Вяжущее

О П И С А Н И Е827454ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик) М ;лз С 04 В 29/О единением за ки,о сударственныи комитет 3) Приорг лам изобретени открытий 43) Опубликовано 07,05.81, Бюллетень М 145) Дата опубликования описания 07.05.81(54) ВЯЖ исх Нз Изобретение относится к получению вяжущих материалов и может быть использовано в химической и электротехнической промышленности при изготовлении электроконтактных деталей, токопроводящих замазок и покрытий.Известен токопроводяший цемент, включающий нейтрализующую добавку (СцО) и углеродное волокно,1,Основным его недостатком является низкая термоустойчивость; максимальная рабочая температура цемента не превышает150 С.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является состав токопроводяшего цемента, включающий ортофосфорную кислоту и электропроводный наполнитель - дисилицид молибдена в соотношении Т/Ж= = 5 - 10 121.Недостатком этого состава токопроводящего цемента является большой расход дисилицида молибдена, невысокая химическая стойкость цемента в жидких агрессивных средах и высокая температура его отверждения (600=С), так как дисилицид молибдена не взаимодействует с ортофосфорной кислотой, а твердение цемента проодит вследствие обезвоживания самой Целью изобретения является снижениетемпературы отверждения и увеличение химической устойчивости токопроводящего цемента.Достигается это тем, что вяжущее, включающее ортофосфорную кислоту и электропроводный наполнитель, содержит в качестве электропроводного наполнителя высокодисперсный нитрид титана при следую щем соотношении компонентов, вес, %:Ортофосфорная кислота 40,5 - 48,0 Нитрид титана 52,0 - 59,5 Высокодисперсный нитрид титана обладает активированной кристаллической ре щеткой с большим числом приповерхностных атомов с пескомпенспрованными валентными связями, что обуславливает появление реакционной активности вещества.Поэтому, применение нитрида титана, обла дающего развитой удельной поверхностью(18 - 23 м/г), приводит к резкому возрастанию его химической активности в растворах НзРО, и, как следствие, к снижению температуры твердения цемента с 600 С 25 (прототип) до 200 С.При увеличенчи содержания нитрида титана в смеси общее количество кислоты недостаточно для связывания ТЮ и часть его выступает в качестве наполнителя, что зо обуславливает появление токопроводящих3свойств цемента, Для придания цементу химической стойкости к действию агрессивных сред необходимы дополнительная термообработка при 300 - 350 С,Кроме того, введение высокодисперсного нитрида титана в качестве электропроводного материала позволяет значительноснизить расход наполнителя при сохранении высоких электропроводяших свойствцемента,Данное изобретение позволяет получатьтокопроводящий коррозионностойкий цемент при относительно невысоких температурах отверждения ц небольших расходахэлектропроводного наполнителя. Последнееспособствует значительному снижениюсырьевых затрат при получении цемента.Токопроводящий цемент получают методом пластичного формования из теста нормальной густоты следующим образом.Определенное количество нитрида титана, размер частиц (ч - 0,05 - :0,1 мкм) затворяют концентрированной ортофосфорной кислотой (с 1 - 1,74). Весовое соотношение Т 1 Х/РОсоставляет 1,5 - ;2,0. Тщательно перемешацныс количества Н,РО, и нитрида титана укладывают во фторпластовысформы и подвергают термообработкс при300 - 350 С. Скооость подъема температурыпе превышала 20 град/мин. После достижения заданных температур систему охлаждают до комнатной температуры, извлекаютобразцы и исследуют физико-химическиесвойства затвердевшего цемента.П р и м е р 1. Для получения токопроводящего цемента 52/о нитрида титана(ч - 0,05 - ;0,1 мкм) затворяют путем перемешивания в 48,0% концентрированной ортофосфорной кислоты (с 1 - 1,74). Тщательно перемешанную массу в соотношенииТ 1 Х/РОБ =- 1,5 укладывают во фторпластовые формы и подвергают термообработкедо 300 С со скоростью 0,3 град/мин.После естественного охлаждения системы образцы извлекают из форм и исследуют их физико-химические свойства:Электросопротивление цемента, Ом 14,8Содержание РО; в водной вытяжке при20 С % 1,0Содержание РО в кислотцой вытяжке(НС 1 с 1 - 1,12) при 20 С, /о 0,2.Рабочая температура (без измененияэлектропроводности отвердевшего цемента), С 500П р и м е р 2. Токопроводящий цементприготавливают по методике, описанной впримере 1.Расход нитрида титана составляет59,5/О; расход НзРО 4 - 40,5 Ъ, соотношениеТЮ/РО - . - 2.Температура термообработки, С 300Электросопротивление цемента, ом 7Содержание РО, в водной вытяжке при 20 С, % 0,2Содержание РО; в кислотной (1-1 С 4конц.) вытяжке при 20 С, , 0,09.