Комплексная разжижающая добавка для керамических шликеров, применяемых при изготовлении керамических изделий методом литья в гипсовых формах
Владельцы патента RU 2500650:
Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" (RU)
Изобретение относится к области получения разжижающих добавок для керамических масс, применяемых при производстве изделий методом шликерного литья. Техническим результатом изобретения является повышение подвижности керамического шликера. Комплексная разжижающая добавка для керамических шликеров, применяемых при изготовлении керамических изделий методом литья в гипсовых формах, содержит триполифосфат натрия, пластификатор СБ-5, гидроксид натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%: пластификатор СБ-5 - 16; триполифосфат натрия - 60; гидроксид натрия - 24. 1 табл.
Изобретение относится к области получения разжижающих добавок для керамических масс, применяемых при производстве изделий методом шликерного литья.
Одной из наиболее важных задач в технологии приготовления литейного керамического шликера является обеспечение достаточной подвижности шликера при минимальной его влажности. Это достигается путем введения различных разжижающих добавок.
Из уровня техники известен, применяемый на производстве способ разжижения, в котором используют комплекс, содержащий дорогостоящий импортный электролит Реотан, кальцинированную соду и жидкое стекло в соотношении 1:1:2 соответственно [Косенко В.Г., Петров А.А., Протасова Л.Г. Перспективное направление в развитии производства изделий санитарной керамики // Стекло и керамика, 2000, №2, с.18-10].
Недостатком указанной комплексной добавки является высокая стоимость импортного электролита.
В качестве прототипа выбрана известная по патенту РФ №2238921 комплексная добавка, содержащая пластификатор СБ-5 и триполифосфат натрия, используемая в производстве огнеупорных формовочных систем, причем соотношение компонентов 1:4 соответственно. Введение данной добавки в керамические шликера не приводит к значительному разжижению системы, минимально повышает подвижность керамического шликера, а также известный разжижитель малоэффективен при изготовлении керамических изделий методом шликерного литья. Пластификатор СБ-5 и триполифосфат натрия довольно дорогие компоненты, следовательно и стоимость готовой продукции будет достаточно высокой.
Задача изобретения получить комплексную добавку для керамических шликеров, позволяющую повысить подвижность керамического шликера и снизить себестоимость готовой продукции.
Задача решается путем введения в керамический шликер комплексной добавки, содержащей пластификатор СБ-5, триполифосфат натрия и гидроксид натрия при соотношении компонентов, масс.%:
| СБ-5 | 16 |
| триполифосфат натрия | 60 |
| гидроксид натрия | 24 |
Пластификатор СБ-5 известен как добавка в строительные бетонные смеси [Слюсарь А.А. Комплексная добавка для бетонной смеси на основе суперпластификаторов С-3 и СБ-5 / А.А. Слюсарь, В.Д. Мухачева // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. - №10. - С.273-275]. Получают пластификатор на основе отходов производства резорцина (Новомосковский завод органического синтеза), что позволяет частично решить проблему утилизации отходов производства. Синтезируют СБ-5 следующим способом [Латыпова М.М., Слюсарь А.А., Шаповалов Н.А. и др. Получение пластификатора из отходов химического производства. // Экология и промышленность России, 2000, №1, с.16-17]: из смолы кубовых остатков производства резорцина в присутствии NaOH готовят водный раствор, нагревая его до 50°C и перемешивая до полного растворения. Затем добавляют фурфурол и нагревают до 70°C. В результате поликонденсации смолы с фурфуролом образуется 20%-й раствор СБ-5, готовый к применению. СБ-5 относится к 4-му классу токсичности (малоопасные вещества). Продукт СБ-5 можно использовать как в виде раствора, так и в виде сухого порошка (после выпаривания и измельчения).
Триполифосфат натрия и гидроксид натрия широко применяются в керамической и огнеупорной промышленности. Однако, введение в керамический шликер триполифосфата натрия или гидроксида натрия в качестве индивидуальных добавок, как и введение только СБ-5 не приводит к столь эффективному разжижению шликера, как введение комплекса, содержащего Триполифосфат натрия, гидроксид натрия и СБ-5 в соотношении компонентов, масс.%:
| СБ-5 | 16 |
| Триполифосфат натрия | 60 |
| гидроксид натрия | 24 |
Предложенная комплексная разжижающая добавка отличается от прототипа тем, что содержит гидроксид натрия, а также компоненты предлагаемой комплексной добавки вносятся в следующем соотношении СБ-5, Триполифосфат натрия и гидроксид натрия 16%:60%:24% соответственно.
Для экспериментальной проверки эффективности данной добавки был приготовлен керамической шликер, который используют для производства санитарно-керамических изделий. Его компонентами являются: глинистые материалы 53 мас.%; отощающие 32 мас.%; плавни 15 мас.%.
В шликер добавляли известную комплексную добавку, содержащую 0,03 мас.% Реотана, 0,025 мас.% кальцинированной соды, 0,06% жидкого стекла (состав 1), и заявляемую комплексную добавку, содержащую 0,016 мас.% СБ-5, 0,024 мас.% гидроксида натрия и 0,06 мас.% триполифосфата натрия (состав 2).
Шликер готовили методом мокрого помола в шаровой мельнице. Объемная концентрация дисперсной фазы CV=37%. Подвижность шликера оценивали по времени истечения 100 мл шликера после выдерживания его в покое в течение 30 с (первая текучесть) и в течение 30 мин (вторая текучесть). Определяли также коэффициент тиксотропии К и скорость набора керамической массы на стенках гипсовых форм (табл.1).
| Таблица 1 | ||||
| Влияние добавок на реологические параметры шликера | ||||
| Состав добавки | Первая текучесть, с | Вторая текучесть, с | К | Скорость набора массы, г/см2·мин |
| 1(аналог) | 50 | 80 | 1,6 | 0,052 |
| 2 | 17 | 20 | 1,2 | 0,090 |
Как видно из таблицы, разработанная добавка позволяет увеличить текучесть шликера по сравнению с производственной добавкой и снизить коэффициент тиксотропии, что облегчает транспортировку шликера по трубопроводу.
Увеличение скорости набора массы свидетельствует о том, что разработанная добавка улучшает фильтрационные свойства керамического шликера, что, в свою очередь, сокращает продолжительность технологического процесса и позволяет увеличить объем выпускаемой продукции.
Кроме того, предложенный способ позволяет снизить себестоимость готовой продукции за счет снижения количества дорогостоящих компонентов комплексной добавки: СБ-5 - 16% вместо 20%, триполифосфат натрия - 60% вместо 80%. Оба известных компонента довольно дороги и снижение на 4% и 20% соответственно приведет к значительной экономии, так как добавка гидроксида натрия из-за его дешевизны не даст значительного увеличения стоимости добавки, а, следовательно, и готовой продукции.
Комплексная разжижающая добавка для керамических шликеров, применяемых при изготовлении керамических изделий методом литья в гипсовых формах, содержащая триполифосфат натрия и пластификатор СБ-5, отличающаяся тем, что в комплекс вводят гидроксид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| пластификатор СБ-5 | 16 |
| триполифосфат натрия | 60 |
| гидроксид натрия | 24 |
