روش تولید چسب سیلیکات سدیم

روش تولید چسب سیلیکات سدیم

لینک خرید انواع سیلیکات سدیم در پارس اور: سلیکات سدیم مایع/ سیلیکات سدیم پودری

چسب سیلیکات سدیم چیست؟

چسب سیلیکات سدیم، که به آن “آب شیشه” نیز گفته می‌شود، یک ماده چسبنده معدنی است که از ترکیب سیلیس (SiO₂) و سدیم اکسید (Na₂O) به دست می‌آید و به صورت مایع شفاف یا نیمه‌شفاف عرضه می‌شود. این چسب در برابر حرارت، آتش، و مواد شیمیایی مقاومت بالایی دارد و به‌دلیل خواص قلیایی و چسبندگی مناسب، در صنایع مختلفی مانند تولید کارتن، ریخته‌گری، ساخت مصالح نسوز، و حتی به‌عنوان درزگیر یا چسب ساختمانی استفاده می‌شود. سیلیکات سدیم پس از خشک شدن، یک لایه سخت و مقاوم تشکیل می‌دهد، اما در برابر رطوبت دوام کمتری دارد، مگر اینکه با مواد افزودنی تقویت شود.

ویژگی های چسب سیلیکات سدیم

• مقاومت حرارتی بالا:
  چسب سیلیکات سدیم می‌تواند در دماهای بسیار بالا بدون از دست دادن خاصیت چسبندگی خود باقی بماند. به همین دلیل در کاربردهای نسوز و محیط‌های حرارتی مثل کوره‌ها کاربرد دارد. این ویژگی باعث دوام و پایداری بالای چسب می‌شود.
• چسبندگی قوی:
  این چسب اتصال محکمی بین سطوح مختلف مثل شیشه، سرامیک، فلز و کاغذ ایجاد می‌کند. چسبندگی قوی باعث می‌شود قطعات چسبیده شده مقاومت بالایی در برابر فشار و ضربه داشته باشند. همچنین خشک شدن سریع، باعث تسریع فرایند کار می‌شود.
• مقاومت شیمیایی:
  چسب سیلیکات سدیم در برابر بسیاری از مواد شیمیایی خورنده و حلال‌ها مقاوم است. این ویژگی آن را برای استفاده در محیط‌های صنعتی و در تماس با مواد شیمیایی مناسب می‌کند. بنابراین عمر مفید چسب افزایش می‌یابد.
• قابلیت خشک‌شدن سریع:
  این چسب پس از اعمال روی سطح به سرعت خشک می‌شود و لایه‌ای سخت تشکیل می‌دهد. سرعت خشک شدن باعث کاهش زمان انتظار و افزایش بهره‌وری در کار می‌شود. همچنین خشک شدن سریع از نفوذ آلودگی و گرد و غبار جلوگیری می‌کند.
• غیرسمی بودن:
  چسب سیلیکات سدیم به‌طور کلی غیرسمی است و خطرات سلامت کمتری نسبت به چسب‌های شیمیایی قوی دارد. این ویژگی باعث می‌شود در کاربردهای خانگی و صنعتی ایمن‌تر باشد. با این حال، استفاده صحیح و تهویه مناسب همواره توصیه می‌شود.
• ایجاد لایه سخت پس از خشک شدن:
  پس از خشک شدن، این چسب به صورت یک لایه سخت و مقاوم تبدیل می‌شود که تحمل فشار و سایش را افزایش می‌دهد. این خاصیت برای استفاده در ساخت‌وساز و پوشش‌های محافظ بسیار مفید است. لایه سخت همچنین از نفوذ رطوبت جلوگیری می‌کند.
• مقاومت در برابر رطوبت (تا حدی):
  اگرچه چسب سیلیکات سدیم در برابر رطوبت مقاومت دارد، اما در شرایط مرطوب شدید یا تماس طولانی با آب ممکن است خاصیت خود را کاهش دهد. به همین دلیل در کاربردهایی که تماس مستقیم با آب وجود دارد، معمولاً با مواد افزودنی تقویت می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود برای کاربردهای داخلی و خشک مناسب‌تر باشد.

