BR112014006516B1

BR112014006516B1 - material cerâmico refratário, seu uso e seu processo de produção

Info

Publication number: BR112014006516B1
Application number: BR112014006516-0A
Authority: BR
Inventors: Dirk Poppe; Tadeusz Von Rymon Lipinski; Bruno Keller; Frank Beissmann; Peter Neugebauer; Ruth Kernke
Original assignee: Evonik Röhm Gmbh
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2020-12-08
Also published as: JP2014532027A; BR112014006516A2; PL2758356T3; JP2017024987A; WO2013041322A3; TWI586631B; BR112014006516B8; TW201716356A; US9284230B2; JP6073327B2; KR101995184B1; TR201905951T4; ES2885759T3; EP2845843B1; CN103796973A; AR114864A2; ES2725885T3; US20160176765A1; IN2014CN02640A; EP2758356A2

Abstract

MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE MATERIAIS CERÂMICOS LEVES. A presente invenção refere-se a um processo para a produção de materiais cerâmicos, em que uma composição bruta cerâmica é misturada com 0,5 a 90% em peso de partículas poliméricas esféricas com um diâmetro no intervalo de 5 μm a 3 mm, com base na soma de composição bruta cerâmica e partículas polimérica, e em que esta mistura é, em seguida, opcionalmente seca e opcionalmente termicamente tratada, bem como refere-se ao uso do referido material cerâmico como material de isolamento térmico, como forro de trabalho ou isolamento interno em altos-fornos ou reatores, na construção de reator como material de suporte para catalisadores, para a construção de vagonetes de fornos túnel, como telhas, como azulejos, como cerâmicas para cozinha ou para a produção de joias.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a um novo processo para a produção de materiais cerâmicos, em particular materiais refratários com uma densidade relativa reduzida. Em particular, a invenção se refere a um processo para a produção de materiais refratários, leves, tendo poros que não são contíguos, cujos materiais podem ser utilizados para isolamento térmico em aplicações de alta temperatura.

[0002] O processo se destina à produção de poros esféricos, fe chados e isolados na microestrutura do material. Os poros com um diâmetro de poro que pode ser especificamente definido são produzidos pela utilização de partículas poliméricas, em particular, polimetacri- latos, em particular, polímeros ou copolímeros preparados por polimeri- zação em suspensão, como formadores de poros que podem ser queimados. Os polímeros ou copolímeros estão presentes sob a forma de pequenas esferas com um diâmetro definido. A introdução de poros esféricos isolados torna possível produzir materiais cerâmicos com uma densidade relativa por vezes significativamente reduzida e resistência à corrosão melhorada e uma melhor resistência mecânica em comparação com a técnica anterior. O específico sistema de poros fechados, ao mesmo tempo contribui para reduzir a condutividade térmica dos materiais cerâmicos. Além disso, o novo processo tem a vantagem de que não existe o risco de formação de núcleos negros indesejáveis, mesmo na produção de produtos cerâmicos de paredes espessas.

TÉCNICA ANTERIOR

[0003] Cerâmicas refratárias, porosas são os materiais versáteis que têm, em particular, uma elevada resistência ao calor e ainda uma natureza refratária combinada com apenas um baixo peso. Estes ma- teriais são utilizados em várias aplicações de alta temperatura, por exemplo, na extração ou processamento de metais e também na indústria de cimento, cal, gesso, vidro ou cerâmica.

[0004] Os poros são um componente da maioria dos produtos ce râmicos. É feita uma distinção entre os poros abertos (poros ao longo de todo o material), poros semifechados (poros fechados em uma extremidade) e poros fechados. Juntos, eles formam a porosidade total de um material. Os poros formam um sistema de poros abertos ou fechados. No primeiro caso, a porosidade é composta predominantemente de poros abertos ou semifechados e contíguos. Este tipo de porosidadeé típico da maior parte dos materiais cerâmicos. Poros fechados raramente ocorrem em materiais cerâmicos convencionais.

[0005] Um sistema de poros abertos tem um efeito adverso sobre a resistência à corrosão dos materiais cerâmicos. Substâncias corrosivas gasosas e líquidas infiltram o material através de tal sistema de poros. Além disso, a difusão das substâncias sólidas dentro dos materiais ocorre muito rapidamente através do sistema de poros. Poros fechados e isolados, por outro lado, não afetam ou não afetam de modo significativo a resistência à corrosão.

[0006] Um sistema de poros abertos é um ponto fraco dos materi aisrefratários densos com uma porosidade inferior a 45% utilizada como proteção contra a corrosão. Por esta razão, a redução máxima da porosidade é um aspecto importante na produção de produtos refratários.

[0007] Embora uma porosidade baixa tenha um efeito positivo so bre a resistência à corrosão, que é acompanhada por algumas desvantagens como um elevado peso de produto, uma elevada condutibilidadetérmica e baixa resistência ao choque térmico.

[0008] De acordo com a técnica anterior, há vários métodos de produção de materiais cerâmicos porosos. A adição de agregados po- rosos, como diatomito, perlita ou esferas cerâmicas ocas permite que seja alcançada apenas uma proporção relativamente pequena de poros na cerâmica e os materiais são relativamente pesados. Embora estes agregados permitam que espaços ocos sejam produzidos em cerâmicas, estes não são fechados e são contíguos. Isto tem um efeito adverso sobre as propriedades de utilização de tais cerâmicas e restringe a sua possível utilização para alguns campos.

[0009] A formação de espuma de uma composição em bruto de cerâmica ou um revestimento cerâmico, por outro lado, leva à formação de poros não uniformes e à flutuação das qualidades do produto. Além disso, uma proporção elevada, uniformemente distribuída de porosé muito difícil de realizar. Uma situação similar aplica-se à adição de agentes de sopro, como carbonato de amônio ou substâncias sublimáveiscomo naftaleno.

[00010] A qualidade dos materiais cerâmicos refratários pode ser aumentada através de uma combinação de vários métodos, mas um ideal entre materiais cerâmicos mecanicamente muito fortes e, ao mesmo tempo, muito leves, resistentes à corrosão e muito resistentes ao calor pode ser realizado apenas com dificuldade utilizando estes métodos. Assim, nenhum destes processos convencionais é apropriado para produzir poros isolados, esféricos, uniformemente distribuídos.

[00011] A produção de materiais refratários porosos com o auxílio de aditivos que podem ser queimados é igualmente da técnica anterior. Aditivos amplamente utilizados são, por exemplo, carvão, coque, serragem, cascas de nozes, cortiça chão, espuma de poliestireno, casca de arroz, relva ou lignina. Os resíduos de combustão de alguns destes materiais, por exemplo, cinzas ou escória, são muito reativos e podem afetar as características de uso das cerâmicas refratárias, por exemplo, em termos de resistência ao calor.

[00012] Para reduzir a condutividade térmica, estas cerâmicas são porosas, geralmente tendo uma estrutura de poros abertos. No entanto, os poros abertos e contíguos ao mesmo tempo promovem a corrosão e, assim, o atrito do material. Além disso, os poros não uniformemente moldados e contíguos levam ao comprometimento das propriedadesmecânicas dos materiais refratários. A maioria dos formadores de poros habituais que podem ser queimados não pode oxidar completamente com uma oferta restrita de ar. Isto, por sua vez, leva a resíduos negros do formador de poro na cerâmica queimada, conhecidos como núcleos negros, que prejudicam significativamente as propriedades dos materiais.

[00013] Tais cerâmicas leves da técnica anterior, em particular para aplicações refratárias, em geral têm uma resistência à compressão a frio na faixa de 0,5 a 10 MPa a uma porosidade na faixa de 40% a 80%.

[00014] DE 19700727 descreve tijolos porosos e outros produtos de argila e também um processo para a produção de tais produtos. Os poros com um diâmetro de 1 a 10 mm são produzidos pela adição de materiais que podem ser queimados. Os materiais residuais são, entre outros, utilizados como tal. Os poros são abertos e contíguos.

[00015] EP 14 33 766 descreve um componente de revestimento para vedação de elementos e sua produção a partir de partículas de carbono e resinas fenólicas. O material contém poros esféricos isolados e homogeneamente distribuídos. A combustão completa pode ser alcançada apenas com dificuldade por estas partículas. Além disso, embora as partículas e, assim, os poros resultantes sejam bastante homogeneamente distribuídos, eles não têm uma distribuição de tamanhohomogênea nem uma distribuição de forma homogênea. No entanto, estes aspectos têm um efeito adverso sobre as propriedades mecânicas do material. O material também não é adequado para utilização a altas temperaturas.

[00016] EP 0 578 408 descreve um processo para a produção de elementos de vedação cerâmicos compostos de carboneto de silício. O material contém poros isolados esféricas que são produzidos pela adição de materiais que podem ser queimados, por exemplo, acrilato, epóxi, resinas de poliamida ou de vinila, polipropileno, cloreto de poli- vinila ou acetato de celulose. No entanto, estes materiais são, como se segue inevitavelmente a partir da utilização de resinas, utilizados na forma líquida ou, quando curados, como material de construção não uniforme. Poros regulares de tamanho definido não podem ser realizados desta maneira. Este material também não é adequado para utilização a altas temperaturas.

[00017] EP 18 89 821 descreve um processo para a produção de componentes de revestimento cerâmico e elementos de vedação. A cerâmica contém poros esféricos maiores do que 5 μm e é produzida a partir de uma mistura de pó granulado com esferas de resina esféricas como formadores de poros. Resina de silicone, poliestireno e/ou copo- límero de acrilato-estireno são usados como resina. Os poros formados não são homogeneamente distribuídos nem isolados. Além disso, o poliestireno queima sem deixar resíduo apenas a temperaturas muito elevadas e sob oxigênio. Os componentes de revestimento cerâmico têm uma microestrutura específica e são utilizados à temperatura ambiente ou a uma temperatura moderada.

