Что можно склеить жидким стеклом
Для чего нужен силикатный клей
Силикатный клей – самый популярный бытовой клеящий состав, является щелочным раствором стекловидных силикатов калия и/или натрия на водной основе. По своему составу он очень близок к стеклу, поэтому и получил свое второе название «жидкое стекло». Еще одно его название – «канцелярский клей». Приобрел он его из-за своего свойства хорошо склеивать бумагу. До прихода в обиход степлеров, в канцеляриях и бухгалтериях всю документацию соединяли именно этим клеящим составом.
История возникновения и состав
«Отцом» канцелярского клея является немецкий химик Ян Непомук фон Фукс. В 1818 году он впервые получил жидкое стекло путем воздействия щелочи на кремниевую кислоту. Изучив полученный раствор, ученый установил, что это такое замечательное вещество, обладающее уникальными клеящими свойствами. При этом изготовить его несложно, а сырье широко распространено и стоит недорого. Все это сделало силикатный клей популярным и доступным продуктом.
Основу состава силикатного клея составляют кремнеземы (силикаты) – неорганические соединения щелочного металла и метакремниевой кислоты. Формула клея зависит от используемых ингредиентов. В основном для производства продукта используют соли кремниевой кислоты (силикат натрия Na2O(SiO2)n и/или силикат калия K2O(SiO2)n). Реже в производстве применяют силикат лития Li2SiO3. Именно кремнеземы придают составу его основные клеящие свойства.
Способы производства
Силикатный клей получают несколькими технологическими приемами. Можно сплавить кварцевый песок с гидрокарбонатом натрия (сода пищевая) в специальном сосуде. Получить продукт можно и воздействием на силикат растворами едкого натра (NaOH), едкого кали (KOH) и/или гидроксида лития (LiOH).
Полученное вещество обладает высокой адгезией практически с любой поверхностью. Сцепление разнородных плоскостей (адгезия) базируется на физических свойствах твердых тел. Нанесение силикатного клея стимулирует возникновение притяжения между молекулами, которые у поверхности связаны слабее, чем внутри. Вследствие адсорбции клеевой жидкости повышается вязкость, и клеевой шов становится плотнее. Из-за сдвига равновесия поверхностных частиц и видоизменения цепочек кремниевой кислоты, происходит поликонденсационный процесс и образуется надежный клеевой шов.
Посмотрите видео и вы узнаете больше:
Сферы применения
Силикатный клей используется в самых разнообразных сферах деятельности человека. Он нужен в быту и востребован различных отраслях промышленности.
В домашнем хозяйстве
Многим с детства знаком прозрачный клей в пластиковой бутылочке, который может быстро и надежно склеить бумагу и картон. Как радовались дети, принося домой аппликации, склеенные своими руками. Используется для этого бытовой вариант жидкого стекла – канцелярский клей. Его можно применить для соединения кожаных, тканевых, керамических и стеклянных изделий. Нашел клей силикатный свое применение и в садоводстве: им обрабатывают свежие спилы. Этот клеящий состав обладает прекрасными антисептическими свойствами и предотвращает появление грибковых заболеваний на дереве.
Из видео вы узнате подробности:
Совет! С помощью этого продукта можно с легкостью устранить нагар на сковородке своими руками. Для этого из клея конторского и воды делается раствор и в нем кипятится требуемая очистки посуда. После этого нагар легко отойдет, а сковородку нужно будет тщательно прополоскать.
В строительстве
Самое широкое применение жидкое стекло нашло в современном строительстве. Добавление клея в бетонные, шпаклевочные и грунтовочные смеси придаст им большую прочность, дополнительные гидроизоляционные и антисептические свойства.
Подобные составы успешно используют в местах с повышенной влажностью или напрямую контактирующие с водой. Сделать гидроизоляцию бассейна, защитить фундамент здания от воздействия грунтовых вод, предотвратить разрушение полов, стен и перекрытий подвалов можно при помощи жидкого стекла.
Посмотрев видео вы узнате как использовать в строительстве:
Интересно! Силикатный клей – негорючее вещество. Обработка им или смесями на его основе деревянных, пластиковых, синтетических частей конструкции здания в значительной степени способно повысить пожароустойчивость строения.