انواع چسب سیلیکات سدیم

1. چسب سیلیکات سدیم مایع (Liquid Sodium Silicate)
کاربرد: در چسب‌کاری کاغذ، کارتن، درزگیرها، ریخته‌گری، تصفیه آب و مواد نسوز.

2. چسب سیلیکات سدیم جامد (Solid Sodium Silicate)
کاربرد: برای تولید چسب مایع، سیمان نسوز، صابون‌سازی و صنایع شیمیایی.

3. سیلیکات سدیم با نسبت بالا (High Ratio – SiO₂ بیشتر)
کاربرد: در پوشش‌های مقاوم در برابر حرارت، چسب‌های بادوام، عایق‌های حرارتی و سیمان نسوز.

4. سیلیکات سدیم با نسبت پایین (Low Ratio – Na₂O بیشتر)
کاربرد: در صنایع شوینده، صابون‌سازی، تصفیه آب و جایی که خاصیت قلیایی بالا نیاز است.

5. سیلیکات سدیم سبک (Light Sodium Silicate)
کاربرد: در صنعت کاغذ، مقوا و بسته‌بندی برای چسبندگی سریع و سبک.

6. سیلیکات سدیم سنگین (Heavy Sodium Silicate)
کاربرد: در ساخت مواد نسوز، درزگیرهای صنعتی، بتن و پوشش‌های مقاوم.

7. سیلیکات سدیم قلیایی بالا (High Alkalinity Type)
کاربرد: برای ریخته‌گری، جوش شیمیایی خاک، تثبیت خاک و حذف فلزات سنگین در آب.

8. سیلیکات سدیم خنثی یا کم‌قلیایی (Neutral/Low Alkalinity)
کاربرد: در صنایع حساس مانند داروسازی، صنایع غذایی یا محصولات الکترونیکی که pH کنترل‌شده نیاز است.

کاربرد چسب سیلیکات سدیم در صنایع مختلف

صنعت ساخت‌وساز: در صنعت ساخت‌وساز، چسب سیلیکات سدیم به عنوان درزگیر و چسب مقاوم در برابر حرارت در نصب آجرهای نسوز و کوره‌ها استفاده می‌شود. همچنین برای تقویت و تثبیت خاک در زیرسازی‌ها کاربرد دارد. در برخی ملات‌ها نیز برای افزایش مقاومت در برابر آتش و رطوبت به کار می‌رود.

صنایع کاغذ و کارتن‌سازی: در صنایع کاغذ و کارتن‌سازی، چسب سیلیکات سدیم برای چسباندن لایه‌های مختلف کاغذ یا ورق‌های کارتن به‌ویژه در تولید کارتن‌های سنگین و مقاوم استفاده می‌شود. این چسب به‌سرعت خشک می‌شود و اتصال محکمی ایجاد می‌کند. همچنین به دلیل خاصیت ضدعفونی‌کننده، از رشد قارچ و باکتری روی کاغذ جلوگیری می‌کند.

ریخته‌گری: در صنعت ریخته‌گری، چسب سیلیکات سدیم برای اتصال ذرات ماسه در قالب‌های ماسه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد. این چسب پس از خشک شدن، قالبی سخت و مقاوم در برابر حرارت فلزات مذاب ایجاد می‌کند. همچنین با افزودن گاز CO₂ به آن، فرایند سخت‌سازی قالب‌ها سریع‌تر انجام می‌شود.

تصفیه آب: در تصفیه آب، چسب سیلیکات سدیم به‌عنوان منعقدکننده یا کمک منعقدکننده برای ته‌نشین‌سازی ذرات معلق و مواد کلوئیدی استفاده می‌شود. این ماده باعث تجمع ذرات ریز به‌صورت لخته‌های بزرگ‌تر می‌شود که راحت‌تر ته‌نشین یا فیلتر می‌شوند. همچنین می‌تواند از خوردگی در لوله‌های فلزی جلوگیری کند.

چسباندن قطعات سرامیکی یا شیشه‌ای: چسب سیلیکات سدیم برای چسباندن قطعات سرامیکی و شیشه‌ای به دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت و شوک حرارتی استفاده می‌شود. این چسب اتصال محکمی ایجاد می‌کند و پس از خشک شدن، سطحی سخت و مقاوم به‌جا می‌گذارد. همچنین در تعمیرات اجاق گاز، بخاری و ظروف نسوز کاربرد دارد.