[00018] JP 092 99 472 se refere a um componente de implante bio- compatível poroso. O componente é constituído por duas camadas. A camada superficial contém poros esféricos produzidos por utilização de partículas esféricas de acrilato. Os poros estão ligados um ao outro e não são isolados. O material não é adequado para utilização a altas temperaturas.

[00019] JP 030 01 090 descreve um auxiliar de combustão constituído por óxido de alumínio de elevada pureza e a um processo para a produção de tal componente. O material contém poros esféricos com um diâmetro inferior a 600 μm. É produzido a partir de uma mistura de esferas de resina termoplásticas e óxido de alumínio em pó (Al2O3). As esferas de resina consistem, por exemplo, em copolímeros de metacri- lato de estireno-metila. Os poros são abertos e não isolados.

[00020] KR 2006 088 157 descreve a produção de materiais cerâmicos de alta porosidade que possuem uma elevada resistência. Como formadores de poros, é feito uso de partículas esféricas de polime- tacrilatos ou polimetacrilatos reticuláveis que contêm dimetacrilato de etileno glicol. Os poros no material são homogeneamente distribuídos, mas não são isolados.

[00021] Kim et al. (Journal of the American Ceramic Society (2005), 88 (12), 3311-3315) descrevem um processo para a produção de mulita microcelular. Os poros são produzidos por adição de esferas poli- méricas reticuladas que têm um tamanho de 20 μm. Apesar de uma elevada porosidade de 40 a 70%, os materiais cerâmicos têm uma resistência relativamente alta de 90 a 10 MPa. A alta resistência foi explicada pela presença de poros esféricos distribuídos homogeneamente com um tamanho inferior a 20 μm. No entanto, os poros não são explicitamente isolados, de modo que pode ser alcançada uma melhoria em relação a estes materiais. Além disso, esferas poliméricas reticuladas têm a desvantagem de que elas geralmente podem ser removidas de forma incompleta apenas com dificuldade. Além disso, materiais leves pressionados exclusivamente são descritos por Kim et al. Materiais refratários não são descritos. No entanto, estes ou materiais refratários leves têm que atender bem diferentes requisitos em termos de resistência e durabilidade.

OBJETIVO

[00022] É um objetivo da presente invenção proporcionar um novo processo por meio do qual possam ser produzidos materiais cerâmicos com uma combinação melhorada, em comparação com a técnica ante- rior, de densidade relativa e propriedades de isolamento.

[00023] Outro objetivo da presente invenção foi o de proporcionar um processo por meio do qual possam ser produzidos materiais de cerâmica tanto moldados quanto não moldados.

[00024] Além disso, foi um objetivo da invenção proporcionar um processo para a produção de materiais refratários densos com redução no peso do material, sem prejudicar as propriedades de utilização, como resistência à corrosão e resistência mecânica.

[00025] Um objetivo paralelo foi proporcionar um processo para a produção de materiais de isolamento leves termicamente, ou seja, materiais muito leves que têm uma razão vantajosa de resistência à porosidade e maior resistência à corrosão em comparação com a técnica anterior.

[00026] Em particular, foi um objetivo da invenção fornecer materiais que têm uma razão melhorada de porosidade e resistência, em comparação com a técnica anterior.

[00027] Além disso, foi um objetivo da invenção proporcionar um processo para a produção de materiais cerâmicos que têm uma melhorresistência à corrosão em comparação com a técnica anterior.

[00028] Além disso, foi um objetivo da invenção desenvolver um processo para a produção de materiais cerâmicos que permitem melhor isolamento térmico.

[00029] Foi também um objetivo da invenção, para os materiais cerâmicos produzidos pelo processo, ter poucos ou nenhuns núcleos negros após a queima e para que a operação de queima seja capaz de ser realizada simplesmente, ou ainda de modo mais simples do que na técnica anterior.

[00030] Outros objetivos que não são explicitamente mencionados podem ser derivados a partir do contexto geral da descrição, reivindicações e exemplos a seguir.

REALIZAÇÃO DOS OBJETIVOS

[00031] Os objetivos são alcançados através da provisão de um novo processo para a formação de poros na cerâmica, em particular em materiais cerâmicos moldados e não moldados, pela utilização de novos aditivos que podem ser queimados na composição da matéria cerâmica. Estes aditivos que podem ser queimados são partículas po- liméricas esféricas, de preferência, partículas poliméricas esféricas termoplásticas. No presente contexto, termoplástico significa não reticulado.

[00032] As partículas poliméricas utilizadas de acordo com a invenção são compostas por um polímero que tem uma temperatura limite de menos de 250 °C e um diâmetro no intervalo de 0,1 μm a 3 mm, de preferência de 5 μm a 3 mm, particularmente preferivelmente de 10 μm a 1 mm e muito particularmente preferivelmente de 15 μm a 200 μm. Aqui, o intervalo de 0,1 μm a < 5 μm forma nanoporos alternativos e tecnicamente igualmente atraentes. Além disso, a distribuição do tamanho de partícula das partículas poliméricas está no intervalo de 0,5 a 2,0, de preferência 0,7 a 1,5. Esta composição cerâmica bruta é, de acordo com a invenção, queimada a uma temperatura que é pelo menos 200 °C acima da temperatura limite do polímero.

[00033] Os tamanhos das partículas indicados são o diâmetro médio que, de acordo com a invenção, é determinado por meio de análise de tamanho de partícula por difração a laser usando um analisador de tamanho de partícula por difração Coulter, de preferência um Coulter LS 200. O diâmetro médio é o valor do tamanho de partícula, em que metade das partículas é menor e a outra metade das partículas é maior.

[00034] Outro valor para caracterizar a distribuição do tamanho de partícula é o diâmetro médio. Este é o valor médio das partículas medido por difração a laser formado pelo instrumento. Este valor também pode ser determinado, por exemplo, por meio de um Coulter LS 200. No entanto, pode ser salientado que os tamanhos de partícula indicados no presente texto são de diâmetro médio.

[00035] Um terceiro parâmetro referido no âmbito da presente invenção é a distribuição de tamanho de partícula. Isto é a razão entre o diâmetro médio para o diâmetro mediano. Este valor também pode ser determinado diretamente, por meio de, por exemplo, um Coulter LS 200. Dependendo da forma da curva de distribuição, este valor pode ser menor ou superior a um. No caso de uma curva particularmente larga na região de pequenos tamanhos de partículas, o valor é, por exemplo, em geral menor do que um. No caso de uma curva idealmentesimétrica, o valor é igual a um.

[00036] A proporção de partículas poliméricas adicionadas à composição de matéria cerâmica está no intervalo entre 0,5 a 90% em peso, de preferência 1,0 a 80% em peso, particularmente preferivelmente de 10 a 70% em peso e em particular de 20 a 60% por peso. Assim, por exemplo, reduções de peso de cerca de 6% em peso podem ser alcançadas para os materiais cerâmicos ao utilizar cerca de 2% em peso de partículas poliméricas em materiais cerâmicos densos. As percentagens de partículas poliméricas indicados no contexto da presente invenção baseiam-se em 100% em peso do total de composição cerâmica bruta e partículas poliméricas.

[00037] Os materiais cerâmicos produzidos pelo processo da invenção apresenta um número de propriedades melhoradas em comparação com a técnica anterior. Em especial, a cerâmica exibe uma elevada proporção de poros esféricos, predominantemente fechados e isolados. Os poros executam uma variedade de funções. As vantagens dos materiais cerâmicas produzidas de acordo com a invenção e com poros fechados, esferoidais e isolados são, entre outras: • melhoria das propriedades de isolamento térmico e, por- tanto, redução de perda de calor para o lado de fora; • melhor resistência à corrosão, uma vez que há infiltração significativamente reduzida de substâncias corrosivas na microestrutu- ra do material; • razão favorável de força/volume de poros no caso de po-rosesféricos; • uma superfície fechada, livre de poros que é, em particular, adequada para a vitrificação subsequente; • redução do peso do componente; • redução do consumo de matérias-primas, por exemplo, composição cerâmica bruta ou água de composição; • redução do consumo de energia na produção e transporte; • redução do consumo de energia durante a utilização, por exemplo, em fornos em que a camada de isolamento deve ser aquecida concomitantemente, ou em vagonetes de fornos túnel que devem ser movidos; • a possibilidade de revestimento vegetal reduzido; • melhoria na resistência ao congelamento de materiais de construção cerâmicos; • algumas vezes, um aumento na dureza do material e um comportamento de fratura mais vantajoso; • absorção de substâncias funcionais, por exemplo, lubrificantes em vedações cerâmicas, componentes de fecho, etc.; • auxílio na remoção de metal e o processo de moagem, quando utilizados como abrasivos; • proporção significativamente reduzida até nenhuma proporção de núcleos de negros e, portanto, propriedades de uso ou propriedades visuais melhoradas.

[00038] O processo é adequado para a produção de produtos moldados e não moldados. Novos produtos leves e intermediários podem ser produzidos por meio do processo.

[00039] Os poros nos materiais cerâmicos produzidos de acordo com a técnica anterior são geralmente ligados uns aos outros e formam um sistema de poros abertos. O sistema de poros algumas vezes consiste em poros meio fechados. Poros isolados fechados raramente ocorrem em cerâmicas típicas. Uma realização particular da presente invenção é proporcionar um processo, por meio do qual é possível, pela primeira vez, obter poros fechados, predominantemente isolados em uma cerâmica. Estes poros fechados podem ter um efeito positivo sobre uma série de propriedades importantes dos materiais cerâmicos. Estes são, por exemplo: • melhor resistência à infiltração a líquidos e gases e, por exemplo, melhor resistência à corrosão do material resultante. • Poros isolados, fechados levam a uma melhor ação de isolamento do material cerâmico. • Resistência Superior. Poros moldados maiores e/ou não uniformes levam a um aumento de stress excessivo indutor de fratura, enquanto poros isolados, esféricos contribuem para um aumento na resistência. • Resistência ao choque térmico. • Comportamento térmico e elétrico. • Nenhum poro visível sobre a superfície e, assim, uma aparência visual positiva da cerâmica.