Совсем недавно жидкое стекло в строительстве использовать приходилось в чистом виде. Мастера своими руками добавляли его в смеси, соблюдая необходимые пропорции. Теперь на рынке продаются готовые смеси, с уже включенным в состав силикатом. Производятся они с соблюдением нормативных предписаний, что позволяет быть уверенным в качестве и конечном результате.
В других отраслях
Еще одно полезное свойство жидкого стекла используют для изготовления теплоизоляторов. Дело в том, что во вспененном состоянии клей имеет очень низкую теплопроводность. Такой материал способен выдержать неоднократное нагревание и охлаждение. Максимальная температурная нагрузка — 1300 градусов.
Кроме этого клей на основе солей кремниевой кислоты находит применение в таких отраслях промышленности:
Узнайте больше информации из видео:
Канцелярский клей до сего времени остается востребованным в различного рода учреждениях, где проходит большой поток бумажной документации. И это несмотря на то, что конкуренцию ему составляют такие современные приспособления как степлер, файлы и скоросшиватели.
Достоинства и недостатки
К основным достоинствам жидкого стекла можно отнести его относительную дешевизну, простоту производства и доступность исходных материалов. Благодаря своим свойствам он нашел широчайшее применение в различных отраслях промышленности. Но этот состав имеет и ряд недостатков:
Важно! Если с канцелярским клеем будут клеить дети, то с ними обязательно необходимо провести инструктаж по поводу техники безопасности. Компоненты силикатного клеевого состава очень опасны для глаз и, работая с ним, нужно об этом помнить.
Несмотря на наличие ряда отрицательных характеристик у силикатного клея (жидкое стекло), он остается востребованным продуктом и продается достаточно хорошо. Хотя постепенно использование его в чистом виде сокращается. Он вытесняется с рынка современными разработками. Но в разнообразных смесях в качестве добавки жидкое стекло не потеряет своей актуальности еще долгие годы.
Силикатный клей
Потребность связывания веществ, деталей и предметов для получения новых изделий вызвала появление растворов, названных клеями. Клеевые средства делятся на специальные и универсальные. Специальные клеи используют для склеивания однородных, универсальные — разнородных материалов.
К последним относят силикатный клей. Раствор используют более чем в 25 сферах промышленной деятельности. Основные сведения об этом виде клея и его применении собраны в этой статье.
Состав
В понятие «клей силикатный» вкладывают название веществ с примерно одинаковыми качествами, но разного состава. Рассмотрим, что такое силикатный клей в общем случае.
Клей выглядит как гель прозрачного, зеленоватого или коричневатого цвета, обязательным веществом в составе которой являются соли кремниевой кислоты.
Дополнительно в состав входят оксиды щелочных металлов – или натрия, или калия, или лития. Поэтому существуют три основных вида клея: натриевый, калиевый и литиевый. Каждый из них создаёт клеевую массу, обладающую сходными, но присущими каждому в отдельности, свойствами.
Дома, в школе и офисе принято название этой массы канцелярский или конторский клей. В промышленности — силикатный клей жидкое стекло.
Клеящие свойства жидкого стекла прямо пропорциональны силикатному модулю – отношению количества кремниевого сырья к количеству щелочного компонента. Область значений силикатного модуля 2,0 – 4,0.
Технологии производства
В промышленном изготовлении жидкого стекла применяют два вида технологических решений – сухой и мокрый.
Сухая технология
Используют три способа получения готового продукта в зависимости от основного исходного сырья: песок, кремниевое сырьё или стеклобой.
На основе песка. При добавлении в песок технической соды получают натриевое, а с поташом – калиевое жидкое стекло. Содержание процесса — при температуре около 1300 °C происходит запекание смеси, которая при охлаждении превращается в камнеподобные глыбы силиката.
Силикат натрия после охлаждения (сухая технология)
Как выглядит охлаждённая натриевая смесь после запекания, видно на фото 1.
В дальнейшем глыбы размалываются в порошок и упаковываются в бумажные мешки.
Другой вариант — производится растворение размельчённых глыб в горячей воде под давлением для получения жидкой суспензии. Жидкое стекло заливают в пластиковые канистры или в металлические бочки.
