Шликер для изготовления керамики Советский патент 1981 года по МПК C04B35/14 

Изобретение относится.к керамическому прризводству а именно к изготов лению кварцевой керамики из аморфного кремнезема путем литья водных ищикеров в активные фОрмы, и может быть испо1льзовано для изготовления изделий применяемых в огнеупорной промышленности. Главное требование/ предъявляемое к этим шликерам - минимальная влажность и достаточно высокая текучесть. Снижение влажности шликера .повышает прочность и плотность керамикиг умень шает усадку и соответственно растрескивание керамических изделий при сушке и обжиге. Известны шликеры для изготовления кварцевой керамики ija основе кварцевого стекла и этилсили-ката til и t Недостатком этих шликеров является их высокая влажность 10-30% и 30-50%. . Наиболее близким к предлагаемсялу по технической сущности является иишкер для изготовления керамики на основе огнеупорного наполнителя, в частности кремнеземсодержащего и крем нийорганической связки - этилсилйката с добавками соляной и серной кислот и поверхностно-активного вещества з.Недостатком данного шликера является большое количество жидкой фазы,, которое составляет 25,5-33,8%. Цель изобретения - снижение влажности шликера при сохранении его текучести . Поставленная цель достигается тем, что шликер для изготовления керамики на основе кремнеземсодержеидего наполнителя и кремнийорганической связки, в качестве кремнеземсодержащего наполнителя содержит порошок аморфного кварца, а в качестве кремнййорганической связки - предварительно огеленный водный jpacTBOp этил-г силиката с содержанием двуокиси кремния 1,0-2,2 вес.% при следунвдем соотношении компонентов, вес.%: Порсшок аморфного кремнезема 91,0-95,0 Предварительно огеленмш водный раствор этилсиликата с содержанием двуокиси kpeмния 1,0-2,2 вес.% 5,0-9,0 В предлагаемом шликере, содержаадем дисперсионную среду и порошки плавленного кварца (дисперсную фазу в качестве дисперсионной среды.применен предварительно огеленный водн раствор этилсиликата с содержанием кремнезема 1,0-2,2%, что повьшает т кучесть шликеров за счет смазывающего действия низкоконцентрированно крейнегеля, устойчивость - за счет увеличения кремнегелем вязкости дис персионной среды. Повышение текучес ти позволяет ввести в шликер дополн тельное количество твердой фазы и этим значительно снизить влажность Приготовление шликеров производят по общепринятой технологии. Сна чала готовят водный раствор (rnjipoлизованнЫй) этилсиликата. На 1 л этилсиликата 32 берут 200 мл воды, на 1 л этилсиликата - 40-250 мл воды. Катализатором служат соляная или азотная кислоты в количестве 0,2. Полученные концентрированные гидролизаты сразу же разбавляют водой до содержания кремнезема 1,0-2,2%, т.е. до получения сильно разбавленных растворов.Огеливание разбавленных растворов производится плавиковой кислотой, для чего на 1 л раствора вводится 0,81,0 мЛ 33%-ной плавиковой кислоты. Кроме плавиковой кислоты, огеливание можно производить аммиаком и естественным способом. В этом случае концентрированные гидролизаты разбавляются водой в соотношении 1;З.При огеливании аммиаком в раст вор вливают 5-10% по объему концен рированного водного раствора аммиа ка, под действием которого раствор огеливается на 2-5 мшн. При естест венном огеливании раствор вьвдерживают в закрытой емкости 5-10 сут за это время происходит его естест венное огеливание. После огеливани в раствор вливают воду до получения 1,0-2,2% Si02 и производят пер мешивание смеси до получения однородного коллоидного раствора. Огеленный тремя указанными спос бами водный раствор этилсиликата представляет собой легкоподзижную гелеобразную массу. Он используется в качестве дисперсионной среды (жидкий фазы) при приготовлении шликера методом мокрого помола в шаровых мельницах. Огеленный раствор вливают в мельницу, куда засыпают порошок кварцевого стекла, а также загружают мелющие тела в соотношении 1:4;10. Размол производят до остатка 0,5-1,0% на сите 0,06 мм. Затем в Мельницу загружают еще порошок стекла и шары до получения соотношения раствор: порошок:шары 1:8,5:15 и псялол продолжают до полного прохождения шликера через сито 0,063 мм. Далее в мельницу снова добавляют порошок кварцевого стекла с размере зерен 0,2-4,0 мм до получения шликера требуемой влажности 5,5-8,0%. После введения последней порошка кварцевого стекла перет4ешивание продолжают 2-5 ч, после чего шликер готов к употреблению - заливке в активные формы. Поскольку шликер содержит кремнегель , то при введении в него отвердителя, например 10%-ной плавиковой кислоты в количестве 0,1-0,2% он способен самопроизвольно затвердевать в течение 15-30 мин в результате полимеризации кремнегеля. Такой самотвердеющий шликер можно заливать и в неактивные формы (метсшлические, деревянные, пластмассовыеJ. В результате проведения экспериментов установлено, что г«1нимально возможную влажность, равную 5,5 можно получить на предварительно огеленном этилсиликате, содержащем 1,6% двуокиси кремния. Отлитые из шликера образцы кварцевой керамики сушат при 5 ч, а затем обжигают при 1300°С с выдержкой 1ч. Прочность на сжатие сухой и обожженной кварцевой керамики в зависимости от влажности состава шликбра. приведена в таблице.

Содержание огеленного раствор этилсиликата (дисперсионная среда)

Содержание мелкодисперсной фра1а;ии менее 0,063 мм Содержание зернистой фракции, зерно 0,1-1,0 мм. Влажность шликера, %

по анализу

Прочность кварцевой керамики на сжатие, кг/см после

сушки при

обжига при

7,8

6,0

9,0

47,2

51,5 46,4

45,6

42,5 44,6

7,2

5,5

8,6

375

1150

260 2580 2640 420 Как видно из таблицы, достаточно высокая сухая прочность получена только из шликера с минимальной влаж ностью (5,5%, которую обеспечивает огеленный этилсиликат с содержани ем SI02,(1,6). При повыиении влажности шликера на 2-3% сухая прочность падает в 3-4 раза. Прочность обожженной кварцевой керамики во всех tpex случаях высокая и нечувствитель на к колебаниям влг ности шликера. Технико-экономическая эффективность предлагаемого шликера состоит в том, что из шликера можно получать безобжиговую керамику, что экономит производственные площади керамических цехов и повышает производительность труда ввиду возможности исключения отделения обжига. Кроме того, уменьшается усадка и трещинообразование керамических изделий при сушке и обжиге, за счет снижения влажности шликера до 5-9%. Формула изобретения Шликер для изготовления керамики на основе кремнеземсодержащего напал нителя и кремнийорганической связки отличающийся тем, что, с целью снижения влажности шликера при сохранении его текучести, он в качестве кремнеземсодержащего наполнителя содержит noptttiioK аморфного кварца, а в,кс1честве к{ емнийорганической связки - предварительно огеленный- водный раствор этилсиликата с содержанием двуокиси кремния 1,02,2 вес.% при следующем соотношении компонентов, вес.%: Порошок аморфного кремнезема . 91-95,0 Предварительно огеленный водный раствсф эт.ил- силиката с содержанием двуокиси кремния,1,0- 2,0 вёс.%5,0-9,0 Источники информагщи принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 495291, кл. С 04 В.35/14, 1974. i .2. Авторское свидетельство СССР 586186, кл. В 22 С 1/00, 1975. 3. Авторское свидетельство СССР 407623, кл. В 22 С 1/00, 1972 (прототип).