[00040] A melhoria em uma ou mais destas propriedades pode ser definida especificamente por meio da composição da cerâmica, da proporção em volume dos poros e o tamanho dos poros. A composição das partículas poliméricas no processo da invenção também pode ser definida com vista das condições de queima e os tamanhos de porosnecessários. O processo da invenção permite, assim, uma grande largura de banda da combinação de vários graus de liberdade das propriedades.

[00041] Em particular, os objetivos são alcançados pela seleção de partículas poliméricas particularmente adequadas. Três propriedades das partículas poliméricas utilizadas de acordo com a invenção são particularmente importantes: a) a composição e o comportamento térmico resultante do polímero; b) o tamanho da partícula e a distribuição de tamanho de partícula e c) a forma das partículas. Além disso, a composição do material cerâmico (d) é de grande importância.

a) A composição da partícula polimérica:

[00042] Um aspecto importante da invenção, em particular com vista a evitar núcleos negros, é a remoção livre de resíduos dos formadores de poros durante o cozimento ou, no caso de produtos não moldados, o primeiro aquecimento da cerâmica. Isto garante que nenhum núcleo negro pode formar-se no material a ser cozido, mesmo no caso de objetos de paredes espessas. Um núcleo negro prejudica as propriedades do material e qualifica um produto como refugo de produção.

[00043] A utilização de partículas poliméricas que queimam sem deixar um resíduo torna possível produzir produtos cerâmicos com grandes poros por meio de um método de aditivos que podem ser queimados, também referido como processo BO, sem o risco de núcleos negros. Os aditivos convencionais não garantem isso.

[00044] A queima livre de resíduos pode ser provocada por meio de duas propriedades poliméricas diferentes:

[00045] Em primeiro lugar, o polímero utilizado de acordo com a invenção no processo, de preferência tem uma temperatura limite de menos de 280 °C, de preferência inferior a 240 °C. A temperatura limite superior é a temperatura em que a polimerização dos monômeros para formar um polímero e a despolimerização do polímero para reformar os monômeros estão em equilíbrio entre si. Daí resulta que, acima dessa temperatura limite, a qual é determinada pela composição polimérica e monomérica, as cadeias poliméricas são dissociadas em monômeros originais, isto é, ocorre a despolimerização. No caso da maior parte dos polímeros, a temperatura limite é acima de uma temperatura de decomposição. Em tais casos, as degradação de grupos funcionais, reações de eliminação ou similares ocorrem frequentemente. Ocorre a formação de produtos de degradação relativamente não voláteis por meio de carbonização, a partir da qual resulta, por sua vez, a formação de núcleos negros. No caso de polímeros que têm uma temperatura limite baixa, que deve ser abaixo das temperaturas de decomposição, a cadeia polimérica degrada-se sem deixar um resíduo em temperaturas relativamente altas, como no cozimento da ce-râmica e os monômeros voláteis podem ser removidos da cerâmica. Aqui, um grande volume do forno e a aplicação de uma pressão reduzida podem ser vantajosos.

[00046] Outra vantagem deste processo é que os monômeros liberadossão queimados na presença de oxigênio na fase gasosa, por exemplo, em uma atmosfera de ar, durante a operação de cozimento, ou que o processo também pode ser realizado muito bem com exclusão de oxigênio. A produção de materiais cerâmicos porosos pode também ser realizada em uma atmosfera inerte ou redutora. Isto não é possível no caso de formadores de poros conhecidos da técnica anterior. Isto dá a possibilidade adicional de produção de produtos cerâmicos com uma elevada porosidade a partir de materiais suscetíveis à oxidação, como carbono, boretos, carbonetos, nitretos e outros.

[00047] Uma vantagem adicional é que os monômeros liberados podem ser removidos da cerâmica sem deixar um resíduo e, assim, não ocorre a formação de carboneto no interior da cerâmica.

[00048] Polímeros utilizáveis com baixas temperaturas limite são, por exemplo, polimetacrilatos, poli-α-metilestireno ou polioximetilenos que foram preparados sem os comonômeros inibidores da despolime- rização. É dada preferência à utilização de um destes polímeros de acordo com a invenção no processo, e em particular é dada preferência ao uso de polimetacrilatos ou poli-α-metilestireno.

[00049] Particularmente quando o cozimento é realizado em uma atmosfera contendo oxigênio, ocorre também a decomposição oxidati- va dos polímeros ou dos monômeros remanescentes na cerâmica, por exemplo, sob a forma de combustão. Para minimizar a carbonização daí resultante, uma segunda propriedade preferida do polímero utilizado torna-se importante. Para melhorar a combustão completa, são preferidos os polímeros que têm um teor de oxigênio relativamente elevado. O polímero deve ter um teor de oxigênio de pelo menos 25% em peso, de preferência pelo menos 30% em peso. Polimetacrilatos são, assim, particularmente preferidos. Preferência muito particular é dada a polimetacrilatos com um teor de metacrilato de metila (MMA) de pelo menos 80% em peso, em particular pelo menos 90% em peso, e particular preferência é dada ao uso de PMMA puro.

b) Tamanho de partícula e distribuição de tamanho de particular

[00050] O tamanho de partícula pode variar ao longo de um amplo intervalo. O tamanho das partículas utilizadas depende diretamente do tamanho dos poros desejados. É dada preferência à utilização de partículas com um diâmetro no intervalo de 0,1 μm a 3 mm, de preferência de 5 μm a 3 mm, particularmente preferivelmente de 10 μm a 1 mm, e muito particularmente preferivelmente de 20 μm a 200 μm. Aqui, o intervalo de 0,1 μm a < 5 μm forma nanoporos alternativos e tecnicamente igualmente atraentes.

[00051] Para os fins do presente texto, o tamanho de partícula é o tamanho de partícula principal médio real. Uma vez que a formação de aglomerados é praticamente excluída, o tamanho de partícula principal médio corresponde em geral ao tamanho real das partículas. O tama- nho de partícula também corresponde aproximadamente ao diâmetro de uma partícula que parece aproximadamente redonda. No caso de partículas que não parecem redondas, o diâmetro médio é determinado como a média dos diâmetros mais curtos e mais longos. No presente contexto, o diâmetro é uma distância a partir de um ponto na periferia da partícula ao outro. Além disso, esta linha deve correr através do ponto médio da partícula.

[00052] O tamanho de partícula pode ser determinado por um versado na técnica por meio de, por exemplo, análise de imagem ou dispersão de luz estática.

[00053] A adição de partículas poliméricas que queimam sem deixarresíduos e têm uma distribuição de tamanho monomodal estreita, em particular, torna possível produzir uma microestrutura de material com poros esféricos, homogeneamente distribuídos e isolados. Aqui, a distribuição do tamanho de partícula das partículas poliméricas é de 0,5 a 2,0, de preferência de 0,7 a 1,5. A distribuição do tamanho de partícula é de preferência determinada por meio de um instrumento Coulter.

[00054] Deste modo, são obtidos poros com uma distribuição de tamanho de poros que é monomodal no caso ideal. A distribuição de tamanho de poro pode, mas não precisa corresponder aproximadamenteà distribuição do tamanho de partícula das partículas poliméri- cas usadas. Isto é de preferência no intervalo 0,2 a 4,0, de modo particularmente preferido de 0,5 a 2,0. Os tamanhos de poros podem ser determinados, por exemplo, pela medição de micrografias.

[00055] Como alternativa, também podem ser utilizadas várias partículas tendo, de preferência, uma distribuição de tamanho de partícula intrinsecamente monomodal em cada caso.

c) Forma das partículas

[00056] As partículas são uma forma aproximadamente esférica no caso ideal. As superfícies das partículas são em geral redondas, mas também podem ter uma distorção mínima. Uma razão de aspecto pode, de uma maneira conhecida, servir como uma medida da aproximação da geometria à forma esférica. Aqui, a razão de aspecto máxima que ocorre desvia em não mais de 20% da razão de aspecto média. Isto significa que as partículas são em sua totalidade ideal e pratica-menteesféricas.

[00057] As partículas usadas de acordo com a invenção têm uma razão de aspecto média de não mais do que 1,4; de preferência não mais do que 1,2; particularmente preferivelmente não mais do que 1,1. Para os presentes fins, a razão de aspecto máxima das partículas é a razão relativa máxima que pode ser formado a partir de duas das três dimensões, comprimento, largura e altura. Aqui, a razão entre a maior dimensão e a menor das outras duas dimensões é formada em cada caso. Uma partícula com um comprimento de 150 μm, uma largura de 50 μm e uma altura de 100 μm tem, por exemplo, uma razão de aspecto máxima (de comprimento para largura) de 3. Partículas com uma razão de aspecto máxima de 3 podem ser, por exemplo, partículas em forma de comprimido, em forma de disco ou em forma de haste curta. Se a razão de aspecto máxima das partículas é, por exemplo, 1, 2 ou abaixo, as partículas têm uma forma mais ou menos esférica.

