Композиція для надання гідрофобних властивостей поверхні природного каменю

Реферат: Композиція для надання гідрофобних властивостей поверхні природного каменю виконана у вигляді розчину, до складу якого входять кремнійорганічна рідина і вода. Як кремнійорганічна рідина використовується трикомпонентна суміш силіконатів натрію і калію. UA 113018 U (54) КОМПОЗИЦІЯ ДЛЯ НАДАННЯ ГІДРОФОБНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОВЕРХНІ ПРИРОДНОГО КАМЕНЮ UA 113018 U UA 113018 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель, що заявляється, належить до будівельної промисловості, зокрема до обробки виробів з природного каменю композиціями, що забезпечують підвищення якості оброблених виробів шляхом захисту їх поверхневого шару від зволоження та покращення інших фізико-механічних характеристик при експлуатації. Причиною руйнування більшості будівельних матеріалів, що мають високу пористість, є вода. Такі будівельні матеріали як природний камінь, бетон, штукатурка, цегла, черепиця, облицювальні плитки та інші, при насиченні водою можуть збільшуватися в масі до 30 % і більше. При цьому, вода, яка проникає до пор, поступово розчиняє інгредієнти, що порушує структуру матеріалів і зменшує їх міцність. Крім того, солі, розчинені у воді, дифундують на поверхню будівельних матеріалів та утворюють на них плями (висоли), які псують зовнішній вигляд споруд і порушують теплофізичні показники. Відомо, що збільшення вологості будівельних матеріалів на 10 % сприяє підвищенню їх теплопровідності у 1,5 разу. Таким чином, вирішення проблеми зниження водопоглинання будівельних матеріалів у ряді випадків пов'язане з забезпеченням енергозбереження в Україні. Одним із способів захисту будівельних матеріалів є гідрофобізація їх поверхні, зокрема, кремнійорганічними сполуками. Такі сполуки, маючи комплекс необхідних реологічних властивостей, глибоко проникають у дрібні пори будівельних матеріалів та утворюють на їх стінках і капілярах найтонші водовідштовхувальні плівки в результаті хімічних реакцій та процесів сорбції. Відомо, що для захисту від зволоження поверхневого шару будівельних матеріалів використовують такі гідрофобізуючі кремнійорганічні рідини як водні розчини алкілсилікатів (ГКЖ-10, 11), водні емульсії або неводні розчини поліетилгідридсилоксану (рідина 136-41), які містять поліалкілгідридсилоксан - 10 мас. % та органічний розчинник - 90 мас. % [Пащенко А.А., Воронков М.Г., Михайленко Л.А., Круглицкая В.Я., Ласская Е.А. Гидрофобизация. - К. : Наукова думка, 1973. - С13-134.]. Недоліком зазначених композицій є те, що при їх використанні не забезпечується достатнє зниження водопоглинання будівельних матеріалів і, як наслідок, захищеність від руйнівної дії води створених з них споруд. Відома композиція, що використана для гідрофобізації газобетонних виробів, яка містить як кремнійорганічну рідину водний розчин алкілсилікату натрію та фосфорну кислоту [Патент RU № 2022949 С09K 3/10, опубл. 15.11.1994 р.]. Недоліком даної композиції є низькі вологозахисні властивості оброблених нею виробів та складний процес її нанесення на поверхню виробів. Найближчим аналогом до запропонованої корисної моделі є композиція для надання гідрофобних властивостей поверхні будівельних матеріалів, таких як цегла, бетон та азбестоцементні листи, виготовлена у вигляді розчину, до складу якого входять кремнійорганічна рідина, фторсилікат лужного металу й вода [Патент UA № 71795 U, C04B 41/00, С04В 111/27, опубл. 25.07.2012, Бюл. № 14]. Додатково містить силікат лужного металу, а як кремнійорганічну рідину - розчин алкілсилікату лужного металу або суміші алкілсилікатів лужних металів, де алкіл вибрано з групи, що містить метил-, етил-, пропіл-, ізоопропіл-, бутил-, ізобутип- тощо. Крім того, як фторсилікат лужного металу містить будь-який фторсилікат лужного металу або фторсилікат амонію або їх суміш, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: силікат лужного металу 1,0-35,0 алкілсилікат лужного металу 1,0-20,0 фторсилікат лужного металу або 0,1-2,0 амонію вода решта. Недоліком відомої композиції є недостатні вологозахисні властивості та гідрофобність виробів. В основу даної корисної моделі поставлено задачу удосконалення гідрофобізуючого складу композиції шляхом зміни її рецептури, що дозволить досягти підвищеної гідрофобності обробленої нею поверхні природного каменю, знизити водопоглинання матеріалу в цілому. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій композиції, виготовленій у вигляді розчину алкілсилікату лужного металу або суміші алкілсилікатів лужних металів, де алкіл вибрано з групи, що містить метил-, етил-, пропіл-, ізолропіл-, бутил-, ізобутил- тощо, фторсилікат лужного металу або фторсилікат амонію або їх суміші замість фторсилікату лужного металу або амонію входить фенілсиліконат натрію. Композиція виготовлена як просочувальний склад у вигляді 1-3 мас. % розчину у воді при такому співвідношенні компонентів: 55 1 UA 113018 U 5 10 метилсиліконат калію 50,0-60,0 етилсиліконат натрію 25,0-30,0 фенілсиліконат натрію 15,0-20,0. Запропоновану композицію для надання гідрофобних властивостей поверхні природного каменю готують наступним чином. Потрібні кількості речовин змішують у реакторі у такій послідовності: до води додають силіконати лужних металів до необхідної концентрації. Оброблена запропонованою композицією поверхня перешкоджає перенесенню водою руйнівних реагентів у глибину будівельного матеріалу по його капілярній системі, заважаючи виникненню хімічних руйнувань. Крім хімічного впливу, оброблена запропонованою композицією поверхня захищає природний камінь від прямого руйнівного впливу води. При сезонних коливаннях температури повітря не відбувається руйнування поверхневого шару природного каменю, а забезпечується збереження міцності та естетичної привабливості зовнішнього вигляду його поверхні. Приклад випробування гідрофобних властивостей зразків природного каменю, що були попередньо оброблені композицією, складеною відповідно до запропонованої корисної моделі. Просочуючі склади пропонованих композицій та прототипу в мас. % наведені в Таблиці 1. 15 Таблиця 1 Просочуючі склади композицій для надання гідрофобних властивостей Вміст компонентів у складі композиції, мас. % Метилсиліконат калію Етилсиліконат натрію Фенілсиліконат натрію Фторсилікат амонію Вода 20 Прототип 10 10 1 79 Порядковий номер складу 1 2 50 55 30 25 20 20 3 60 25 15 Випробування зразків природного каменю проводили при 20 °С через 7 діб після нанесення на поверхню виробу запропонованої композиції для надання гідрофобних властивостей поверхні природного каменю. Зберігання зразків здійснювали в атмосферних умовах. Результати випробувань зразків природного каменю, попередньо оброблених композицією, наведені в Таблиці 2. Таблиця 2 Результати випробувань зразків природного каменю, оброблених композицією для надання гідрофобних властивостей Природний камінь Черепашник Піщаник Туф Вапняк 25 30 Водопоглинання, мас. % Крайовий кут змочування, град. Порядковий номер композиції Прототип 1 2 3 Прототип 1 2 3 2,81 3,2 3,0 2,9 99 101 103 2,76 1,1 0,9 0,8 93 95 94 2,65 5,7 5,3 5,1 102 103 104 2,55 4,5 4,1 3,9 89 90 92 На підставі проведених випробувань можна зробити висновок що пропонована корисна модель має більш високі вологозахисні властивості: зменшується водопоглинання й збільшується крайовий кут змочування поверхневі природного каменю, що свідчить про більш високі гідрофобізуючі властивості композиції. Запропонована нова високоефективна композиція вирішує проблему придания водозахисних властивостей поверхням природного каменю, що використовується в будівельній галузі. Надання поверхні природного каменю водостійкості може у декілька разів подовжити термін його служби, підвищити теплоізоляційні властивості та захистити зовнішній вигляд поверхні впродовж тривалого часу. Композицій проста в процесі приготування й нанесення на вироби. 2 UA 113018 U 5 Технічний результат від впровадження запропонованої корисної моделі полягає у підвищенні довговічності оброблюваного природного каменю, забезпеченні можливості використання його в кліматичних зонах з високою вологістю та широким діапазоном перепаду температур в продовж року, а також значною різницею температур усередині і зовні приміщень при невисокій вартості, простоті в приготуванні й нанесенні на вироби. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Композиція для надання гідрофобних властивостей поверхні природного каменю, що виконана у вигляді розчину, до складу якого входять кремнійорганічна рідина і вода, яка відрізняється тим, що як кремнійорганічна рідина використовується трикомпонентна суміш силіконатів натрію і калію, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: метилсиліконат калію 50,0-60,0 етилсиліконат натрію 25,0-30,0 фенілсиліконат натрію 15,0-20,0, причому сумарна концентрація трикомпонентної суміші не перевищує 3 мас. % у перерахунку на сухий залишок. 15 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3