مواد نسوز و ضدحریق: چسب سیلیکات سدیم در تولید مواد نسوز و ضدحریق به‌عنوان بایندر (چسباننده) عمل می‌کند و باعث ایجاد ساختاری مقاوم در برابر حرارت‌های بالا می‌شود. از آن در ساخت آجرهای نسوز، عایق‌های حرارتی و پوشش‌های ضدآتش استفاده می‌شود. همچنین در رنگ‌ها و پوشش‌های ضدحریق برای محافظت از سازه‌های فلزی کاربرد دارد.

تثبیت خاک: چسب سیلیکات سدیم در تثبیت خاک برای افزایش استحکام و کاهش نفوذپذیری آن استفاده می‌شود. این ماده با واکنش شیمیایی در خاک، ساختاری سخت و پایدار ایجاد می‌کند که مانع فرسایش و جابجایی ذرات می‌شود. کاربرد آن در پروژه‌های عمرانی مانند جاده‌سازی، سدسازی و تثبیت شیب‌ها رایج است.

این چسب به دلیل خواص خاصی مانند مقاومت بالا به حرارت و مواد شیمیایی، در بسیاری از کاربردهای صنعتی جایگاه ویژه‌ای دارد.

ترکیبات چسب سیلیکات سدیم

ترکیبات اصلی چسب سیلیکات سدیم:
سیلیس (SiO₂) – دی‌اکسید سیلیکون

منبع اصلی برای ایجاد ساختار شیشه‌ای و چسبندگی.

اکسید سدیم (Na₂O) – از کربنات سدیم یا هیدروکسید سدیم تأمین می‌شود

نقش ایجاد خاصیت قلیایی و واکنش‌پذیری بالا را دارد.

آب (H₂O) – حلال برای ایجاد محلول چسبنده

باعث رقیق‌سازی، سهولت استفاده و واکنش‌پذیری بهتر می‌شود.

مواد افزودنی اختیاری (بسته به کاربرد):
سدیم هیدروکسید (NaOH) – برای تنظیم pH و افزایش قلیاییت
ضدکف‌ها (Antifoaming agents) – جلوگیری از ایجاد حباب هنگام هم‌زدن یا کاربرد
پایدارکننده‌ها (Stabilizers) – افزایش پایداری محلول در طول زمان
افزودنی‌های مقاوم‌کننده به رطوبت یا حرارت – در کاربردهای خاص (مثل عایق یا درزگیر)
مواد تقویت‌کننده چسبندگی (Binder Enhancers) – برای افزایش استحکام اتصال
رنگ یا نشانگر بصری (در برخی مصارف خاص) – برای تشخیص یا کاربردهای خاص صنعتی

مراحل و روش تولید چسب سیلیکات سدیم

آماده‌سازی مواد اولیه: در مرحله آماده‌سازی، ابتدا دو ماده اصلی مورد نیاز یعنی سیلیس (دی‌اکسید سیلیکون – SiO₂) و کربنات سدیم (Na₂CO₃) تهیه می‌شوند. سیلیس معمولاً به صورت شن یا ماسه سیلیسی با خلوص بالا استفاده می‌شود، زیرا ناخالصی‌ها می‌توانند کیفیت چسب نهایی را کاهش دهند. کربنات سدیم نیز که به آن سودا اش هم گفته می‌شود، به عنوان منبع سدیم در ترکیب استفاده می‌شود. نسبت ترکیب این دو ماده باید دقیق باشد تا در فرآیند حرارتی، واکنش مطلوب بین آن‌ها انجام شود.

پس از تهیه این مواد، آن‌ها در شرایط خشک و تمیز به‌طور دقیق با هم مخلوط می‌شوند. برای این کار معمولاً از میکسرهای صنعتی استفاده می‌شود تا ترکیب کاملاً یکنواختی از پودر سیلیس و کربنات سدیم به‌دست آید. مخلوط حاصل باید عاری از رطوبت و ذرات درشت یا گلوله‌ای باشد، زیرا وجود رطوبت یا عدم یکنواختی ممکن است در مراحل بعدی تولید، ذوب و واکنش شیمیایی را با مشکل مواجه کند. این مرحله پایه‌ای و بسیار مهم است، چون کیفیت نهایی چسب به دقت این آماده‌سازی بستگی دارد.