На основе кремниевого сырья. Сырьё измельчают, добавляют в него щелочной элемент (оксиды или натрия, или калия, или лития). Полученную шихту перемешивают в стационарном или вращающемся автоклаве при температуре около 1000 °C под давлением 3 – 4 атмосферы до получения силикатных глыб. Глыбы являются основным материалом для получения порошка или готового жидкого стекла.
На основе стеклобоя. Сырьё измельчают, очищают от примесей, добавляют щелочной ингредиент и расплавляют шихту. После охлаждения расплав приобретает вид силикатной глыбы, из которой получают порошок, гранулы или водную дисперсию. Из порошка и гранул жидкое стекло можно изготовить на месте применения.
Мокрая технология
Преимуществом этого вида технологии является прямое получение жидкого стекла без предварительного создания силикатной глыбы.
Суть технологии составляет растворение сырья, содержащего кремний, растворами щелочных веществ. К сырью относят природный кремнезём, чаще всего инфузорит или диатомит, в аморфном состоянии – в виде порошка. К кремнезёму добавляют щелочной раствор натрия, калия или лития концентрированный, что ускоряет реакцию растворения.
Время, необходимое для получения жидкого стекла зависит от размеров крупинок порошка, температуры и давления при растворении. При удельном весе щелочного раствора 1,2 под давлением три атмосферы при температуре около 100 °C жидкое стекло из инфузорита было получено за три часа с силикатным модулем около 3,0.
Области применения
Из общего количества жидкого стекла, производимого в России, 90% приходится на натриевое, 8% — на калиевое жидкое стекло.
В быту
Канцелярский или конторский клей используется для склеивания бумаги, приклеивания её к непористым поверхностям. Применяется также для ремонта стеклянных и фарфоровых изделий. Заклеивает свежие срезы, предотвращая развитие поражения дерева.
Стиральные порошки, мыло, средства для мойки посуды – всё это производят с применением натриевого жидкого стекла.
Используемые в быту краски для работ на открытом воздухе, для защиты сильно нагреваемых поверхностей создаются на основе калиевого варианта. Этот же клей используют при обработке деревянных и других поверхностей для создания защитной плёнки. Плёнка не трескается, выдерживает нагревание и охлаждение, атмосферные осадки.
Порядок обработки силикатным клеем кузова автомобиля показан в видео.
В строительстве
Наиболее широко в строительной отрасли применяют натриевое жидкое стекло. Его цена в три раза меньше цены других видов.
Обработка жидким стеклом придаёт фундаменту будущего дома повышенную прочность.
Высокая адгезия и проникающая способность используют при заделке трещин в фундаменте, при этом фундамент становится монолитным. Наглядно такие работы показаны в видео.
Вещество используют для добавления в цемент при устройстве стенок печей, обеспечивая их огнеупорность. При добавлении силикатного клея в цемент или бетон существенно повышают их прочностные качества и стойкость к атмосферным воздействиям.
С помощью жидкого стекла прямо на объекте строительства или ремонта готовятся грунтовочные растворы, пропитки для потолков и стен, антисептики, гидроизоляционные и огнеупорные смеси.
Другие сферы
В соответствии с ГОСТ 13078-81 жидкое натриевое стекло применяют в бумажной промышленности для создания картонной тары. В текстильной промышленности пропитка материалов этим веществом позволяет создавать негорючую защитную одежду.
В литейном производстве силикатный клей используют для изготовления форм и стержней для разовых отливок. Пример, как делать форму для отливки в домашних условиях приведён в видео.
Применяемые в сварке электроды изготавливают с применением калиевого жидкого стекла
При добыче руды, разделении нефти и воды, очистке канализационных стоков используют хорошее прилипание силикатного клея к любым материалам. В этих случаях жидкое стекло применяют в качестве реагента флотации.
Современной сферой применения силикатного клея стала космическая.
Литиевое жидкое стекло используют при создании терморегулируемых поверхностей космических аппаратов.
Достоинства силикатного клея
Применение клея в перечисленных сферах обусловлено его положительными качествами. К ним относят:
Недостатки
Помимо большого числа достоинств клею присущи и недостатки, которые учитывают
При планировании использования учитывают и недостатки жидкого стекла. Некоторые из них связаны с достоинствами клеящей массы:
Виды и марки
По предназначению силикатный клей используется в быту и в промышленном производстве. В быту этот клей называют канцелярским (реже — конторским). В государственных стандартах принято название – жидкое стекло (натриевое, натриево-калиевое, калиевое, калиево-натриевое или литиевое).
