水玻璃在加熱條件下,其中的水分蒸發(fā),硅酸陰離子聚集成膜,形成Si-O-Si鍵,從而實現(xiàn)硬化。加熱可以加速水分子的重排和硅醇基的縮合,形成三維結(jié)構(gòu)的固化體系。水玻璃與CO2反應,形成硅酸凝膠,硅酸凝膠脫水,產(chǎn)生物理的或玻璃質(zhì)的黏結(jié)。CO2是一種干燥性很強的氣體,可以加速水玻璃的干燥過程。有機酯硬化劑對水玻璃的硬化可分為三個階段:有機酯在堿性水溶液中發(fā)生水解,生成有機酸或醇;與水玻璃反應,使水玻璃模數(shù)升高,且整個反應過程為失水反應;水玻璃進一步失水硬化。水玻璃的儲存穩(wěn)定性好,只要密封保存,可長時間存放而不失效。上海工程用泡化堿供貨商
水玻璃砂的硬化方法可分為熱硬法、氣硬法和自硬法三大類,包括很多種方法。但目前常用的硬化方法主要有以下兩種:1、普通CO2氣硬法此法是水玻璃粘結(jié)劑領(lǐng)域里應用早的一種快速成型工藝,由于設(shè)備簡單,操作方便,使用靈活,成本低廉,在國內(nèi)外大多數(shù)的鑄鋼件生產(chǎn)中得到了廣泛的應用。CO2氣體硬化水玻璃砂的主要優(yōu)點是:硬化速度快,強度高;硬化后起模,鑄件精度高。普通CO2氣體硬化水玻璃砂的缺點是:型(芯)砂強度低,水玻璃加入量(質(zhì)量分數(shù))往往高達7~8%或者更多;含水量大,易吸潮;冬季硬透性差;潰散性差,舊砂再生困難,大量舊砂被廢棄,造成環(huán)境的堿性污染。2、有機酯自硬法此法是采用液體的有機酯代替CO2氣體作水玻璃的硬化劑。這種硬化工藝的優(yōu)點是:型(芯)砂具有較高的強度,水玻璃加入量可降至;冬季硬透性好,硬化速度可依生產(chǎn)及環(huán)境條件通過改變粘結(jié)劑和固化劑種類而調(diào)整(5~150min);型(芯)砂潰散性好,鑄件出砂清理容易,舊砂易干法再生,回用率≥80%,減少水玻璃堿性廢棄砂對生態(tài)環(huán)境的污染,節(jié)約廢棄砂的運輸、占地等費用,節(jié)約好的硅砂資源;型砂熱塑性好,發(fā)氣量低,可以克服呋喃樹脂砂生產(chǎn)鑄鋼件時易出現(xiàn)的裂紋、氣孔等缺陷。杭州工業(yè)級泡花堿廠家在造紙工業(yè)中,添加水玻璃能提高紙張的強度,使其更耐磨損和撕扯。
水玻璃作為質(zhì)優(yōu)的防火涂料,被廣泛應用于建筑物的外墻、內(nèi)墻、天花板和地板等部位,形成堅固的保護膜,有效抑制火勢蔓延,保護建筑物和人員安全。水玻璃用于土壤固化,與土壤中的細顆粒結(jié)合形成堅固的膠結(jié)體,提高土壤的穩(wěn)定性和承載能力,常用于道路基層、機場跑道等工程中。水玻璃具有強滲透性,在滲透到建筑物表面后能與表面材料發(fā)生化學反應形成膠凝體,提高建筑物表面材料的防水性能,廣泛應用于地下室、地下管道、水池等工程中。
在化工系統(tǒng)被用來制造硅膠、白炭黑、沸石分子篩、五水偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀硅酸鈉、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類產(chǎn)品,是硅化合物的基本原料。在經(jīng)濟發(fā)達國家,以硅酸鈉為原料的深加工系列產(chǎn)品已發(fā)展到50余種,有些已應用于高、精、尖科技領(lǐng)域;在輕工業(yè)中是洗衣粉、肥皂等洗滌劑中不可缺少的原料,也是水質(zhì)軟化劑、助沉劑;在紡織工業(yè)中用于助染、漂白和漿紗;在機械行業(yè)中用于鑄造、砂輪制造和金屬防腐劑等;在建筑行業(yè)中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化劑、耐火材料等;在農(nóng)業(yè)方面可制造硅素肥料;另外用作石油催化裂化的硅鋁催化劑、肥皂的填料、瓦楞紙的膠粘劑、金屬防腐劑、水軟化劑、洗滌劑助劑、耐火材料和陶瓷原料、紡織品的漂、染和漿料、礦山選礦、防水、堵漏、木材防火、食品防腐以及制膠粘劑等……。