[00058] Para obter partículas esféricas, as partículas poliméricas utilizadas de acordo com a invenção, em particular as partículas de polimetacrilato são produzidas por meio de uma polimerização em suspensão. Polímeros de suspensão, em particular, geralmente apresentam uma forma esférica acentuada. A polimerização em suspensão, em particular de metacrilatos, é geralmente conhecida pelos versados na técnica e pode ser encontrada, por exemplo, em "Kunststo- ffhandbuch volume IX: Polymethacrylate", editado por R. Vieweg, Carl Hanser Verlag, Munique 1975, capítulo 2.3.3.

d) Composição do material cerâmico fundido

[00059] As composições brutas usadas de acordo com a invenção para a produção dos materiais cerâmicos fundidos podem, em princípio, ser quaisquer composições brutas conhecidas para os versados na técnica para a produção de tais materiais. Em particular, as composições brutas para aplicações refratárias são cerâmicas de óxido como óxido de alumínio (Al2O3), óxido de silício (SiO2), óxido de cromo (Cr2O3), dióxido de zircônio (ZrO2), óxido de titânio (IV) (TiO2), óxido de magnésio (MgO), óxido de estanho (SnO) ou compostos refratários dos óxidos, por exemplo, mulita (3Al2O3*2SiO2), espinela (MgO*Al2O3), silicato de zircônio (ZrO2*SiO2) aluminatos de cálcio (6Al2O3*CaO, CaO*Al2O3), forsterita (2MgO*SiO2), silicato de cálcio (2CaO*SiO2), zirconato de cálcio (2CaO*ZrO2), cordierita (2MgO*2Al2O3*5SiO2), tita- nato de alumínio (Al2O3*TiO2) ou misturas destes materiais.

[00060] No entanto, o processamento de cerâmica não oxídicas pelo processo da invenção também é possível. Cerâmicas não oxídicas incluem carbono, os carbonetos, por exemplo, carboneto de boro, carboneto de silício; ou nitretos, por exemplo, nitreto de boro (BN), nitreto de silício (Si3N4) ou nitreto de alumínio (AlN), boretos como diboreto de zircônio (ZrB2), hexaboreto de cálcio (CaB6). Também é possível empregar misturas de matérias-primas oxídicas e não oxídicas com várias composições.

[00061] Em particular, dá-se preferência aos materiais de alumina, isto é, óxido de alumínio, ou materiais de mulita, materiais de alta alumina com alumina (Al2O3) e mulita como componentes principais, materiais chamote com mulita como componente principal, materiais de mulita-cordierita e materiais espinélio (MgO*Al2O3).

e) Processo de produção

[00062] Os materiais cerâmicos leves da invenção podem ser produzidos por qualquer processo geralmente conhecido como produtos moldados e não moldados. Os produtos podem ser cozidos a altas temperaturas de geralmente > 1000 °C antes da utilização ou então podem ser tratados termicamente em uma temperatura mais baixa.

[00063] A etapa de trabalho mais importante em todas as formas de realização dos materiais é a introdução das partículas poliméricas que queimam sem deixar um resíduo em uma composição cerâmica bruta. Sua natureza, por exemplo, estrutura da partícula, teor de água, aglutinante, reologia, etc., dependem da técnica de moldagem utilizada. Dependendo da cerâmica, é introduzido até 95% em volume, por exemplo, ou apenas um máximo de 70% em volume de partículas po- liméricas. A quantidade máxima é determinada pelo fato de que o tratamento tem de ser feito em que as partículas poliméricas não entram em contato umas com as outras.

[00064] O processo de mistura subsequente é realizado de tal maneira que a distribuição homogênea das partículas poliméricas, em primeiro lugar, permanece assegurada e, em segundo lugar, uma boa mistura é alcançada. Isso depende de fatores como o tipo e a natureza das composições brutas cerâmicas a serem produzidas. Neste contexto, o tipo de expressão se refere à forma em que a composição cerâmica bruta está presente, por exemplo, seca ou semi-seca ou plástica ou fundível. A expressão natureza se refere a fatores como estrutura das partículas, teor de água, tipo de aglutinante, reologia, etc.

[00065] Os polímeros acima mencionados são particularmente adequados para esta finalidade. Os polímeros de suspensão preferidos de polimetacrilato com um teor muito elevado de MMA são muito particularmenteúteis.

[00066] Após a produção da composição cerâmica bruta mista contendo as partículas poliméricas, outras etapas de processamento acontecem, dependendo do tipo e utilização do produto.

PRODUTOS MOLDADOS

[00067] Um objeto com a geometria desejada é formado a partir da composição cerâmica que contém partículas poliméricas homogenea-mentedistribuídas utilizando técnicas de modelagem geralmente conhecidas. A escolha de um processo de moldagem adequado depende da geometria do produto final e da natureza associada da composição cerâmica.

[00068] A moldagem pode ser realizada, por exemplo, por fundição por escorregamento, moldagem por injeção, moldagem de composições plásticas, prensagem semi-seca ou seca ou outros métodos de modelagem. É também concebível cozer a cerâmica não moldada e, subsequentemente, modelá-la, por exemplo, por corte ou moagem.

[00069] Em particular, a composição cerâmica bruta pode ser moldada por, por exemplo, prensagem. Aqui, a composição cerâmica bruta completamente formulada após a mistura é prensada em um molde sob uma pressão p1. Este molde pode ser um molde de madeira, plástico, metal, pedra, gesso ou cerâmica. O objeto cerâmico produzido desta maneira é removido do molde e seco a uma primeira temperatura T1, que deve ser inferior à temperatura limite e é de preferência abaixo da temperatura de transição vítrea do polímero por um tempo t1. T1, p1 e t1 são determinados pela composição das composições brutascerâmicas utilizadas e são conhecidos para aqueles versados na técnica. Como uma alternativa, a composição cerâmica pressionada também pode permanecer no molde e ser removida do molde só após endurecimento e secagem. Como alternativa, a composição cerâmica bruta definida e seca também pode permanecer no molde e ser removida depois da operação de cozimento. Em uma terceira forma de realização alternativa, o molde é queimado sem deixar um resíduo durante a operação de cozimento e é, assim, removido.

PRODUTOS NÃO COZIDOS MOLDADOS

[00070] Após moldagem e, opcionalmente, endurecimento, os pro- dutos são retirados do molde e submetidos a um tratamento térmico. Isto inclui as operações habituais em tecnologia de cerâmica. Na maioria dos casos, o tratamento térmico tem início a temperaturas inferiores a 200 °C. Nesta etapa, os produtos moldados são secos.

[00071] No caso de materiais quimicamente ligados ou materiais ligados por carbono, esta etapa de trabalho serve também para curar o aglutinante utilizado. Como aglutinantes químicos, é feito uso de ligan- tes geralmente conhecidos, como ácido fosfórico, soluções aquosas de fosfatos ou sulfatos, silicato de sódio, sol de sílica, etc. Em alguns casos, especialmente em produtos refratários, resinas sintéticas e naturais, breu, alcatrão, etc. são utilizados como aglutinantes de carbono. Para alguns produtos deste grupo de produtos, o processo de produção termina após secagem, uma vez que tenham atingido as propriedades de utilização necessárias, como resultado do ligante químico. Em muitos casos, os produtos quimicamente ligados, produtos ligados por carbono ou produtos que tenham ligação hidráulica, por exemplo, concretos refratários, podem ser submetidos a um condicionamento. Para uma pessoa especializada na técnica, o condicionamento é um tratamento térmico no intervalo de temperaturas abaixo de 1000 °C. A temperatura depende da composição cerâmica, mas é pelo menos uma temperatura que é pelo menos 100 °C acima, de preferência 200 °C acima, da temperatura limite dos polímeros presentes nas partículaspoliméricas. Nesta etapa do processo, os processos de decomposição das partículas poliméricas e os aglutinantes são realizados e os produtos de decomposição voláteis liberados são conduzidos para fora do material de uma forma controlada. Como exemplo, pode ser mencionadaágua de cristalização do aglutinante químico ou hidráulico e produtos da decomposição do aglutinante de carbono.

[00072] Após condicionamento, o tratamento térmico é concluído para alguns produtos, visto que alcançaram as propriedades de uso necessárias após o condicionamento. Exemplos que podem ser men-cionadossão materiais de alta alumina que têm ligação fosfato e materiais de alumina ou materiais de magnésia com ligação carbono.

PRODUTOS COZIDOS MOLDADOS

[00073] Os produtos secos, conhecidos como corpos verdes, são submetidos ao cozimento cerâmico. Um grupo específico de produtos é formado por materiais cerâmicos que são produzidos por meio de moldagem por injeção. Os produtos são produzidos utilizando quantidades relativamente grandes de aditivos orgânicos, como ceras, as quais devem ser removidas em uma operação específica de remoção da aglutinante no intervalo de temperatura abaixo de 1000°C antes do cozimento de alta temperatura.

[00074] O cozimento cerâmico é realizado de modo que as partículas cerâmicas da matriz do material são sinterizadas de forma tão densa quanto possível. A forma e a proporção dos poros esféricos isolados devem ser mantidas aqui. Tanto a sinterização a seco sem uma fase líquida quanto a sinterização na presença de uma fase líquida são adequadas para esta finalidade. Neste último caso, a matriz do material pode ser parcialmente ou completamente vitrificada. A temperatura de cozimento cerâmico é dependente da composição cerâmica. No entanto, ela é pelo menos uma temperatura que é pelo menos 200°C acima, de preferência pelo menos 300°C acima e particularmente preferivelmente pelo menos 500°C acima da temperatura limite dos polímeros presentes nas partículas poliméricas.

[00075] Para auxiliar o processo de sinterização, componentes reativos, sínter-ativos, por exemplo, nanopós, micropós, auxiliares de sin- terização, formadores de vidro, podem ser adicionados à mistura.

[00076] Não é necessário densificar a matriz do material plenamente a uma porosidade de 0%. Dependendo do campo de utilização, a matriz pode conter uma porosidade residual. O tamanho dos poros da matriz é crítico. Os poros devem ser apenas tão pequenos de modo que evitem a intrusão de substâncias nocivas, tais como a água, escórias ou fundidos de metal.