ذوب و واکنش: در این مرحله، مخلوط یکنواخت سیلیس و کربنات سدیم که در مرحله قبل آماده شده است، وارد یک کوره صنعتی می‌شود. این کوره باید بتواند دمای بسیار بالا، حدود ۱۴۰۰ تا ۱۵۰۰ درجه سانتی‌گراد را تأمین کند. در این دما، هر دو ماده ذوب می‌شوند و وارد واکنش شیمیایی می‌شوند. در نتیجه، ترکیبی جدید به نام سیلیکات سدیم مذاب (یا همان شیشه مایع) تولید می‌شود. واکنش اصلی به این صورت است:
Na₂CO₃ + SiO₂ → Na₂SiO₃ + CO₂↑
در این واکنش، دی‌اکسید کربن به صورت گاز آزاد می‌شود و سیلیکات سدیم به شکل ماده‌ای مذاب و شیشه‌ای باقی می‌ماند.

این واکنش باید در شرایط کنترل‌شده انجام شود، چون دما، زمان ذوب، و یکنواختی حرارت بر کیفیت نهایی تأثیر می‌گذارند. اگر واکنش ناقص باشد یا دما کافی نباشد، ممکن است مواد به‌طور کامل ترکیب نشوند و محصول نهایی خاصیت چسبندگی یا پایداری لازم را نداشته باشد. پس از کامل شدن واکنش، سیلیکات سدیم به‌صورت مذاب شفاف و چسبنده‌ای در کف کوره جمع می‌شود و آماده انتقال به مرحله بعدی یعنی خنک‌سازی و تبدیل به جامد است. این بخش یکی از مهم‌ترین مراحل تولید است، زیرا در آن ماده اصلی چسب شکل می‌گیرد.

خنک‌سازی و آسیاب:پس از تولید سیلیکات سدیم مذاب در مرحله قبل، این ماده داغ باید به‌تدریج خنک شود تا به حالت جامد تبدیل گردد. برای این کار، سیلیکات مذاب را در قالب‌های فلزی یا روی سطوح خنک مخصوص می‌ریزند تا به آرامی سرد شده و شکل شیشه‌ای و سخت به خود بگیرد. خنک‌سازی باید کنترل‌شده باشد تا از ترک‌خوردگی یا تشکیل بلورهای ناخواسته در محصول جلوگیری شود. نتیجه این مرحله، توده‌هایی از شیشه سیلیکاتی سخت است که پایه چسب را تشکیل می‌دهد.

در مرحله بعد، این توده‌های جامد وارد دستگاه‌های خردکن و آسیاب می‌شوند تا به ذرات ریز یا پودر تبدیل شوند. این کار باعث می‌شود که سیلیکات جامد به‌راحتی در مرحله بعدی یعنی حل شدن در آب مورد استفاده قرار گیرد. اندازه ذرات باید یکنواخت باشد تا در آب بهتر حل شوند و محلولی همگن و شفاف ایجاد کنند. اگر ذرات خیلی درشت باشند، حل شدن ناقص خواهد بود و کیفیت چسب پایین می‌آید. بنابراین، دقت در خرد کردن و آسیاب کردن یکی از نکات کلیدی در این مرحله است.

حل کردن در آب:پس از خرد شدن سیلیکات سدیم جامد، نوبت به حل کردن آن در آب می‌رسد تا چسب مایع یا همان “آب شیشه” به‌دست آید. پودر سیلیکات در مقدار مشخصی آب گرم یا داغ ریخته شده و در مخازن همزن‌دار (میکسر) به‌طور یکنواخت ترکیب می‌شود تا همه ذرات کاملاً حل شوند. نسبت آب به پودر بسته به نوع کاربرد تنظیم می‌شود؛ برای مثال، در مواردی که چسبندگی بیشتر نیاز است، از آب کمتری استفاده می‌شود.

هدف این مرحله، تولید محلولی غلیظ، شفاف و یکنواخت با چسبندگی و مقاومت حرارتی و شیمیایی بالا است. در صورت نیاز، موادی مانند قلیاها (مانند NaOH) برای تنظیم pH و افزایش پایداری به محلول افزوده می‌شود. در پایان، چسب مایع آماده مصرف است و بسته به نوع کاربرد، یا به‌طور مستقیم استفاده می‌شود یا برای تنظیم نهایی و بسته‌بندی به مراحل بعدی منتقل می‌گردد.