分述如下:1、涂刷材料表面,提高抗風化能力水玻璃溶液涂刷或浸漬材料后,能滲入縫隙和孔隙中,固化的硅凝膠能堵塞毛細孔通道,提高材料的密度和強度,從而提高材料的抗風化能力。但水玻璃不得用來涂刷或浸漬石膏制品。因為水玻璃與石膏反應生成硫酸鈉(Na2SO4),在制品孔隙內(nèi)結(jié)晶膨脹,導致石膏制品開裂破壞。在制皂工業(yè)中,水玻璃能調(diào)節(jié)皂體的硬度,提高肥皂的穩(wěn)定性。
影響水玻璃“老化”的因素有哪些?如何消除水玻璃“老化”?新制備的水玻璃是一種真溶液。但是在存放過程中,水玻璃中硅酸要進行縮聚,將從真溶液逐步縮聚成大分子的硅酸溶液,然后成為硅酸凝膠。因此,水玻璃實際上是一種由不同聚合度的聚硅酸組成的非均相混合物,易受其模數(shù)、濃度、溫度、電解質(zhì)含量和存放時間的影響。水玻璃在存放過程中分子產(chǎn)生縮聚,形成凝膠,其粘結(jié)強度隨著貯存時間的延長而逐漸降低,這一現(xiàn)象稱為水玻璃“老化”?!袄匣爆F(xiàn)象可由下述兩組試驗數(shù)據(jù)來說明:高模數(shù)水玻璃(M=,ρ=)貯放20、60、120、180、240天后,吹CO2硬化的水玻璃砂干拉強度相應下降、14%、、;低模數(shù)水玻璃(M=,ρ=)貯放7、30、60和90天后,干拉強度分別下降、5%、。水玻璃存放時間對酯硬化水玻璃自硬砂初期強度影響不大,但對后期強度影響明顯,據(jù)測定,對于高模數(shù)水玻璃下降60%左右,對于低模數(shù)水玻璃下降15~20%。殘留強度也隨存放時間的延長而降低。水玻璃在存放過程中聚硅酸的縮聚反應和解聚反應同時進行著,分子量發(fā)生了歧化,終生成單正硅酸和膠粒并存的多重分散體系,也就是在水玻璃的老化過程中,聚硅酸的聚合度發(fā)生了歧化。在電子封裝中,水玻璃可作為封裝材料,保護電子元件免受外界環(huán)境影響。蕪湖工業(yè)級泡花堿生產(chǎn)廠家
水玻璃在金屬表面處理中,可形成保護膜,防止金屬生銹和腐蝕。上海工程用泡化堿供貨商
2、石油工業(yè)用做制造石油催化、裂化用的硅鋁催化劑、化學工業(yè)被用來制造硅膠、沸石分子篩、偏硅酸鈉、白碳黑和各種硅酸鹽。3、機械工業(yè)用于鑄造、精密鑄造、砂輪制造和作金屬防腐劑。4、建筑工業(yè)用于制造快干水泥、耐酸水泥、防水油、道路土壤固化劑和耐火材料等。5、紡織工業(yè)用于助染、漂白和漿紗。6、礦山工業(yè)用于選礦、防水和堵漏。7、造紙工業(yè)用于紙漿沾合劑、膠粘瓦楞紙、麻版紙、厚紙版等。8、另外還可用于木材防火、延長禽蛋儲存期和自來水軟化劑。水玻璃分為鈉水玻璃和鉀水玻璃兩類,俗稱泡花堿。鈉水玻璃為硅酸鈉水溶液,分子式為。鉀水玻璃為硅酸鉀水溶液,分子式為。土木工程中主要使用鈉水玻璃。當工程技術(shù)要求較高時也可采用鉀水玻璃。質(zhì)量純凈的水玻璃為無色透明的粘稠液體,溶于水。當含有雜質(zhì)時呈淡黃色或青灰色。鈉水玻璃分子式中的n稱為水玻璃的模數(shù),Na2O和SiO2的分子數(shù)比,是非常重要的參數(shù)。n值越大,水玻璃的粘性和強度越高,但水中的溶解能力下降。當n大于,只能溶于熱水中,給使用帶來麻煩。n值越小,水玻璃的粘性和強度越低,越易溶于水。故土木工程中常用模數(shù)n為~,既易溶于水又有較高的強度。上海工程用泡化堿供貨商