[00077] Em princípio, a alta densificação na realização do processo da invenção tem a desvantagem de que a remoção de monômeros torna-se mais difícil e ocorre apenas de forma incompleta em algumas circunstâncias. A densificação da matriz cerâmica pode, como alternativa e quando necessário, ser efetuada por controle adequado do regime de cozimento para a cerâmica.

PRODUTOS NÃO MOLDADOS

[00078] O termo produtos não moldados se refere a misturas de agregados e auxiliares e aditivos, principalmente aglutinantes. Eles são preparados prontos para uso direto ou no estado de fornecimento ou após a adição de líquidos adequados. Produtos refratários isolantes têm uma porosidade total de > 45%. Após cura, secagem e aquecimento, forma-se um revestimento do forno. Os produtos cerâmicos não moldados, em particular os produtos refratários não moldados, são importância continuamente crescente. Além de concretos refratários, outros produtos cerâmicos não modelados, por exemplo, arga-massas, cimentos adesivos, composições de compactação, composições de pulverização, etc., são amplamente utilizados.

CONCRETOS FUNDIDOS

[00079] Em uma forma de realização particular, as cerâmicas da invenção são concretos fundidos. A seção a seguir descreve este aspecto particular, sem restringir a invenção de qualquer maneira.

[00080] Um material cerâmico fundido é de preferência produzido a partir de concretos refratários finamente particulados ou composições brutas, de preferência na forma de composições que fluem sozinhas. Estas composições brutas são caracterizadas pelo fato de que a proporção de partículas maiores do que 0,6 mm é mais do que 10% em peso. No entanto, estes concretos refratários são simplesmente uma forma de realização possível da presente invenção. O processo da invenção para a formação de poros pode ser aplicada a qualquer tipo de composições cerâmicas. Materiais refratários são simplesmente uma forma de realização preferida.

[00081] Para melhorar as propriedades reológicas ou para melhorar a resistência do material no estado verde (isto é, no estado não cozido), a composição pode ser suplementada com vários agentes auxiliares e aditivos, como plastificantes, agentes de endurecimento ou aglutinantes. Para a produção de produtos não cozidos, por exemplo, concretosrefratários ou composições de compactação, as composições podem ser produzidas com a ajuda de aglutinantes hidráulicos conhecidos, como cimento refratário ou aglutinantes químicos, como silicato de sódio, compostos de fosfato, sulfato de magnésio ou aglutinantes de polissiloxano.

[00082] A fim de melhorar as propriedades de uso, outros aditivos como fibras metálicas, fibras de vidro, fibras cerâmicas ou outros materiais geradores de porosidade podem também ser misturados com a composição.

[00083] As partículas poliméricas utilizadas de acordo com a invenção são agitadas na composição cerâmica bruta. Os parâmetros de processo necessários para este efeito, por exemplo, geometria do agitador, velocidade de agitação e tempo de agitação, são uma função da constituição da composição cerâmica bruta, do tamanho das partículas poliméricas e a sua proporção. Este processo de mistura pode ser realizado antes, durante ou após a adição de outros agregados para a composição cerâmica bruta. A agitação e/ou mistura é, em uma primeira forma de realização, realizada a seco. Em uma forma de realização alternativa, também é possível a utilização de suspensões de partículas poliméricas em um líquido que é, de preferência, água, uma resina sin- tética ou um álcool. Suspensões aquosas são obtidas, por exemplo, como produto principal em uma polimerização em suspensão e podem ser adicionadas desta forma diretamente à composição cerâmica. Neste caso, a água da suspensão pode ser simultaneamente utilizada como água de composição para a composição cerâmica bruta.

[00084] Após mistura, a composição cerâmica bruta totalmente formuladaé vertida em um molde. Este molde pode ser um molde de madeira, plástico, metal, gesso ou cerâmica ou ser uma marca na areia ou uma composição refratária. Esta composição bruta é endurecida ou solidificada no molde a uma primeira temperatura T1, que pode ser a temperatura ambiente, por exemplo, e deve estar abaixo da temperatura limite e é, de preferência, abaixo da temperatura de transição vítrea do polímero por um tempo t1. T1 e t1 que são determinados pela composição da composição cerâmica bruta utilizada e são conhecidos para os versados na técnica. Após endurecimento ou solidificação, o intermediário cerâmico é removido do molde e submetido a um processo de secagem geralmente conhecido. Como alternativa, a composição cerâmica bruta endurecida também pode permanecer no molde e ser removida após o endurecimento. Em uma terceira forma de realização alternativa, o molde é queimado sem deixar um resíduo durante o endurecimento e é, assim, removido.

[00085] O endurecimento é realizado a uma temperatura T2, mais uma vez, específica para o material, a qual deve estar acima da temperatura limite do polímero e o ponto de ebulição dos monômeros liberados; T2 é de preferência pelo menos 200°C acima, de preferência pelo menos 300°C acima, particularmente de preferência pelo menos 500 °C acima da temperatura limite ou ponto de ebulição, dependendo de qual dos dois é maior. Em geral, tais operações de cozimento para a cerâmica são realizadas acima de 1000°C, em particular acima de 1200°C. O tempo t2 que é necessário para esta finalidade é, mais uma vez, determinado pela composição da cerâmica e a forma e, em especial, as dimensões do material a ser cozido.

[00086] O cozimento pode ser levado sob um gás de proteção, em uma atmosfera de ar ou mesmo em uma atmosfera enriquecida com oxigênio, sem formação significativa de fuligem ou ocorrência de produtos de craqueamento nos poros ou no material. Uma vantagem particular da presente invenção é que o processo também pode ser realizado com a exclusão de oxigênio e, portanto, também para materiais sensíveis à oxidação. Isso não é possível quando se utiliza formadores de poros de acordo com a técnica anterior. Os monômeros liberados durante o cozimento na ausência de oxigênio devem, preferencialmente, ser retirados por meio de um aparelho apropriado e recolhido.

[00087] No caso de cozimento em uma atmosfera que contém oxigênio, de preferência uma atmosfera contendo oxigênio com uma pressão reduzida, os monômeros liberados após despolimerização queimam quase completamente para formar água e dióxido de carbono e/ou monóxido de carbono. Aqui, em particular preferência é dada ao uso de um polímero rico em oxigênio com um teor de oxigênio de pelo menos 25% em peso. Tal polímero queima de uma maneira particularmente livre de fuligem. Um exemplo de tal polímero é metacrilato de polimetila puro.

[00088] Para a produção de produtos cerâmicos refratários não moldados como concretos, composições de compactação, etc., a composição cerâmica é instalada em instalações industriais no local, utilizando tecnologias conhecidas e geralmente passados para o uso.

MATERIAIS CERÂMICOS

[00089] A presente invenção também fornece novos materiais cerâmicos que podem ser produzidos por meio do processo da invenção. Estes são materiais cerâmicos leves, de preferência refratários que têm uma proporção de poros superior a 20% em volume, de preferên- cia no intervalo de 30 a 90% em volume e de modo particularmente preferido de 40 a 70% em volume.

[00090] Os poros aqui são esféricos e de preferência predominantemente isolados e têm uma relação de aspecto média máxima de não mais do que 1,4, de preferência não mais do que 1,2, particularmente preferivelmente não mais do que 1,1, de modo análogo às partículas poliméricas usadas. O tamanho dos poros da cerâmica produzida de acordo com a invenção se aproxima do tamanho das partículas poli- méricas usadas, mas pode desviar-se do mesmo em até 25%, em particular ser maior. Os poros, assim, têm um diâmetro no intervalo de 0,1 μm a 3,5 mm, de preferência de 4 μm a 3,5 mm, particularmente preferivelmente de 7,5 μM a 1,25 mm e muito particularmente preferivelmente de 15 μm a 250 μm.

[00091] Em particular, é possível realizar cerâmicas em cuja matriz os poros não estão em contato ou em contato uns com os outros em uma proporção inferior a 10%, de preferência menos do que 5%.

[00092] Além disso, os materiais cerâmicos da invenção são caracterizados pelo fato de terem uma percentagem de fuligem inferior a 0,1% em peso, de preferência menos do que 0,05% em peso e particularmente de preferência menos do que 0,01% em peso.

[00093] Além disso, os materiais cerâmicos da invenção são, de preferência, caracterizados pelo fato de que eles têm uma porosidade relativa no intervalo de 5 a 80%, de preferência de 10 a 80% e especialmente de preferência de 20 a 70%. Particularmente nestes intervalos,é possível realizar cerâmicas em cuja matriz os poros não estão em contato ou em contato uns com os outros apenas em uma proporção inferior a 10%, de preferência menos do que 5%.

[00094] Um parâmetro que descreve igualmente o material cerâmicoé a porosidade ou a densidade relativa. A densidade relativa é definida pela razão de densidade total para densidade pura, possivelmen- te expressa como uma percentagem. Densidade total é a densidade do corpo poroso incluindo os poros. Densidade pura é a densidade da matriz cerâmica sem levar em conta os poros.

[00095] Materiais cerâmicos porosos desempenham um papel importante como materiais de isolamento térmico, tanto na construção civil quanto na indústria de refratários. No entanto, outros campos de utilização como a tecnologia de reator, tecnologia de catalisador, tecnologia de construção leve, como cerâmica de construção leve ou telhas termicamente isolantes, azulejos termicamente isolantes, cerâmica de cozinha até a produção de joias são, por exemplo, também concebíveis para os materiais cerâmicos da invenção. Os materiais produzidos de acordo com a invenção são particularmente adequados para aplicações de alta temperatura, como fornos de alta temperatura de isolamento interno ou a construção de vagonetes de fornos túnel. Aqui, o produto cerâmico pode ser produzido e utilizado como um pro-duto moldado ou não moldado. Produtos não moldados podem ser subsequentemente cortados, serrados ou moídos. Além disso, o pro-dutocerâmico pode ser produzido e processado ainda como produtos cozidos ou crus.

