改性水玻璃的非晶态磷酸盐处理

图2-16表示了不同反应温度对非晶态磷酸盐改性水玻璃的影响。从图中可以看出，随着反应温度的增加，酯硬化水玻璃砂24h抗拉强度大幅增加，当温度超过75℃时，其24h抗拉强度趋于不变。因为反应温度越高，改性剂非晶态磷酸盐在水玻璃胶体溶液中溶解越快，分散越均匀，改性效果越好，相应地，改性后酯硬化水玻璃砂24h抗拉强度也就越高；但温度达到75℃以上时，加入的非晶态磷酸盐已经能够完全溶解并均匀分布于水玻璃中，此时再增加温度，对改性影响已不显著，因此其24h抗拉强度变化很小。

图2-16 反应温度对酯硬化水玻璃砂24h抗拉强度的影响

注：非晶态磷酸盐加入量为10％（质量分数），反应时间为60min。

对非晶态磷酸盐改性水玻璃有重要影响的另一个因素是反应时间。图2-17表示了不同反应时间对改性后酯硬化水玻璃24h抗拉强度的影响。

分析图中数据可以看出，随着反应时间的延长，改性后酯硬化水玻璃砂24h强度逐步增大，但是当反应时间超过60min以后，其抗拉强度变化较小。原因在于，反应时间越长，非晶态磷酸盐在水玻璃中的溶解越充分，因此酯硬化水玻璃砂24h抗拉强度大幅增加；但是当反应时间超过60min时，非晶态磷酸盐已完全溶解于水玻璃胶体溶液中，此时再增加反应时间，改性后酯硬化水玻璃砂24h抗拉强度增幅较小。图2-18所示为非晶态磷酸盐加入量对酯硬化水玻璃砂24h抗拉强度的影响。

图2-17 反应时间对酯硬化水玻璃砂24h抗拉强度的影响

注：反应温度为75℃，非晶态磷酸盐加入量为10％质量分数。(www.xing528.com)

图2-18 非晶态磷酸盐加入量对酯硬化水玻璃砂24h抗拉强度的影响

注：反应温度为75℃，反应时间为60min。

非晶态磷酸盐本身是一种粘结剂，具有一定的粘结能力，因此将其加入到水玻璃中，除了能够彻底改善水玻璃砂的溃散性，还能够大幅提高水玻璃砂的抗拉强度。从图2-19中的数据可知，随着非晶态磷酸盐加入量的增大，改性后酯硬化水玻璃砂24h抗拉强度大幅提高，但是当其加入量超过10％（质量分数）后，非晶态磷酸盐的加入导致改性后水玻璃粘度急剧增加，进而导致其粘结强度下降。图2-19表示了非晶态磷酸盐加入量对改性后有机酯硬化水玻璃砂残留残度的影响。非晶态磷酸盐作为改性水玻璃砂的溃散剂，随着其加入量的不断增大，水玻璃砂的残留强度大幅降低，也就是说，非晶态磷酸盐的加入，大幅改善了改性后水玻璃砂的溃散性。

图2-19 非晶态磷酸盐加入量对改性后有机酯硬化水玻璃砂残留强度的影响

注：反应温度为75℃，反应时间为60min。

通过上述优化试验，非晶态磷酸盐改性水玻璃的反应温度为75℃，反应时间为60min，非晶态磷酸盐加入量为10％（质量分数）。