Комплексный модификатор для шликерных керамических масс для литья керамических изделий
Владельцы патента RU 2564719:
Автономная некоммерческая организация высшего профессионального образования "Белгородский университет кооперации, экономики и права" (RU)
Изобретение относится к модифицирующим добавкам для шликерных керамических масс. Технический результат заключается в сохранении реологических параметров шликерной керамической массы с комплексным модификатором при уменьшении ее влажности. Модификатор содержит следующие компоненты, мас.%: СБ-РФ - 16; триполифосфат натрия - 60; гидроксид натрия - 24. 2 табл.
Изобретение относится к области получения модифицирующих добавок (модификаторов) для шликерных керамических масс, применяемых для литья керамических изделий сложной формы широкого назначения. Одной из наиболее важных задач в технологии приготовления шликерных керамических масс является обеспечение их достаточной подвижности при минимальной ее влажности. Это достигается путем введения различных модификаторов.
В качестве прототипа принимается комплексный модификатор, используемый в сырьевых материалах (шликерах) при производстве керамических изделий методом шликерного литья [Слюсарь А.А. Реологические свойства и агрегативная устойчивость водных минеральных суспензий с модификаторами на основе оксифенолфурфурольных олигомеров: дис. … докт. тех. наук: 02.00.11 / А.А. Слюсарь. - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2009. - 408 с.], состоящий из триполифосфата натрия и суперпластификатора Белгородского на основе резорцина с фурфуролом (СБ-РФ) при следующем соотношении компонентов модификатора, мас.%:
| пластификатор СБ-РФ | 20 |
| триполифосфат натрия | 80 |
Недостаток прототипа - введение данного комплексного модификатора приводит к недостаточной подвижности шликерной керамической массы при уменьшении ее влажности.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в сохранении реологических параметров шликерной керамической массы с комплексным модификатором при уменьшении ее влажности.
Технический результат достигается тем, что для разжижения шликерной керамической массы в известный комплексный модификатор дополнительно вводят гидроксид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| СБ-РФ | 16 |
| триполифосфат натрия | 60 |
| гидроксид натрия | 24 |
Синтезируют СБ-РФ следующим способом: из резорцина в присутствии NaOH готовят водный раствор, нагревая его до 50-60°C и перемешивая до полного растворения. Затем добавляют фурфурол и нагревают до 70°C в щелочной среде. Количество едкого натрия составляет 0,5% от массы резорцина. В результате поликонденсации резорцина с фурфуролом образуется 20%-ный раствор СБ-РФ, который можно использовать как в виде раствора, так и в виде сухого порошка (после выпаривания и измельчения). СБ-РФ относится к 4-му классу токсичности (малоопасные вещества).
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 СБ-РФ, не приводит к столь эффективному разжижению шликерных керамических масс, как введение комплекса, содержащего триполифосфат натрия, гидроксид натрия и СБ-РФ.
Для экспериментальной проверки эффективности нового комплексного модификатора была приготовлена шликерная керамическая масса, которую применяют для производства санитарно-технических изделий. Ее компонентами являются: глинистые материалы 53 мас.%; отощающие 32 мас.%; плавни 15 мас.%.
В шликерную керамическую массу вводили известный комплексный модификатор, содержащий 0,02 мас.% СБ-РФ и 0,08 мас.% триполифосфата натрия (состав 1), и заявленный комплексный модификатор, содержащий 0,016 мас.% СБ-РФ, 0,024 мас.% гидроксида натрия и 0,06 мас.% триполифосфата натрия (состав 2).
Шликерную керамическую массу готовили методом мокрого помола в шаровой мельнице. Подвижность шликерной керамической массы оценивали по времени истечения 100 мл шликерной керамической массы после выдерживания ее в покое в течение 30 с (первая текучесть) и в течение 30 мин (вторая текучесть). Определяли также коэффициент тиксотропии К (табл. 1).
Из шликерной керамической массы отливали опытные образцы и обжигали их при максимальной температуре обжига 1200°C (табл. 2).
Как видно из табл. 1, новый комплексный модификатор, содержавшийся в шликерной керамической массе, повышает ее подвижность по сравнению с прототипом, что позволяет сократить влажность шликерной керамической массы при сохранении ее реологических параметров. Исследования показали, что новый комплексный модификатор позволяет сократить влажность с 32% до 29,5% для равноподвижных шликерных керамических масс. При этом увеличивается скорость набора массы, что положительно сказывается на технологическом процессе.
Увеличение плотности образцов, полученных из шликерной керамической массы, содержащей заявленный комплексный модификатор (табл. 2), обусловлено более плотной упаковкой частиц, что является результатом увеличения содержания дисперсной фазы в шликерной керамической массе. Более плотная однородная структура образцов благоприятно влияет на процесс спекания, в результате чего снижается пористость и увеличивается прочность готовых изделий, что значительно сокращает брак продукции на всех стадиях технологического процесса.
Комплексный модификатор для шликерных керамических масс для литья керамических изделий, содержащий пластификатор СБ-РФ и триполифосфат натрия, отличающийся тем, что дополнительно вводят гидроксид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| СБ-РФ | 16 |
| триполифосфат натрия | 60 |
| гидроксид натрия | 24 |
