие цинковые краски на основе полисиликата лития с модулями 4,8 и 8,0. Как и на алюминии, на цинке при обработке силикатом натрия образуется тонкая нерастворимая пленка. Чтобы краска стала водостойкой, вероятно, необходимо, чтобы контактное рас­стояние между частицами цинка в краске было соизмеримо с толщиной этой пленки. Поэтому дисперсность порошков для цин­ковых красок очень высока и строго регламентирована в дози­ровке каждой градации.

Порошок кремния, а также силициды железа и ряда других металлов иногда используются для отверждения силикатных составов, поскольку кремний медленно вытесняет водород из воды и переходит в форму гидратированного кремнезема, повышая модуль жидкого стекла и выходя за пределы его устойчивости. При этом добавившийся кремнезем уплотняет и упрочняет обра­зовавшийся по отвердевании камень. Реакция окисления Si+4H20->2H2-|-Si (ОН) 4 требует много воды, что тоже способст­вует упрочнению. Однако выделяющийся водород создает ненуж­ную пористость. Если водород улавливать окислителем в момент выделения, то окислителя нужно избыточное количество.