Способ получения керамических легковесных изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичесиик республик (i i),948949

{6I ) Дополнительное к авт. свид-ву

{22) 3a0 30. 01. 80 {21) 2875882/29-33 с присоединением заявки М—

{23) Прнорнтет —

Опубликовано 07. 08. 82. Бюллетень Рй 29

Дата опубликования описания 07 . 08. 82 (5l jNi. Кл.

С 04 В 21/02 Ъеударстеанвый квмитвт

СССР ю делам нвабрвтеккй к открытий (53) УДК 666. 68 (088.8) I

{72) Авторы изобретения

{71) Заявитель

{54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ЛЕГКОВЕСНЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к получеwe керамических легковесных изделий, а именно к способам получения керамических газопроницаемых легковесных иэделий с открытой пористостью, которые могут быть использованы для производства теплоизоляционных и фильтрующих изделий.

Известен способ получения керамических легковесных изделий из вод—

1О ной суспензии, содержащей непластичнйй наполнитель . и закрепитель структуры, заключающийся в том, что водную суспензию вспенивают клееканифольной композицией, а затем формуют, сушат и обжигают. В качестве закрепителей структуры используют гипс и квасцы (1 1.

Недостатком известного способа является то, что заготовки, получен- ю ные таким образом, не обладают необ" ходимой механической прочностью, а обожженное изделие имеет значительный процент закрытых пор и, следова. .Ф -"ъ

3

1 ° t. р g, ó . Ф /

ы

° ° t . хат;г, "..

° Я . в

2 тельно, низкий коэффициент газопрони- цаемости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения керамических легковесных иэделий, заключающийся в .заполнении объема для йолучения суспенэии водой, непластичным наполнителем и закрепителем структуры с последующим вспениванием указанной суспензии смолосапониновой вытяжкой из мыльного корня с последующим формованием, замораживанием, сушкой и. обжигом заготовок. В качестве закрепителя структуры используют желатину и раствор формальдегида (2).

Недостатки:;данного способа заклю-. чаются в том, что обожженные изделия имеют закрытые поры и, следовательно., неудовлетворительный коэффициент газопроницаемости и недостаточную прочность.

Цель изобретения - повышение газопроницаемости и прочности изделий.

94894

Берут непластичный материал в качестве наполнителя, например кордиерит, корунд, кварц и др., дисперсностью 0,5-50 мкм и средним размером зерен 5-10 мкм; пенообразователь и закрепитель структуры,желатину. Готовят водную суспензию этих веществ влажностью до 503. Производят вспенивание водной суспензии в пеномешалке с добавлением вещества, снижающего поверхностное натяжение жидкой части суспензии, например, алкилсульфата зо натрия или аммония, в количестве О,1"

0,5ã. от веса суспензии. Далее после» довательно производят разлив пеномассы в форме, замораживание, сушку и обжиг.

Изделия, получаемые данным способом, не содержат закрытых пор и поэтому обладают значительной газопроницаемостью, которую можно регулировать, меняя влажность суспензии и соао держание в ней в пределах от 0,1 до

0,54 вещества, снижающего поверхностное натяжение.

Как известно, газопроницаемость изделия зависит от его структурных характеристик. Поэтому, чтобы получать материалы с заданной газопроницаемостью (т. е. для каждого конкретного случая его применения) необходимо в нужном направлении изменять его структурные параметры, такие как средний размер пор, распределение размеров пор по диаметрам, максимальный размер пор.

Структура готового керамического легковеса закладывается при приготов- лении пеномассы, которая представляет собой трехфазную пену, состоящую из пузырьков газа, разделенных плен3

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения

i керамических легковесных изделий, включающему получение суспензии пу» тем смешения непластичного наполнителя с закрепителем структуры, вспенивание суспензии, формование методом замораживания, сушку и обжиг, при вспенивании в суспензию вводят алкилсульфат натрия или аммония в ко- >Q. личестве 0,1-0,5> от веса суспензии.

Наполнитель используют с размером зерен 0,5-50 мкм.

Способ получения газопроницаемых керамических легковесных изделий осуществляется следующим образом.

9 4 кани жидкости, содержащими частицы наполнителя.

Чем меньше отклонение распределения диаметров пузырьков от среднего, тем пеномасса более монодисперсна, а значит более стабильна.

Наибольшей стабильностью должен обладать каждый пузырек, образующий пеномассу. В идеальном случае это возможно, когда все пузырьки имеют один (равный) диаметр, а объем, не занимаемый ими, составляет жидкая часть водной суспензии, содержащая наполнитель.

В реальной пеномассе распределение размеров пузырьков отлично от идеального и носит статистический характер.

Образующая .пузырек газа поверхность характеризуется величиной свободной поверхностной энергии. Из условия достижения максимальной стабильности пеномассы следует, что величина свободной поверхностной энергии должна быть минимальна, т.е. должна быть минимальна поверхность, образующая пузырек.

Поэтому для реальной пеномассы повышение стабильности, а значит и монодисперсности, которая в значительной степени определяет газопроницаемость и ее равномерность по объему, необходимо понизить величину свободной поверхностной энергии (т. е. поверхностное натяжение) пленки, образующей пузырьки (поры) пеномассы.

Для этого при вспенивании вводят ве" щества, снижающие поверхностное натяжение жидкой части водной суспензии, s пределах 0,1 0,53 от веса суспензии. Установлено, что наиболее эффективными (для исследованных пеномасс) являются алкилсульфаты натрия и аммония.

