Композиція для зв’язування мінеральних речовин

Винахід відноситься до зв'язуючих для отримання покриттів, в тому числі наповнених дисперсними мінеральними речовинами і може бути використаний також для інших цілей. Одні із сучасних рішень даної проблеми пов'язані з використанням кремнійорганічних речовин, зокрема, етилсилікатів. Так, відомий склад композиції для отримання зв'язуючого (Деклараційний патент України №51292А, 7С09КЗ/00, 2002р.). Недоліком цієї композиції є те, що її склад і співвідношення компонентів не дозволяють, при використанні для зв'язування мінеральних наповнювачів в багатошарові покриття, отримати багатошарові покриття з високими фізико-механічними властивостями. Найбільш близькою за своїм складом до композиції, що заявляється, є композиція для зв'язування мінеральних речовин (Деклараційний патент України №58303A, 7С09КЗ/22, 2003p.), що складається з стирлакрилової дисперсії, води,2-пропанолу та модифікатору - етилсилікату. Недоліком цього зв'язуючого є те, що його склад і співвідношення компонентів при використанні для зв'язування мінеральних наповнювачів в багатошарові покриття не дозволяють отримати багатошарові покриття з достатньо високими фізико-механічними властивостями. В основу винаходу поставлено задачу удосконалити відому композицію шляхом використання замість етилсилікату тетраетоксисилану та нового співвідношення компонентів, що забезпечує підвищення фізикомеханічних властивостей покриттів, отриманих при використанні композиції, що заявляється. Поставлена задача вирішується тим, що композиція для зв'язування мінеральних речовин, що містить стиролакрилову дисперсію, воду, модифікатор та 2-пропанол згідно цього винаходу як модифікатор містить тетраетоксисилан при наступному співвідношенні компонентів, в мас.%: тетраетоксисилан 12-18 вода 41-51 стиролакрилова дисперсія 22-26 2-пропанол решта Споживчі властивості, що потребуються, досягаються за рахунок використання у винаході методів золь-гель технології, що при відповідному підборі кремнійорганічного реагенту і співвідношення компонентів дозволяє тонко регулювати властивості кінцевих продуктів на молекулярному рівні. Композицію готують таким чином: в окремій ємкості змішують розрахункові кількості стиролакрилової дисперсії і води, в іншій ємкості - розрахункові кількості тетраетоксисилану і 2-пропанолу. Потім за постійного перемішування до водного розчину стиролакрилової дисперсії додають розчин тетраетоксисилану в 2-пропанолі і вся суміш перемішується на протязі 60-90хв. Безпосереднє випробування властивостей композиції проводять таким чином: беруть подрібнений мінеральний наповнювач (фракція, що пройшла крізь сито 008), наприклад, кварцовий пісок, вапняк, глину або цементний камінь і шаром товщиною 2мм насипають у металеві форми розміром 15х15х65мм. Потім зволожують запропонованою композицією (методом набризку) у співвідношенні композиція / наповнювач =2:3. Після витримки на протязі 24 годин наносять другий шар. Операція повторюється до заповнення форми. Фізико-механічні випробування виконують після 20 діб твердіння системи. Значення показників розраховують як середнє із випробувань 5 зразків. Для визначення міцності при стиску після експозиції у вологих умовах зразки розміщують в камері з відносною вологістю, що дорівнює 90%, і після витримки в ній на протязі 20 діб проводять іспити. В таблиці 1 наведені приклади композицій. В таблиці 2 наведено приклади властивостей. Таблиця 1 Приклади компонентів Компоненти Тетраетоксисилан Етилсилікат-40 Н2О Стирол акрилова дисперсія 2-пропанол 1 2 3 4 5 Прототип (Декл. пат. України №58303А, 7С09 К3/22, 2003р.) 20 55 18 51 15 46 12 41 10 37 11 52 19 6 22 9 24 15 26 21 28 25 26 11 Таблиця 2 Приклади компонентів Показник Міцніть при стистку: - цементнопісчаний камінь - пісок - глина - вапняк Міцніть при згині: - цементно-пісчаний Одиниця виміру кгс/см 1 2 3 4 5 61,2 52,8 57,4 85,1 78,3 59,4 68,8 96,2 82,4 62,3 70,6 98,3 77,5 60,7 67,5 94,8 65,4 54,1 60,3 82,0 Прототип (Декл. пат. України №58303А, 7С09 К3/22, 2003р.) 44,6 39,3 53,6 42,4 камінь - пісок - глина - вапняк Міцніть при стиску після експозиції при 90% вологості на протязі 20 діб: - цементно-пісчаний камінь - пісок - глина - вапняк кгс/см2 25,4 26,2 31,3 20,6 31,2 35,6 40,5 27,3 35,7 39,9 43,0 30,4 33,4 37,5 41,2 28,6 27,3 31,8 34,0 22,3 15,4 17,6 20,9 11,4 кгс/см2 64,4 40,6 31,5 73,0 76,1 51,2 47,3 81,5 81,0 53,8 49,6 84,2 78,3 50,4 46,0 80,3 68,2 43,7 35,4 71,7 31,8 11,6 31,2 74,0 Як наслідує з таблиці 2 оптимальним є склад 3. Порівняно з прототипом він має наступні переваги: - міцність при стиску системи з цементно-пісчаним наповнювачем більша в 1,8 рази, з піском, глиною або вапняком - більша відповідно в 1,6; 1,3 та 2,3 рази; - міцність при згині системи з цементно-пісчаним наповнювачем більша в 2,3 рази, з піском, глиною або вапняком - більша відповідно в 2,2; 2,0 та 2,6 рази; - міцність при стиску після експозиції при 90% вологості на протязі 20 діб з цементно-пісчаним наповнювачем більша в 2,5 рази, з піском, глиною або вапняком - більша відповідно в 4,6; 1,6 та 1,1 рази.