DE2333351A1 - Keramischer binder mit verzoegerter abbindewirkung bei temperaturen unterhalb 50 grad celsius - Google Patents

Keramischer binder mit verzoegerter abbindewirkung bei temperaturen unterhalb 50 grad celsius

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DE2333351A1 DE19732333351 DE2333351A DE2333351A1 DE 2333351 A1 DE2333351 A1 DE 2333351A1 DE 19732333351 DE19732333351 DE 19732333351 DE 2333351 A DE2333351 A DE 2333351A DE 2333351 A1 DE2333351 A1 DE 2333351A1
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Description

Oebr. Oiulini GmbH Ludwigshafen a. Rh. Pat 281
Keramischer Binder mit verzögerter Abbindewirkung bei Temperaturen ^unterhalb 50 C
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein keramischer Binder für tonerdehaltige Massen auf Basis Monoaluminiumphosphat, der eine langfristige Lagerung des feuchten . Materials bei Temperaturen unterhalb 500C, insbes. 20 - 300C, ermöglicht, ohne daß Erhärtung durch Austrocknung oder chemisches Abbinden der Masse eintritt sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Verfestigung der tonerdehaltigen und chemisch abzubindenden Massen erfolgt nunmehr erst bei Temperaturen oberhalb 50°C.
Die Gründe für das unerwünschte vorzeitige Erhärten von feuchten tonerdehaltigen Feuerfestmassen, die mit saurem Aluminiumphosphat-Bindemittel zugestellt wurden, sind bekannt und werden vor allem darin gesehen, daß
a) das Al(HpPO^)., mit den ΑΙρΟ,-haltigen Komponenten der Feuerfestmasse unter Bildung von kristallwasserhaltigen sekundären und tertiären Aluminiumphosphaten auch ohne Wärmezuführung, also bei Raumtemperatur, reagiert (Abbindevorgang) und
b) das Wasser aus der Monoaluminiumphosphat-Lösung während der Lagerung allmählich verdunstet.
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Gebr. Giulini GmbH Ludwigshafen a. Rh.
Es ist weiterhin bekannt, daß sich diese beiden Vorgänge in mehr oder weniger starkem Ausmaß überlagern können, und zwar in Abhängigkeit von den Eigenschaften der eingesetzten Massen und Binder sowie den Lagerbedingungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die an sich bekannten Binder auf Monoaluminiumphosphat-Basis für tonerdehaltige Massen so zu verbessern und weiter zu entwickeln, daß die vorerwähnten Nachteile nicht mehr auftreten und die feuerfesten Massen dem Verbraucher gebrauchsfertig und doch unbegrenzt lagerfähig geliefert werden können.
Wie sich überraschenderweise gezeigt hat, kann die gestellte Aufgabe in einfacher Weise mit einer wässrigen Monoaluminiumphosphat-Lösung, die Glycerin und Oxalsäure enthält, gelöst werden. Die zugesetzten Glycerinmengen können 5-25 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung, betragen, liegen jedoch vorteilhafterweise zwischen 15 - 20 Gew.%. Als Oxalsäurezusatz sind bereits Mengen in Höhe von 2 Gew.% ausreichend, wobei ein Zusatz von 8-12 Gew.%, max. 15 Gew.%, zu besonders guten Ergebnissen führt.
In der Zeitschrift J. Am. Ceram. Soc. 4£ (1966) 661/665 wird zwar bereits vorgeschlagen, den zur Verarbeitung von H^PO^ als Bindemittel enthaltenden Feuerfestmassen zur Verfügung stehenden
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Gebr. Giulini GmbH Ludwigshafen a.Rh.