EXEMPLOS MÉTODOS DE MEDIÇÃO:

[00096] Distribuição de tamanho de partícula das partículas polimé- ricas: a medição é realizada utilizando um instrumento Coulter LS 200. Preparo da amostra: 2 espátulas de substância de teste são suspensas em cerca de 20 mL de água deionizada em uma proveta de vidro de 50 mL. Uma gota de solução Triton X-100 é subsequentemente adicionada e a amostra é purgada durante 1 minuto em um banho ul- trassônico externo.

[00097] Procedimento de medição: a medição é efetuada a uma concentração de 9% a 11%. O curso da medição é controlado por computador. Três medições individuais são realizadas. Os resultados apresentados são o DV50 médio destes.

[00098] Testes termogravimétricos (TGA) em uma atmosfera de ar utilizando uma velocidade de aquecimento de 5 K/min até uma temperaturamáxima de 1000°C. Esta temperatura é mantida até o peso ser constante.

[00099] Peso da amostra: partículas poliméricas puras, cerca de 2 g

[000100] Partículas poliméricas embebidas em uma matriz refratária: cerca de 20 g

[000101] A determinação das propriedades fundamentais dos materiais examinados foi realizada por meio de métodos baseados nas seguintes normas DIN EN:

[000102] Porosidade aberta (OP) e densidade total (OD): de acordo com DIN EN 993-1

[000103] Resistência à compressão a frio (CCS): de acordo com DIN EN 993-5

[000104] Retração (S): conforme DIN EN 993-10

[000105] Os polímeros do grau Degacryl (disponível por Evonik Rohm GmbH) utilizados são polímeros em suspensão de PMMA puro. Em detalhe, os produtos utilizados têm as seguintes características. O peso molecular ponderado médio foi determinado por meio de croma- tografia de permeação em gel (GPC).

[000106] DEGACRYL M449: PMMA dy5o: 90 - 110 μm

[000107] DEGACRYL M527: PMMA dy5o: 33 - 41 μm

[000108] DEGACRYL M546: PMMA dy50: 55 - 70 μm A) Cerâmica leve termicamente isolante

Exemplos 1 - 4: Materiais refratários leves fundidos

[000109] Um concreto refratário refinado como mistura de alumina calcinada (CT) e um corpo polimérico foi examinado como composição cerâmica bruta. Para estudar a influência de um óxido de alumínio mais grosseiro, misturas compreendendo alumina sinterizada (T60, tamanho de partícula inferior a 45 μm) foram também examinadas. Como aglutinante, foi feito uso de 4 partes por peso de cimento refra-tário de aluminato de cálcio: a composição de concreto foi produzida utilizando 12% em peso (por 100 partes de massa seca) de água (referida como água de composição). DEGACRYL M449 (M449) em várias quantidades adicionadas foi usado como corpo polimérico. As partículas poliméricas foram misturadas em primeiro lugar com a composição bruta de concreto totalmente misturada por meio de agitação. Amostras de teste cilíndricas (diâmetro e altura de 46 mm) foram fundidas a partir da composição cerâmica bruta que contém as partículas polimé- ricas. Isto foi efetuado por derramamento em um molde plástico. As amostras de teste foram subsequentemente secas a 110°C durante quatro horas. Após a secagem, a cerâmica foi cozida a 1500°C em uma atmosfera de ar durante 4 horas. A composição das misturas examinadas e as propriedades das amostras de teste cozidas são mostradas na Tabela 1.

[000110] Os materiais refratários leves fundidos de acordo com a invenção apresentam densidades gerais muito baixas. A densidade total é no intervalo de cerca de 16 a 30% do valor teórico. Isto corresponde a uma porosidade no intervalo de 70 a 84%.

[000111] A densificação da microestrutura pode ser controlada pela magnitude da proporção de partículas poliméricas.

[000112] Os materiais possuem uma baixa resistência compressiva a frio que é característica do tipo de material, devido à elevada porosidade. O valor de CCS pode ser adicionalmente influenciado de forma positiva através de medidas específicas. Estas incluem, entre outros, a substituição parcial da alumina calcinada por alumina bem sinterizada.

[000113] É evidente a partir das curvas TGA anexas aos desenhos que as partículas poliméricas utilizadas de acordo com a invenção podem ser removidas da cerâmica sem deixar resíduo, a temperaturas inferiores a 500°C.

Exemplo 5: materiais de alumina fundidos leves (com o Exemplo Comparativo 1)

[000114] Como composição cerâmica bruta, um revestimento foi produzido a partir de 90% em peso de alumina calcinada e 10% em peso de um aluminato de cálcio como aglutinante. A composição de concreto foi misturada com 14,5% em peso (por 100 partes de massa seca) de água de composição. 30% em peso de DEGACRYL M527 (M527) (com base em 100% em peso de revestimento) foram utilizados como partículas poliméricas. As partículas poliméricas foram misturadas em primeiro lugar com a composição cerâmica bruta totalmente misturada por meio de agitação. Amostras de teste cilíndricas (diâmetro e altura de 46 mm) foram subsequentemente fundidas a partir da composição cerâmica bruta que contém as partículas poliméricas. Isto foi realizado por derramamento em um molde plástico. As amostras de teste foram subsequentemente secas a 110°C durante quatro horas. Após secagem, a cerâmica foi cozida a 1500°C em uma atmosfera de ar durante 4 horas.

[000115] Para comparação, as misturas com 20% em peso de um agregado convencional que pode ser queimado (aparas) foram também examinadas. Para ser capaz de incorporar esta quantidade de agregado na composição cerâmica, a quantidade de água adicionada precisou ser aumentada para cerca de 28% em peso. As outras condições de produção e de teste foram idênticas. Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 2. Tabela 2. Materiais de alumina leves fundidos

RESULTADOS

[000116] A composição cerâmica com uma adição de DEGACRYL requer significativamente menos (cerca de 50%) água de composição em comparação com o produto convencional, apesar de uma quantidade mais elevada de agregados.

[000117] A resistência da composição DEGACRYL seca é muito alta em relação ao agregado convencional.

[000118] A uma densidade total aproximadamente igual, as composições cerâmicas cozidas que contêm proporções de polímero apresentam uma resistência muito elevada. Esta é quase 75% mais elevada do que a dos materiais que contêm o outro agregado convencional.

Exemplos 6 a 9: Materiais de mulita leves fundidos (com o Exemplo Comparativo 2)

[000119] Uma mistura homogênea de uma mistura bruta de mulita e Degacryl M449 foi produzida por meio de agitação. A mistura bruta de mulita foi uma mistura de matérias-primas utilizadas industrialmente para a produção de mulita sinterizada. O teor de umidade da mistura foi cerca de 16% em peso. A proporção de Degacryl foi, dependente do exemplo, no intervalo de 10 a 70% em peso (ver Tabela 3). O requisito de água de composição foi, como uma função da proporção de Degacryl, no intervalo de 33 a 45% em peso. As matérias-primas cerâmicas foram primeiramente misturadas com a água de composição. Degacryl M449 foi introduzido no final do processo de mistura e homogeneamente dispersa. As amostras de teste (diâmetro e altura em cada caso de 46 mm) foram produzidas sem aglutinante, fundindo-as em um molde plástico. Os moldes foram secos a 110°C, durante 24 horas. As amostras de teste foram subsequentemente submetidas a um processo de cozimento de duas fases em uma atmosfera de ar, utilizando os seguintes parâmetros:

[000120] Estágio I. Temperatura de cozimento de 1000°C, velocidade de aquecimento de 1 K/min, sem tempo de espera

[000121] Estágio II. Temperatura de cozimento de 1600°C, velocidade de aquecimento de 5 K/min, tempo de espera 4 h

[000122] A densidade total (OD) foi determinada quanto às amostras de teste secas. A densidade total (OD), a porosidade aberta (OP), a resistência compressiva a frio (CCS) e a retração (S) foram determinadas nas amostras cozidas.

[000123] As adições de H2O são com base na massa sem Degacryl M449.

[000124] Os resultados mostram que os materiais de mulita leves, altamente porosos com bons valores de resistência podem ser produzidos com a adição de partículas poliméricas.

Exemplos 10 a 13: materiais de Al2O3-CA6 leves fundidos (com Exemplo Comparativo 3)

[000125] Nesses exemplos, cerâmicas refratárias correspondentes a cerâmicas comercialmente disponíveis contendo hexa-aluminato de cálcio (CaO*6Al2O3) como agregado leve microporoso foram produzidas de acordo com a invenção. O referido produto contém cerca de 8,5% em peso de CaO e cerca de 91% em peso de Al2O3. Ele tem uma porosidade aberta de cerca de 75% em volume. O produto é utilizado como material particulado para a produção de produtos refratários leves termicamente isolantes. Uma desvantagem do material é o teor relativamente alto de CaO, que prejudica a resistência à corrosão e as propriedades termomecânicas dos materiais refratários.

[000126] Nestes exemplos, foram produzidas cerâmicas de acordo com a invenção com um teor de CaO inferior, mas propriedades de isolamento térmico comparáveis às do produto convencional. Degacryl M 527 foi usado como formador de poros.