Клей канцелярский в магазинах представляют свыше десяти производителей. Основными марками являются BRAUBERG, Attaché, Berlingo, ОфисМаг, Экспоприбор. Эти марки выпускаются многими странами по единому рецепту.
Основу суспензии всех марок составляет силикат натрия. Как правило, клей для бытовых нужд представляет собой достаточно густой гель прозрачного цвета. Каждый бренд использует свой вид упаковки.
Жидкое стекло изготавливают стекольные предприятия в качестве дополнительной, а некоторые — в качестве основной продукции. Эти заводы располагаются в местах, богатых необходимыми для производства полезными ископаемыми — кремнезёмами и щелочными металлами.
В промышленных нуждах жидкое стекло выпускают в виде порошка, гранул или водной суспензии. Порошок — вещество белого цвета. Гранулы и суспензия могут иметь оттенки серого, жёлтого или зеленоватого цвета, в зависимости от применённой щёлочи.
Фасовка формы упаковок
При любом способе производства готовый силикатный клей — состав дисперсный, коллоидный раствор. На воздухе клей быстро высыхает, поэтому хранится только в упакованном виде.
Канцелярский клей расфасовывают в небольшие гибкие пластиковые тубы или баночки. Как правило, для облегчения использования каждая упаковка имеет крышку с дозатором подачи клеевой массы.
Канцелярский клей – виды упаковок
Зарубежные и российские производители в качестве дозатора используют шарик, при нажатии на который клей поступает на склеиваемую поверхность. Дозатор обеспечивает равномерную подачу клея, без пачканья рук. Это очень удобно в школе, а также в домашних условиях, где клеем пользуются дети.
Жидкое стекло производственного назначения пакуется в зависимости от агрегатного состояния.
Порошок и гранулы упаковывают в плотные бумажные мешки весом 25 или 50 кг в каждом.
Суспензия заливается в 250-литровые металлические бочки, металлические банки или в жёсткие пластиковые канистры объёма от 0,5 до 6 литров. Большие объёмы перевозятся в автомобильных или железнодорожных цистернах.
Жидкое стекло, упакованное в пластиковые канистры
Технические характеристики
Технические характеристики жидкого стекла определяются ГОСТами. Основными являются: внешний вид, массовая доля двуокиси кремния, окиси щелочного металла, силикатный модуль. Определяются ограничения для окисей железа, алюминия, серы, кальция. Массовые доли приводятся в процентах к общему количеству суспензии.
Доля кремния зависит от предназначения жидкого стекла, находится в пределах от 23 до 37%. Щелочные доли: натрия — 8,7–13,8%; калия и лития — 20–26%.
Объём окисей всех других видов не должен превышать 1%.
Силикатный модуль также зависит от целей подготовки жидкого стекла. Например, ГОСТ 13078-81 определяет 13 сфер применения натриевого жидкого стекла. В зависимости от того, где будет использоваться суспензия, значение модуля находится в пределах 2,3–3,6. Максимальное значение модуль имеет для жидкого стекла, предназначаемого для бумажной промышленности.
Инструкция по применению
Порядок использования жидкого стекла в промышленности определяется технологиями соответствующих производств. Правила определяют применяемые для каждого продукта дозы и состав суспензии, а также меры безопасности при работе с нею.
На каждой упаковке клея приведена инструкция по его применению. К бытовым делам относят склеивание бумаги, деревянных, стеклянных и металлических поверхностей, а также покрытие различных поверхностей, ремонт предметов одежды и обуви. При этом рекомендуют следующие правила работы.
При использовании сухих компонентов клей готовят в количествах, необходимых для проведения работы. Излишки быстро загустеют и во многих случаях их придётся выбросить. Даже при невысоких ценах на силикатные клеи это экономически невыгодно.
Порядок применения и меры безопасности приведены здесь.
Чем разбавить
Силикатный клей — это водный раствор различной плотности. Поэтому основным способом разбавления суспензии является добавление воды. Соотношение воды и клея для разных целей показано в ролике.