Дисперсность наполнителя оказывает существенное влияние на структурные характеристики пеномассы, а значит, и на конечную структуру обожженного изделия. Размеры частиц, состав ляющих наполнитель, должны лежать в определенных границах.

Максимальный размер частиц не должен превышать минимальный размер бордюров Плато, создаваемых воздушными пузырьками, в противном случае происходит укрупнение пористости и оседание частиц, пеномасса расслаивается и разрушается. Средний -размер частиц

5 М894 должен быть, во-первых, меньше толщины пленки, образующей пузырек, чтобы не допустить их слияния (коалесценции) во-вторых, иметь такой размер, который обеспечивал бы стабильность внутреннего слоя пленки, т. е. препятствовать эффекту капиллярного всасывания внутреннего слоя минерализованной пленки в бордюры Плато. Средний и минимальный размеры частиц должны 10 обеспечивать условия, при которых места контактов пузырьков в пеномас" се содержали бы только жидкую часть суспензии, т. е. лишены были бы наполнителя. При замораживании, т. е. фиксировании структуры, эта часть пеномассы вымерзает и при последующей сушке сырца легко удаляется в виде влаги.

Таким образом, после обжига гото- 20 вые11изделия имеют сообщающиеся между собой поры, т. е. открытую пористость.

9 6

Установлено, что для среднего раз— мера пузырьков, создаваемых при вспенивании суспензии с добавлением веществ, снижающих поверхностное натяжение жидкой части, в количестве

0,1-0,53 от веса суспензии, необходимо применять наполнитель дисперсностью 0,5-50 мкм и средним размером зерен 5-10 мкм.

Изменение пористости керамических легковесных изделий, полученных предлагаемым способом, показало, что готовые иэделия с объемным весом 300600 кг/м практически не имеют эа- .. з крытых пор, а величина гаэопроницаемости регулируется в пределах мъсм м ч мм.вод.ст

Сравнительные свойства материала, полученного по предложенному и известному способам, представлены в таблице.

948949

t

1

I

I

l

1

I

I

I

I !

X т о

X

CQ е л ! о с

X х с а л .й

Iv о

Z ссл л

Ю

CD

CO о м о

CD

CD

Ч,) о)

Ю

-а. о (Ч л о

IX, X

CL сCQ

1PQ е

LA л о

С)

Ю

CO м л

С) CD о

Ч:! л

Ю сс ъ л

CD

CD

ОО с

1О

1о

Q.

C о

CD О

С)

СЧ

Z !

S 1

1 !

I !

Ю о

-4 т о

CD! а

Э

S а

CL о

Y о

CL

Э а о. о о

Э с:

Э

Ф о

IЭ

С о

Э а т

Ъ) о х о т

Э

С:!

1 !

1 с

ЗФ о

Э

S

CL !

1v а о л

X г сс

cv а

О

Iо о

Р о

Q. с !

CPP а

Э

CL

С:

1о о

Э

Щ

Z о а

С о

lQ

L л

М

1Q со о а о

CQ

Е:

X: л

X сCQ

% о о !

С о! Х о

t С

1 X! CQ

I. Ф

I 1о л

Iv о

I» о

К

v к х

CQ

:ь

3Е

Ы со о

Iо

Ц ! 1Ф)

I I

1 CD о

I -Ф

Ю СЧ м м м л и

1CL а э а а а. о о

Y о о т

Э Э с с

Q.

Э

Ф t с!с с)

QL»t

)т

X X

Z а

Э а (.Л

t

1

1

1

t

t

1

I

I

t

1

I

1

I

1

t

1

I

I

I

I !

I

I

1

t

1

1

t

I

1

1

1

1 с

1

1

I

l

1

1

1

1

I

1

1

I

I

1

1

t с

t

I ,I лг !

CD с о л

Сл о л

CV

CD

Ю

С) л

СЧ о л сЧ о м с\ л

CL

Ю

OO сЧ

Ю сч

С) л м

Ю

CD мм

CD сЧ

CD л м

Ю

° \

CD сЧ о

Ч,) о л

CV с !

I ! !

l

I

1

1

t

1

I !

I !

1

1

I

I

I ! !

1

I !

t !

t с

1 !

t

1

t

1

I

I

t

t

1

1

I

I !

I с

1

I

1 с

1 с

t

t

I

I

1 !

I

l !

I

t

I а о

X и

X о m о X

Ю

t

I

I

1 !

1

1

1

t

1 !

1

t !

I

t

1

1

1

I

I

I

I !

1 !

l

t

t

1 с

1

t

t

I

I

l

I

I

I

1

I

I !

1

t

l

I

1

I !

l

1.

l

1

I

l с ! с

9

Формула изобретения

Составитель В. Соколова

Редактор Л. Веселовская Техред А.Бабинец Корректор Г.Решетник

Заказ 5692/4

Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

948949

10 сульФат натрия или аммония в количе- стве 0,1-0,53 от веса суспензии.

1. Способ получения керамических 2. Способ по и. 1, о т л и ч а легковесных изделий, включающий полу- ю шийся тем, что наполнитель исчение суспензии путем смешения непла- 5 пользуют с размером зерен 0,5-50 мкм. стичного наполнителя с закрепителем Источники инФормации, структуры, вспенивание суспензии, фор- принятые во внимание при экспертизе мование методом замораживания, сушку 1. Гузман И. Я, и др. Легковесные и обжиг, отличающийся огнеупоры .иэ окиси алюминия. "Огнетем, что, с целью повышения газопрони- to упоры", 1959, Р 2. цаеиости и прочности изделий, при 2. Авторское свидетельство CCCP вспенивании в суспензию вводят алкил- 238388, кл. С 04 В 21/02, 1969.