П р и м е р 3, Токопроводящий цементприготавливают по методике, описанной в примере 1.Расход нитрида титана составляет55,75/о; расход Н,РО 4 - 44,25/О.Соотношение Т 1 М/РО; = 1,75Температура термообработки, С 300Элсктросопротивление цемента, ом 9,9Содержание РО; при 20 С в воднойвытяжке, о 0,39Содержание Р,О при 20 С в кислотной (НС 1 конц.), вытяжке, %. 0,12 15 Рабочая температура, С 500П р и м е р 4. Токопроводящий цементприготавливают по методике, описаннойв примере 1.Расход нитрида титана составляет52%, расход НзРО 4 - 48%.Соотношение Т 1 Х/РО. == 1,5,Температура термообработки, С 350Электросопротивление цемента, ом 10Содержание Р:О при 20 С в водной )5 вытяжке, /о 0,47Содержание Р;О при 20 С в кислотной вытяжке, % 0,16Рабочая температура, С 500П р и м е р 4, Токопроводящий цементприготавливают по методикс, описаннойв примере 1.Расход нитрида титана составляет52%, расход Н,Р 04 - 48%.Соотношение Т 1 Х/РО = 1,5.Температура термообработки, "С 350Электросопротивление цемента, ом 10Содержание РО, при 20 С в водной вытяжке, /о 0,47Содержание РО при 20 С в кис лотной вытяжке, 5 о 0,16Рабочая температура, С 500П р и м е р 5. Токопроводящий цементприготавливают по методике, описанной впримере 1.45 Расход нитрида титана составляет59,5%, расход НзРО 4 - 40,5%.Весовое соотношение ТБ/РОБ =- 2.Температура термообработки, С 350Электросопротивление цемента, ом 4,9 5 о Содержание РО, при 20 С в водной вытяжке, % 0,09Содержание РО, при 20 С в кислотной (НС 1 с 1 - 1,12) вытяжке, о/О 0,01Рабочая температура, С 500 55 П р и м е р 6. Токопроводящий цементприготавливают по методике, описанной впримере 1. Расход нитрида титана составляет 5 О 55,75 /о, р всход Нз Р 04 - 44,25%, Весовое соотношение Т 1 Х/РО; = 1,75. Температура термообработки, С 325 Электросопротивление цемента, ом 7 Содержание РО, при 20 С в водной65 вытяжке /О 0,21827454 Наполнитель ТБ Показатель Мо 81 г( прототип)300 300 300 350 350 325 250 0,2 0,09 0,12 0,16 0,01 0,08 2,2 1,0 0,2 0,39 0,47 0,09 0,21 3,1 14,87,0 9,9 10,0 4,9 7,0 40,0 1,52,01,751,52,01,751,0 48,040,544,2548,040,544,2553,3 Составитель О. МоторинаТехред И, Заболотнова Корректор Н федорова Редактор И. Квачадзе Подписное Заказ 3138 Изд. М 296 Тираж 661ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома 5Содержание Р,О, при 20 С в кислотной (НС 1 конц.) вытяжке, 7 о 0,08Рабочая температура, С 500П р и м е р 7. Токопроводящий цементприготавливают по методике, описанной впримере 1,Расход нитрида титана составляет46,7/о, раСХОд НзРО 4 - 53,3/о.Весовое соотношение ТК/РОз = 1.Температура термообработки, С 250Электросопротивление цемента, ом 40Содержание РгОз при 20 С в воднойвытяжке, % 3,1Содержание РгО, при 20 С в кислотной (НС 1 кочц.) вытяжке, /о 2,2Рабочая температура, С 500Данные примерно сведены в табл. 1,Технологические условия и физико-химическиесвойства токопроводящего цемента по предлагаемомуизобретению. Расход наполнителя (Т)ч) - 20 г.,скорость подъема - температуры 0,3 град/мин. Из табл. 1 видно, что в предлагаемых условиях (примеры 2 - 6) можно получать токопроводящий, химически стойкий (в воде и НС 1 конц.) цемент при относительно невысоких температурах отверждения (300 в 3 С) и небольших расходах электропроводного наполнителя (ТЮ/Р 20 з = = 1,5 - ;2,0), Несоблюдение оптимальных условий его получения (пример 7) приводит к резкому увеличению сопротивления цемента и к снижению его коррозионной стойкости. 6Технико-экономическая эффективностьпредлагаемого изобретения по сравнениюс прототипом представлена в табл. 2.Таблица 25 10 Расход наполнителя (на1 ч. НзРО 4)Температура отверждения, ССтепень разложениявяжущего, в % РгО;НгО, 20 ОСН,О, 100 СНС 1, 20 СЭлектросопротивление,омОптовая цена наполни.теля за 1 кг, руб. г Расчетная цена вьюокоднсперсного ннтрнда титана.Оптогвя цена нптрнда титана.25 Из табл, 2 видно, что получение токопроводящего цемента с использованием дисилицида молибдена (прототип), требует на 1 ч, НзРО 4 5 - ,10 вес, ч. наполнптеля. 30Формула изобретения Вяжущее включающее ортофосфорнуюкислоту и электропроводный наполнитель, 35 отличающееся тем, что, с целью снижения температуры отверждения и увеличения химической устойчивости, оно содержит в качестве электропроводного наполнителя, высокодисперсный нитрид титана при 40 следующем соотношении компонентов, вес,Ою;Ортофосфорная кислота 40,5 - 48,0Нитрид титана 52,0 - 59,5 45 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство М 522158,кл. С 04 В 29/02, 1975.2. Копейкин В. А. и др. Материалы на50 основе металлофосфатов, М., Химия,1976, с, 128.