Загустевший раствор разжижают добавлением горячей очищенной воды с постоянным размешиванием до получения однородной среды. Количество воды зависит от требуемой густоты клея. Чем гуще раствор, тем выше его клеящие свойства. Более жидкую суспензию легче равномерно нанести на поверхность склеиваемых или защищаемых поверхностей.
Засохший на теле клей растворяют и смывают тёплой водой. Для удаления засохшего клея с одежды его замачивают на 0,5 – 1 час в тёплом растворе соды.
Со стеклянной поверхности удалить высохший клей не удастся никогда, из-за однородности химического состава.
Как сделать силикатный клей самому
Когда рассматривался вопрос силикатный клей что это такое, было отмечено два этапа промышленного создания этой суспензии:
Первый этап осуществляется только на промышленном оборудовании в условиях высокой температуры и давления. В домашних условиях повторить этот процесс невозможно.
На втором этапе происходит соединение силиката с щелочным окислом натрия или калия (реже — лития). Когда есть готовые силикатные полимеры, то конторский клей можно сделать и в домашних условиях.
При самостоятельном изготовлении клея в качестве силикатной основы берут силикагель, а в качестве щёлочи — соду или гидроксид калия. Эти ингредиенты клеевого состава покупают в магазинах.
Химическая реакция соединения основы и щёлочи происходит в присутствии воды при подогреве и интенсивном размешивании.
Наглядно процесс приготовления калиевого жидкого стекла показан на
В видео рассказано, как самому изготовить силикатный клей — калиевое жидкое стекло.
Знание состава, преимуществ и недостатков позволяет использовать силикатныйклей для детского творчества. Клей позволяет создавать даже художественные произведения, поражающие своеобразием. Без использования жидкого стекла не могут обойтись многие отрасли промышленности.
Порядок приготовления натриевого жидкого стекла приведён здесь.
Жидкое стекло: применение и характеристики
Жидкое стекло по праву признано уникальным материалом, который применяется в различных сферах. Широкое применение жидкое стекло нашло и в строительстве.
Характеристики материала
Что такое жидкое стекло? Если говорить научным языком, то это раствор силиката натрия и силиката калия, то есть в состав рассматриваемого строительного материала входят те же компоненты, что и в обычное стекло. Другое название этого материала – силикатный клей, что делает сразу понятным его применение.
Жидкое стекло обладает очень высокими клейкими свойствами и отличается теплопроводностью – этот материал часто используется при проведении теплоизоляционных работ. Изоляция, в процессе изготовления которой было использовано жидкое стекло, может выдерживать температуру до 1200 градусов по Цельсию!
Применение жидкого стекла
Жидкое стекло нашло применение в различных сферах деятельности человека, поэтому быстро и компактно перечислить все моменты его применения невозможно. Но есть те сферы, которые обязательно нужно упомянуть:
Если рассматривать жидкое стекло исключительно со стороны строительных работ, то с этим материалом можно изготовить многие смеси. Материал нашел применение в следующих процессах:
Жидкое стекло и бетон
Жидкое стекло для бетона – это улучшение качественных характеристик последнего материала. Рекомендуется добавлять рассматриваемый вариант в бетон для тех конструкций, которые будут подвергаться постоянному воздействию влаги – такой прием продлит срок эксплуатации бетонного изделия, предотвратит его разрушение. Не забывайте, что жидкое стекло обладает антисептическими свойствами и при добавке в бетон оно делает последний устойчивым к вредному воздействию грибка и плесени.
Важно: жидкое стекло очень быстро застывает (практически моментально), поэтому опытные строители предлагают не добавлять его в бетонный раствор, а пропитывать уже готовые конструкции.
Если бетонная конструкция предназначена для покраски, то использовать жидкое стекло для улучшения качеств основного материала нельзя. При высыхании рассматриваемый материал образует на поверхности любого предмета/изделия тонкую защитную пленку – нанести отделочный материал будет невозможно.
Применение жидкого стекла вне строительства
Используется жидкое стекло для гидроизоляции, повышения качественных характеристик сложных/тяжелых материалов и считается незаменимым в строительной сфере. Но этот уникальный материал нашел свое применение в других направлениях:
Использование жидкого стекла – это повышение качественных характеристик многих материалов, обеспечение гидроизоляции, теплоизоляции, автоматическое проведение антисептических работ.