Введение к работе
Актуальность темы. Известно, что значительные потери листового стекла происходят из-за специфического дефекта "выщелачивание", который возникает в процессе транспортировки и хранения под действием атмосферной влаги и обусловлен недостаточной химической устойчивостью поверхности листового стекла. Потери от выщелачивания в среднем составляют 4-5% от общего объёма производимого стекла, достигая в отдельных случаях 50% в весен-не-осенние периоды.
Недостаточная механическая прочность и микротвердость листовых стекол также является причиной больших потерь готовой продукции. Бой стекла на пути к потребителю составляет в среднем 3-7% от общего выпуска листового стекла, достигая в отдельных случаях 32%.
В связи с вышеизложенным разработка промышленной технологии повышения химической устойчивости, механической прочности и микротвердости листового стекла непосредственно в процессе выработки с помощью нанесения неорганических защитных модифицирующих покрытий является актуальной задачей для стекольной промышленности.
Ранее в работах А. В. Гороховского было предложено проводить формирование на охлаждаемой поверхности листовых стекол покрытий на основе кислых фосфатов. Проведенные испытания показали высокую эффективность использования этих покрытий. Однако, из-за недостатка систематических экспериментальных исследований не была выяснена природа процессов формирования покрытий при различных температурах, а также не определены оптимальные технологические режимы нанесения покрытий при выработке стекол различной номинальной толщины. Кроме того, полученные ранее покрытия имели ряд существенных недостатков, в частности:
высокую гигроскопичность, которая может привести к слипанию стопированных листов стекла;
относительно малое увеличение сопротивляемости действию абразивных частиц.
Настоящая работа выполнялась в соответствии с планом исследований секции "Химия и технология модифицирования поверхности" Научного совета РАН "Физика, химия и механика поверхности" (проб-
лема 1.14.2.3. - Исследование процессов, протекающих в поверхностных слоях свежеотформованного стекла при его взаимодействии с модифицирующими реагентами и происходящих при этом структурных изменений, с целью расширения практического применения модифицированных стекол.), а также хозяйственными договорами с ОАО "Саратовский институт стекла" и ОАО "Салаватстекло".
Цель и задачи исследования.
Целью работы является выбор оптимального состава и технологического режима формирования неорганических защитных модифицирующих покрытий для листового силикатного стекла.
Поставленная цель определила следующие основные задачи:
- изучение структуры и свойств фосфатных и фосфатно-Соратных
покрытий, формируемых при различных температурах;
- исследование влияния режима обработки, концентрации и состава раствора на эксплуатационные свойства обработанного стекла;
определение механизма структурообразования покрытия и механизма модификации поверхности стёкла;
изучение влияния времени хранения стекол с нанесенным покрытием на изменение полученных свойств;
разработка оптимального технологического режима производства стекол с модифицированной поверхностью;
осуществление опытно-промышленного внедрения разработанного состава и технологического режима формования покрытий.
Научная новизна.
Высокоинформативными физическими и физико-химическими методами анализа проведены комплексные исследования состава и структуры поверхностных слоев стекла и оценены модифицирующие свойства различных неорганических защитных покрытий.
Установлена взаимосвязь между режимом формирования фосфатных и фосфатно-боратных защитных модифицирующих покрытий и степенью модификации поверхности стекла.
Выявлена роль борной кислоты в составе раствора для формования фосфатно-боратных защитных модифицирующих покрытий.
Новизна технических решений , положенных в основу исследований, защищена двумя заявками на изобретерние.
Практическая значимость. Разработана и смонтирована установка для нанесения защитного модифицирующего
покрытия, а также разработана и обоснована технологическая инструкция по формированию покрытий. Осуществлена опытно-промышленная апробация результатов в заводских условиях на флоат-линии ОАО "Салаватстекло". Ориентировочный годовой экономический эффект от внедрения на одной промышленной линии по выпуску термически полированного стекла составит 350 млн. руб.
Автор выносит на защиту:
-
- комплекс экспериментальных данных по исследованию структуры и свойств поверхности листового силикатного стекла с защитными модифицирующими покрытиями;
-
- механизм структурообразоЕания и состав фосфатных и фосфатно- боратных защитных модифицирующих покрытий;
-
- технологические решения, обеспечивающие достижение оптимального эффекта при нанесении защитных модифицирующих фосфатных и фосфатно-боратных покрытий в производстве листовых строительных стекол.
Апробация работы. Материалы работы доложены и обсуждены на научно-технических конференциях Саратовского государственного технического университета (1994-1996 гг., г. Саратов), на XVI Совещании по защитным покрытиям (1995 г., Санкт-Петербург) , на Международном совещании "Ресурсо- и энергосберегающие технологии в производстве стекла" (1995 г. Константиновка (Украина)), на Международной конференции "Ресурсо- и энергосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" (1995 г., Белгород), на Всероссийском совещании "Наука и технология силикатных материалов в современных условиях рыночной эконо-мики"(1995г., Москва), на международной научно-технической конференции "Современные проблемы строительного материаловедения. (1996 г., Казань), на международной конференции молодых специалистов "Химия и химическая технология" (1996 г..Москва).
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка использованной литературы из 98 наименований отечественных и зарубежных источников, приложений, содержит 100 страниц машинописного текста, 19 рисунков и 7 таблиц.
