水玻璃結(jié)合劑

1、水玻璃結(jié)合劑(waterglassblinder) 熔融反響而制得。其化學(xué)通式為ROnSiOmHO，RONaO、KO、LiO；nSiOm22222222指所含H O 摩爾數(shù)。這類堿金屬硅酸鹽溶于水中會(huì)水解而形成溶膠。溶膠具有良好的膠結(jié)性能。因此在工業(yè)上被2廣泛用作無機(jī)材料膠結(jié)劑，在耐火材料工業(yè)作為結(jié)合劑用相當(dāng)廣泛，也廣泛用于造紙及紡織等工業(yè)。分類按堿金屬硅酸鹽中堿的種類不同，水玻璃可分為硅酸鈉水玻璃、硅酸鉀水玻璃、硅酸鋰水玻璃、硅酸 水玻璃又可按水玻璃模數(shù)M(系指SiONaOM3M3022堿性水玻璃，但這只是一種習(xí)慣的分類法，實(shí)際上，無論是中性還是堿性水玻璃，水解后水溶液均呈堿性。制造 硅酸鈉

2、水玻璃的制造方法有干法和濕法之分。干法是由石英粉與碳酸鈉或硫酸鈉按肯定比例混合之13501500C1或濕法是用硅石微粉或非晶質(zhì)硅質(zhì)原料與苛性堿(NaH)直接反響而制得，其反響如下：但，目前幾乎都承受干法制造。NaO-SiO1SiOSiO 與NaO22222不同，當(dāng)M2NaO-SiO2M1 時(shí)，反響產(chǎn)物為NaO2SiONaOSiO1M2222220.5 時(shí)，反響產(chǎn)物為NaOSiO2NaOSiO ，而當(dāng)M12NaOSiO222222鈉固態(tài)熔合物是由正硅酸鈉(2NaOSiO 和偏硅酸鈉(NaOSiO(NaOSiO222222M 和水解時(shí)的加水量不同，會(huì)形成不同性能的產(chǎn)品，見圖2。圖中 1 區(qū)為含正硅

3、酸鈉和氫氧化鈉的混合區(qū)；2 區(qū)為含偏硅酸鈉的結(jié)晶性硅酸鈉區(qū)；3456合無定形粉末區(qū)；78910硅酸鈉溶液區(qū)；11水玻璃除以水溶液狀態(tài)供使用外，還有將液態(tài)水玻璃經(jīng)過霧化脫水后制成粉末狀固態(tài)水玻璃供使用。此種 水玻璃易溶于水、因而可以直接以粉末狀態(tài)參加散狀耐火材料中配制成不定形耐火材料使用。性能 水玻璃是一類強(qiáng)堿弱酸鹽，在水的作用下易發(fā)生水解，其水解反響較簡(jiǎn)單，硅酸鈉水玻璃的水解反響可簡(jiǎn)要地歸納為如下反響式：2而 NaOH 又會(huì)進(jìn)一步電離成Na+0H-3。膠核是由二氧化硅聚攏體構(gòu)成，膠核又會(huì)吸附溶液中被電離出的nSiO2-2n3Na+2(n-xNa+離子被吸附在SiO2-SiO2-和局部Na+形成

4、吸附33層，而另有局部Na+離子集中到吸附層外，形成集中層，這樣使膠粒帶負(fù)電。因此硅酸鈉水玻璃溶液中膠粒構(gòu)造 可用下式表示：物理性能 較純的水玻璃溶液呈無色透亮或淺灰色、含有雜質(zhì)的水玻璃呈淺藍(lán)色或暗黑色。水玻璃中含有的雜質(zhì)有CaO、FeOAlOMgO2 32 3能主要是以模數(shù)M，密度D 和粘度來衡量，模數(shù)的計(jì)算式如下：SiONaO1.02322度可用波美計(jì)直接測(cè)量，密度D 與波美度(。Be”)之間的關(guān)系如下：3用水玻璃溶液作耐火材料的結(jié)合劑時(shí)，其作業(yè)性(指成型性能)主要取決于粘度，而粘度則隨水玻璃的密度 與模數(shù)而變，其關(guān)系見圖 4 有關(guān)。模數(shù)越高，膠態(tài)二氧化硅含量也越多，水玻璃溶液的膠體性質(zhì)也

5、就越強(qiáng)。相反，模數(shù)越低時(shí)，水玻璃中含 溶液的粘度與模數(shù)和密度的關(guān)系與硅酸鈉水玻璃相像，其關(guān)系見圖5。水玻璃溶液的粘度還與溫度有關(guān)，其粘度是隨溫度上升而降低，其關(guān)系見表。水玻璃溶液的粘度與溫度的4關(guān)系水玻璃溶液具有較強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度，其結(jié)合強(qiáng)度大小與其膠體組成有關(guān)。低模數(shù)的水玻璃，由于其結(jié)晶質(zhì)硅 酸鈉含量要多些，其結(jié)合性能弱些，而高模數(shù)的水玻璃，其膠態(tài)二氧化硅含量高些，結(jié)合性能要強(qiáng)些。此外，也 可以參加一些外加劑來改善水玻璃的結(jié)合強(qiáng)度。化學(xué)性質(zhì)水玻璃溶液與酸反響時(shí)，水玻璃溶液呈堿性，因此它能同無機(jī)酸(如硫酸、鹽酸、磷酸等)和有機(jī) 352 穩(wěn)定性，二氧化硅溶膠便發(fā)生絮凝作用，形成凝膠體，如與鹽酸作用時(shí)

6、發(fā)生如下反響：反響結(jié)果二氧化硅溶膠最終以凝膠體沉淀離析出來。水玻璃溶液與堿的反響：當(dāng)與堿金屬離子的作用不會(huì)影響二氧化硅溶膠的穩(wěn)定性，只是提高其堿度，使模 數(shù)下降。但與堿土金屬作用時(shí)，也簡(jiǎn)潔發(fā)生絮凝作用，析出白色凝膠體沉淀，如與氫氧化鋇作用發(fā)生如下反響：反響生成的水合硅酸鋇為凝膠體。同樣，與氫氧化鈣，氫氧化鍶，氫氧化鎂作用也會(huì)發(fā)生類似的反響作用。 與氫氧化銨反響時(shí)，也會(huì)消滅凝膠現(xiàn)象。應(yīng)用 用水玻璃溶液作耐火材料的結(jié)合劑時(shí)，其分散和硬化方式有兩種：一是實(shí)行枯燥和加熱方法使硅酸溶膠脫水，導(dǎo)致發(fā)生凝膠化而起結(jié)合作用，如用水玻璃作不燒磚，耐火泥漿、噴補(bǔ)料和搗打料的結(jié)合劑，即靠枯燥 化作用，如用作耐火澆注料的結(jié)合劑，可參加氟硅酸鈉(Na2Sit?。)作促硬劑，其反響式如下：反響析出的一局部硅酸凝膠還會(huì)與NaF 生成絡(luò)合物：