تنظیم غلظت و افزودنی‌ها:پس از تهیه محلول سیلیکات سدیم، نوبت به تنظیم غلظت و خواص فیزیکی و شیمیایی آن می‌رسد. در این مرحله، نسبت آب به سیلیکات سدیم بررسی و در صورت نیاز اصلاح می‌شود تا چسب نه خیلی رقیق باشد که خاصیت چسبندگی‌اش کاهش یابد، و نه خیلی غلیظ که استفاده از آن دشوار شود. همچنین pH محلول (که معمولاً قلیایی است) بررسی و تنظیم می‌شود، زیرا pH مناسب نقش مهمی در عملکرد نهایی چسب و سازگاری آن با مواد مختلف دارد.

اگر pH چسب سیلیکات سدیم در این مرحله مناسب نباشد، ممکن است چسبندگی آن کاهش یابد یا خواص شیمیایی‌اش ناپایدار شود. pH خیلی بالا می‌تواند باعث خوردگی برخی مواد یا آسیب به تجهیزات شود، در حالی که pH پایین ممکن است چسب را ناپایدار یا کم‌اثر کند. همچنین ناسازگاری با مواد دیگر در فرایند کاربرد نهایی ایجاد می‌شود.

در کنار تنظیم غلظت، ممکن است برای بهبود عملکرد چسب، افزودنی‌هایی به آن اضافه شود. این افزودنی‌ها شامل موادی مثل ضدکف (برای جلوگیری از تشکیل حباب)، مواد پایدارکننده (برای افزایش ماندگاری)، یا تقویت‌کننده‌های چسبندگی و مقاومت به رطوبت هستند. نوع و مقدار افزودنی‌ها بستگی به کاربرد نهایی چسب دارد؛ مثلاً برای استفاده در محیط‌های مرطوب یا دمای بالا، فرمولاسیون خاصی نیاز است. پس از افزودن این مواد، محلول نهایی کاملاً هم زده می‌شود تا یکنواختی کامل حاصل شود و آماده ورود به مرحله بسته‌بندی شود.

بسته‌بندی:پس از آماده‌سازی نهایی و اطمینان از یکنواختی، غلظت مناسب و پایداری شیمیایی، چسب سیلیکات سدیم وارد مرحله بسته‌بندی می‌شود. این چسب در ظروفی مانند دبه‌های پلاستیکی، گالن، قوطی فلزی یا بشکه‌های صنعتی بسته‌بندی می‌گردد. انتخاب نوع بسته‌بندی بسته به مقدار چسب و نوع مصرف (خانگی یا صنعتی) متفاوت است و ظروف باید ضدنشت، مقاوم در برابر قلیاییت و دارای درپوش محکم باشند تا از تبخیر و تغییر خواص چسب جلوگیری شود.

جمع بندی:

چسب سیلیکات سدیم که با نام‌هایی مانند “آب شیشه” یا “شیشه مایع” نیز شناخته می‌شود، یک چسب معدنی با پایه سیلیس و سدیم است که به‌دلیل مقاومت بالا در برابر حرارت، مواد شیمیایی و چسبندگی قوی، در صنایع مختلف مانند ساخت‌وساز، ریخته‌گری، کاغذسازی، تصفیه آب، تولید مواد نسوز و تثبیت خاک کاربرد گسترده دارد.

این چسب از ترکیب سیلیس و کربنات سدیم در دمای بالا تولید می‌شود و پس از خنک‌سازی، آسیاب، حل شدن در آب و تنظیم خواص فیزیکی و شیمیایی، به‌صورت مایع بسته‌بندی می‌گردد. به دلیل ویژگی‌هایی مانند مقاومت حرارتی، چسبندگی قوی، غیرسمی بودن و قابلیت تنظیم فرمول، سیلیکات سدیم یک ماده کاربردی و اقتصادی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی محسوب می‌شود.

لینک خرید انواع سیلیکات سدیم در پارس اور: سلیکات سدیم مایع/ سیلیکات سدیم پودری

نوشته شده در: دانشنامه پارس اور