[000127] A composição cerâmica usada como revestimento era composta de 90% em peso de alumina calcinada NO 645, 10% em peso de cimento de aluminato de cálcio Secar 71, 1% em peso de plastificante (ADS, ADW) e várias quantidades de água de composição (ver Tabela 4). A composição química calculada após endurecimento da mistura utilizada é de 3% em peso de CaO e 97% em peso de Al2O3. Isto corresponde a um teor de hexa-aluminato de cálcio de cerca de 34% em peso. O restante é formado por α-alumina (α-Al2O3). O teor de Degacryl foi, dependendo do exemplo, no intervalo de 10 a 70% em peso (veja Tabela 4). As matérias-primas cerâmicas foram primeiramente misturadas com água de composição. A exigência de água de composição foi, dependendo do teor de Degacryl, no intervalo de 12 a 30% em peso (vide Tabela 4). Degacryl M527 foi adicionado no final do processo de mistura e homogeneamente disperso. As amostras de teste (diâmetro e altura em cada caso de 46 mm) foram produzidas por fundição em um molde plástico. Após endurecimento, os moldes foram secos a 110°C durante 24 horas. As amostras de teste foram subsequentemente submetidas a um processo de cozimento de dois estágios em uma atmosfera de ar, utilizando os seguintes parâmetros:

[000128] Estágio I. Temperatura de cozimento de 1000°C, velocidade de aquecimento de 1 K/min, sem tempo de espera

[000129] Estágio II. Temperatura de cozimento de 1600°C, velocidade de aquecimento de 5 K/min , tempo de espera de 4 horas

[000130] A densidade total (OD) foi determinada quanto às amostras de teste secas. A densidade total (OD), a porosidade aberta (OP), a resistência compressiva a frio (CCS) e a retração (S) foram determinadas nas amostras cozidas.

[000131] As adições de H2O são baseadas na massa sem Degacryl M527.

[000132] O aditivo Degacryl M527 provoca um aumento da porosida- de aberta. A uma adição de mais de 30% em peso, um aumento a mais de 55% em volume pode mesmo ser alcançado. Mesmo quantidades maiores adicionadas resultam em materiais leves, altamente porosos com uma porosidade aberta superior a 70% em volume. Estes materiais, em especial, exibem uma boa razão de força para densidade total.

Exemplos 14 a 17: materiais de alumina leves fundidos tendo uma proporção de partículas grossas (com o Exemplo Comparativo 4)

[000133] Estes exemplos mostram que materiais cerâmicos leves de acordo com a invenção podem ser produzidos mesmo com a adição de componentes grosseiramente particulados. Com base nos resultadosalcançados nos testes preliminares, uma composição cerâmica foi utilizada como revestimento composto de 47,5% em peso de alumina sinterizada T60, 47,5% em peso de alumina calcinada No. 645, 5% em peso de cimento de aluminato de cálcio SECAR 71, 1% em peso de plastificante (ADS, ADW) e várias quantidades de água de composição (vide Tabela 5) para os experimentos.

[000134] Degacryl M546 foi utilizado como corpo polimérico. O teor de Degacryl estava no intervalo de 10 a 70% em peso (para quantidades, vide Tabela 5). As matérias-primas cerâmicas foram primeiramente misturadas com a água de composição. A exigência de água de composição requisito foi, dependendo do conteúdo de Degacryl, no intervalo de 12 a 30% em peso (vide Tabela 5). Degacryl M546 foi adicionado ao final do processo de mistura e disperso homogeneamente por meio de agitação. As amostras de teste (diâmetro e altura em cada caso de 46 mm) foram produzidas por fundição em um molde plástico. Após endurecimento, os moldes foram secos a 110°C durante 24 horas. As amostras de teste foram subsequentemente submetidas a um processo de cozedura de duas fases em uma atmosfera de ar, utilizando os seguintes parâmetros:

[000135] Estágio I. Temperatura de cozimento de 1000°C, velocida- de de aquecimento de 1 K/min, sem tempo de espera

[000136] Estágio II. Temperatura de cozimento de 1600°C, velocidade de aquecimento de 5 K/min, tempo de espera de 4 h

[000137] A densidade total (OD) foi determinada quanto às amostras de teste secas. A densidade total (OD), a porosidade aberta (OP), a resistência compressiva a frio (CCS) e a retração (S) foram determinadas nas amostras cozidas.

[000138] As adições de H2O são com base na massa sem Degacryl M546.

[000139] Mesmo após a adição de uma fração de partículas grossas, pode ser produzida uma cerâmica refratária de acordo com a invenção. Além disso, a retração no cozimento dos materiais pode ainda ser reduzida aqui pela adição de Degacryl. Por outro lado, a fração de partículas grossas provoca uma redução dos valores de resistência.

[000140] A formação de poros esféricos e isolados nos materiais dos Exemplos 15 e 17 e a ausência de tais poros, no caso do exemplo comparativo CE 4, podem facilmente ser vistas a partir das Figuras 5 a 7.

Exemplo 18: Comparação com agregados convencionais que podem ser queimados (com Exemplo Comparativo 5)

[000141] Uma composição cerâmica que compreende 90% em peso de alumina calcinada NO 645 e 10% em peso de cimento de aluminato de cálcio Secar 71 foi utilizada como revestimento. 1% em peso de plastificante (ADS + ADW) e 14,5 por cento em peso de água de composição foram adicionalmente adicionados a isso. Esta composição foi dividida em duas porções iguais. 30% em peso de Degacryl M527 foram subsequentemente adicionados à primeira porção do Exemplo 18 e 20% em peso de aparas foram adicionados à segunda porção para o Exemplo Comparativo 5. Ambas as quantidades de agregados tiveram o mesmo volume.

[000142] As partículas poliméricas são, em primeiro lugar, misturadas com a composição cerâmica totalmente misturada por agitação no Exemplo 18. Amostras de teste cilíndricas (diâmetro e altura em cada caso de 46 milímetros) foram produzidas a partir do revestimento que contém as partículas poliméricas, fundindo em um molde plástico. As amostras de teste foram subsequentemente secas a 110°C durante 4 horas. Após secagem, a cerâmica é cozida a 1500°C em uma atmosfera de ar durante 4 horas.

[000143] No caso do exemplo comparativo 5, o procedimento correspondente foi seguido com a adição de 20% em peso de um agregado convencional, que pode ser queimado (aparas). A fim de ser capaz de incorporar esta quantidade de agregado ao revestimento de composição cerâmica, a adição de água precisou ser aumentada para cerca de 28% em peso. As outras condições de produção e de teste foram as mesmas em ambos os casos. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 5.

[000144] A composição de cerâmica com adição de Degacryl exigiu significativamente menos (cerca de 50%) água de composição em comparação com o produto de acordo com a técnica anterior, apesar de uma maior quantidade de agregado. A força da composição de De- gacryl seca é muito alta em relação ao agregado de acordo com a técnica anterior. À mesma densidade global aproximadamente, as composições cerâmicas cozidas contendo proporções de polímero são caracterizadas por uma elevada resistência. Ela é praticamente 75% mais elevada do que a dos materiais que contêm o agregado convencional.

Exemplo 19 e Exemplo Comparativo 6: materiais leves prensados a seco

[000145] Um material de mulita finamente particulado, tamanho de partícula máximo de 100 μm, serviu como modelo. DEGACRYL M449 foi utilizado como o agregado que pode ser queimado. A proporção do polímero foi de 30% em peso. A matéria-prima de mulita foi misturada a seco com o DEGACRYL. 10% em peso de licor residual de sulfito foram adicionados como aglutinante. Amostras de teste padrão cilíndricas 50 x 50 mm foram produzidas a partir da mistura homogeneamente misturada por prensagem uniaxial em um molde de aço. A pressão de compressão foi de 50 MPa. As amostras de teste foram secas a 110°C durante 24 horas e em seguida cozidas a 1500°C durante 2 horas. A resistência à compressão a frio e a densidade total das amostras de teste cozidas foram examinadas. Para comparação, os materiais de mulita produzidos utilizando 30% em peso de serra- gem de madeira foram também examinados. Produção e testes foram idênticos. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 6.

TD = Densidade teórica do material (densidade pura)

[000146] A resistência dos materiais de mulita leves produzidos usando DEGACRYL é um fator 2,2 mais elevado do que o obtido usando agregado convencional.

Exemplo 20 e Exemplo Comparativo 7: materiais leves refratários plasticamente moldados

[000147] Este exemplo se refere especificamente a um material schamotte plasticamente moldado. Uma argila refratária serviu como matéria-prima básica. DEGACRYL M527 foi empregado como o agregado que pode ser queimado. A composição cerâmica plástica foi produzida a partir de 82% em peso de argila e 12% em peso de água. A composição foi então misturada homogeneamente com o polímero em uma razão de 30% em peso de DEGACRYL M527 por 100% em peso da composição cerâmica. Amostras de teste cúbicas com um comprimento de aresta de 30 mm foram produzidas a partir da composição plástica. As amostras de teste foram secas a 110°C durante 24 horas e em seguida cozidas a 1000°C durante 2 horas. A resistência à compressão a frio e a densidade total foram determinadas quanto às amostras de teste cozidas. Por comparação, os materiais schamotte produzidos utilizando serragem de madeira foram também examinados (vide Exemplo Comparativo 4). Devido às difi- culdades com a produção da composição que contém grandes quantidades de serragem de madeira, a proporção deste agregado foi reduzida para 20% em peso. As outras condições de produção e de teste permanecem inalteradas. Os resultados obtidos são mostrados na Tabela 7.

[000148] A resistência do schamotte leve produzido utilizando DE- GACRYL é, a uma densidade total inferior praticamente 20%, aproximadamentetão forte quanto o produto produzido com agregados tradicionais.

B) Cerâmica refratária densa

[000149] Exemplos 21 a 25: materiais de alumina prensados com o Exemplo Comparativo 8

[000150] O objetivo desta série de experimentos foi comparar vários graus de Degacryl: DEGACRYL M449, DEGACRYL M527, DEGA- CRYL M546.

[000151] A quantidade de partículas poliméricas adicionadas é:

[000152] Exemplo Comparativo 8: 0% em peso

[000153] Exemplo 21: 1% em peso de DEGACRYL M449

[000154] Exemplo 22: 5% em peso de DEGACRYL M449

[000155] Exemplo 23: 10% em peso de DEGACRYL M449

[000156] Exemplo 24: 5% em peso de DEGACRYL M527

[000157] Exemplo 25: 5% em peso de DEGACRYL M546

[000158] Os experimentos foram realizados em um material de alumina prensado com a seguinte estrutura de partícula:

[000159] Alumina sinterizada: 1 - 2 mm - 50% em peso

[000160] Alumina sinterizada: 0,2 - 0,6 mm - 10% em peso

[000161] Alumina sinterizada: < 0,1 mm - 40% em peso

[000162] Licor de sulfito (4% em peso) é utilizado como aglutinante temporário. As partículas poliméricas (valores: ver abaixo) são, em primeiro lugar, misturadas secas com a composição cerâmica bruta por agitação. Amostras de teste tendo comprimentos de aresta de 36 mm são prensadas a partir da composição cerâmica bruta que contém as partículas poliméricas. Isto é efetuado por prensagem uniaxial em um molde de aço sob uma pressão de prensagem de 100 MPa. As amostras de teste são subsequentemente secas a 110°C durante 5 horas. Após secagem, a cerâmica é cozida a 1500°C em uma atmosfera de ar durante 4 horas.

[000163] Os resultados são apresentados na Tabela 8.

RESULTADOS

[000164] A adição de DEGACRYL a um material de alumina prensado traz um decréscimo significativo em sua densidade global

[000165] Em uma comparação direta, os produtos M449 e M527 têm melhor desempenho do que M546.

Exemplo 26: material de alumina prensado usando um aglutinante reativo com o Exemplo Comparativo 9

[000166] O objetivo do estudo foi avaliar se a diminuição da resistência provocada por DEGACRYL poderia ser reduzida através da utilização de um aglutinante reativo. Os experimentos foram realizados em um material de alumina prensado com a estrutura de partículas como nos Exemplos 21 a 25. Degacryl M527 serviu como partículas polimé- ricas. O produto foi introduzido seco e misturado com outros componentes. A quantidade adicionada foi de 2% em peso. As amostras de teste (diâmetro = altura = 36 mm) foram produzidas por prensagem uniaxial em um molde de aço usando uma pressão de prensagem de 100 MPa. SDX gel (4%) é utilizado como aglutinante reativo. As amostras de teste secas (110°C, 10 h) são cozidas a 1500°C, em uma at-mosfera de ar durante 4 horas. Os resultados são apresentados na Tabela 9.

[000167] O Exemplo Comparativo 9 foi realizado de forma análoga, sem adição das partículas poliméricas.

RESULTADOS

[000168] A adição de 2% em peso de partículas poliméricas resulta em uma diminuição na densidade geral de cerca de 5%.

[000169] A diminuição na resistência dos materiais de alumina pren- sados ligados por meio de gel de SDX é cerca de 23%. A adição de uma quantidade comparável de M449 ao material de alumina com um aglutinante convencional provoca uma redução na resistência de cerca de 40%. Daí resulta que o enfraquecimento da microestrutura dos materiais produzidos utilizando DEGACRYL pode ser significativamente reduzido pela utilização de um aglutinante reativo.

Exemplos 27 a 31: concreto de alumina finamente particulado com o Exemplo Comparativo 10

[000170] Um cimento de alumina finamente particulado tendo a seguinte estrutura de partícula: alumina sinterizada < 0,045 mm - 50% em peso, alumina calcinada a 50% em peso serviu como o material experimental. O produto DEGACRYL M527 foi usado como formador de poros. Foi introduzido seco e misturado com outros componentes. A quantidade adicionada é: 0, 1, 2, 5, 7 e 10% em peso. As amostras de teste (diâmetro = altura = 46 mm) foram produzidas por fundição em um molde plástico. Um cimento refratário de aluminato de cálcio (4%) é utilizado como aglutinante. As amostras de teste endurecidas e secas (110°C, 10 h) foram cozidas a 1600°C em uma atmosfera de ar durante 4 horas. As propriedades a seguir são determinadas quanto às amostras de teste cozidas em função da quantidade de M527 adicionada: densidade total (OD), porosidade aberta (OP), resistência compressiva a frio (CCS), retração linear (S). Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 10.

RESULTADO

[000171] A densidade global dos concretos de alumina finamente particulados pode ser reduzida até 5% por adição de M527, sem qualquer deterioração significativa dos parâmetros de outros materiais. A quantidade adicionada de M527 necessário para isso é de cerca de 2 a 3%.

Exemplos 32 a 33: concreto alumina grosseiramente particulado com Exemplo Comparativo 11

[000172] Um concreto de alumina industrial serviu como material ex-perimental. O produto DEGACRYL M527 foi usado como formador de poros. Ele foi introduzido seco e misturado com outros componentes. A quantidade adicionada é: 0, 2, 5% em peso. As amostras de teste (diâmetro = altura = 46 mm) foram produzidas por fundição em um molde plástico. Um cimento refratário de aluminato de cálcio (4%) é utilizado como aglutinante. As amostras de teste endurecidas e secas (110°C, 10 h) foram cozidas a 1600°C em uma atmosfera de ar durante 4 horas. As propriedades a seguir são determinadas quanto às amostras de teste cozidas em função da quantidade de M527 adicionado: densidade total (OD), porosidade aberta (OP), resistência compressiva a frio (CCS), retração linear (S). Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 11.

RESULTADO

[000173] Em concreto de alumina industrial grosseiramente particu- lado, a quantidade adicionada justificável de M527 é de 2 a 3%. A redução resultante no peso dos concretos industriais é de 5 a 6%.

DESENHOS

[000174] Figura 1: representação esquemática da microestrutura de uma cerâmica refratária leve com formação de poros de acordo com a técnica anterior, com (1) matriz da cerâmica; (4) poro que não está de acordo com a invenção; as partículas grossas de uma cerâmica prensada que estão opcionalmente presentes de uma maneira análoga à Figura 2 não são mostradas por uma questão de clareza.

[000175] Figura 2: representação esquemática da microestrutura de uma cerâmica refratária leve prensada com formação de poros de acordo com o processo da invenção com (1) matriz da cerâmica; (2) poro; (3) partícula gross. A cerâmica fundida não teria partículas grossas.

[000176] Figura 3: TGA da partícula de polímero DEGACRYL M449.

[000177] Figura 4: TGA de DEGACRYL M449 em um concreto de alumina refratário de acordo com o exemplo 3; peso normalizado para teor de polímero.

[000178] Figura 5: TGA de DEGACRYL M449 em um concreto de alumina refratário de acordo com o exemplo 16; peso normalizado para teor de polímero.

[000179] Figura 6: micrografia ótica de um corte transversal da cerâmica cozida do Exemplo comparativo CE 8.

[000180] Figura 7: microfotografia ótica de um corte transversal da cerâmica cozida do Exemplo 25 (com 30% em peso de Degacryl M546).

[000181] Figura 8: microfotografia ótica de um corte transversal da cerâmica cozida do Exemplo 27 (com 70% em peso de Degacryl M546).

Claims

1. Processo para produção de materiais cerâmicos, carac-terizado pelo fato de que uma composição cerâmica bruta é misturada com 0,5 a 90% em peso de partículas poliméricas esféricas com um diâmetro no intervalo de 5 μm a 3 mm, com base na soma de compo-sição cerâmica bruta e partículas polimérica, e sendo que a composição cerâmica bruta é prensada para gerar um material cerâmico, esta mistura é posteriormente seca, opcionalmente condicionada e cozida, sendo que a composição cerâmica bruta contém mais de 10%, em peso de partículas cerâmicas, as quais são superiores a 0,6 mm, sendo que as partículas poliméricas esféricas são compostas por um polímero cuja temperatura limite inferior a 280°C, e sendo que a composição cerâmica bruta é cozida a uma temperatura a qual é pelo menos 100°C acima da temperatura limite.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas poliméricas esféricas apresentam uma distribuição de tamanho de partícula monomodal.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte-rizado pelo fato de que o polímero é um polimetacrilato, polioximetileno ou poli-α-metilestireno, e que as partículas apresentam um diâmetro no intervalo de 10 μm e 200 μm.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o polimetacrilato apresenta um teor de oxigênio de pelo menos 25% em peso.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o polímero é um polimetacrilato com um teor de metacrilato de metila de pelo menos 80% em peso.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindica-ções1 a 5, caracterizado em que a proporção de partículas poliméri- cas adicionadas à composição cerâmica bruta está no intervalo de 10 a 70% em peso.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que as partículas poliméricas são polímeros termoplásticos de suspensão.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que as partículas poliméricas apresentam uma distribuição de tamanho de partícula no intervalo de 0,5 a 2,0.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que as partículas poliméricas são adicionadas sob a forma de uma suspensão em líquido, de preferência em água, resina sintética ou álcool à composição cerâmica.

10. Material cerâmico refratário, caracterizado pelo fato de que apresenta uma proporção de poros superior a 20% em volume, sendo que os poros não apresentam núcleo negro, sendo que o material cerâmico foi produzido através de um processo, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9, e sendo que os poros são isolados e esféricos.

11. Material, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que apresenta uma proporção de poros no intervalo de 40 a 70% em volume.

12. Material, de acordo com a reivindicação 10 ou 11, ca-racterizado pelo fato de que os poros apresentam um diâmetro no intervalo de 15 μm a 250 μm.

13. Material, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o material do qual o aglutinante foi queimado apresenta uma percentagem de fuligem inferior a 0,05% em peso.

14. Uso de um material, como definido em qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que é como material de isolamento térmico, como forro de trabalho ou isolamento in terno em altos-fornos ou reatores, na construção de reator como material de suporte para catalisadores, para a construção de vagonetes de fornos túnel, como telhas, como azulejos, como cerâmicas para cozinha ou para produção de joias.