Zeitraum durch Zusatz von geeigneten komplexbildenden Stoffen wie Bernsteinsäure, Gluconsäure, Oxalsäure, Citronensäure u.a. Dicarbonsäuren zu verlängern, jedoch ist die Verwendung der vorgeschlagenen Verzögerer in der Praxis noch nicht zufriedenstellend. So wird es beispielsweise als nachteilig angesehen, daß das Verhältnis dibasische Carbonsäure zu Phosphorsäure sehr groß ist. Es beträgt bei Oxalsäure optimal 1 : 1 und gemäß Seite 664 der erwähnten Druckschrift sollte mindestens 1/3 der eingesetzten Phosphorsäuremenge verwendet werden.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Verzögerer nicht nur der Phosphorsäure sondern auch der Feuerfestmasse beigemischt werden muß.
Es ist zwar auch bereits bekannt, daß Glycerin durch seine wasseranziehende Wirkung der Austrocknung von feuchten Materialien entgegenwirkt, z. B. in kosmetischen Artikeln und Feuerfestmassen. Daß jedoch durch seinen Zusatz die an sich bei Phosphorsäure bekannte Verzögererwirkung von Oxalsäure in wässrigen Monoaluminiumphosphatlösungen derart gesteigert werden kann, konnte aus dem Stand der Technik nicht hergeleitet und muß als überraschend bezeichnet werden.
Da kristallisierte Oxalsäure einerseits bis zu 14- % in 50%iger Monoaluminiumphosphatlösung löslich ist (im Gegensatz zu 75 %iger Phosphorsäure, die nur geringe Oxalsäuremengen löst) und anderer-
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Gebr. Giulini GmbH Lu.dwigshafena.Rb..
seits Glycerin mit Monoaluminiumphosphatlösung sehr gut mischbar ist, kann aus Oxalsäure, Glycerin und Monoaluminiumphosphatlösung ein Einkomponentenbinder hergestellt werden, durch den der bisher notwendige Arbeitsaufwand beträchtlich herabgesetzt wird und der in hochtonerdehaltigen Feuerfestmassen und in hochtonerdehaltigen Feuerfestmörteln eine vorzügliche Lagerbeständigkeit bewirkt. Erst durch Erhitzen nach der Formgebung tritt die bei üblicher Monoaluminiumphosphatlösung (ohne Verzögerungsmittelzusatz) beobachtete Verfestigung ein. Unter hochtonerdehaltigen Feuerfestmörteln bzw. Feuerfestmassen werden hier solche verstanden, die über 75 % ■Α·1ρ°3 enthalten.
Die Wirkung einer erfindungsgemäß verzögerten Monoaluminiumpho sphat lösung soll nun anhand von zwei Beispielen noch näher erläutert werden.
Beispiel 1:
100 g hochtonerdehaltige Feuerfestmassen auf Basis Tabulartonerde wurden entweder mit 50 %iger Monoaluminiumphosphatlösung oder mit Glycerin- und oxalsäurehaltiger Monoaluminiumphosphatlösung vermischt (jeweils 5 - 6,25 g)· Die Proben wurden in verschlossenen Plastikbeuteln bei 20 gelagert. In gewissen Zeitabständen wurden aus den Massen mit einem Preßdruck von 180 kg/cm zylindrische Probekörper hergestellt. Nach Trocknung bei 110° wurden Dichte und Kaltdruckfestigkeit bestimmt.
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Gebr. Giulini GmbH Ludwigshafen a.Rh.
Wie die folgende Tabelle mit den Versuchsergebnissen zeigt, behielt die mit verzögerter Monoaluminiumphosphatlosung angesetzte Masse ihre Verdichtbarkeit viel langer als die beiden anderen, wobei die Kaltdruckfestigkexten entsprechend höher lagen. In der Tabelle ist die Monoaluminiumphosphatlosung durch die Abkürzung MAPL, die Dichte durch d und die Kaltdruckfestigkeit durch KDF wiedergegeben.
Tabelle
Lagerzeit
(Tage)		 Nr. 1
KDF (kp/		 cm j ο. Nr. 2
KDF
(kp/cm*		 -) d Nr. 3
KDF
(kp/cm*		 -) d Nr. 4
KDF ρ
(kp/cm		 d
1 207 2,71. 274 2,78 258 2,78 314 2,79
14 216 2,71 258 2,74- 193 2,71 284 2,76
28 162 2,66 276 2,76 182 2,71 299 2,78
42 163 2,67 296 2,76 209 2,72 331 2,79
Nr. 1:
5,0 Gew. Tie. MAPL (50 %ig) 100,ο Gew.TIe. Feuerfestmasse
Nr. 2:
5,0 Gew.Tie. MAPL (50 %ig) 0,5 Gew. TIe. Oxalsäure, krist. 100,0 Gew. TIe. Feuerfestmasse
Nr. 3:
5,0 Gew. Tie. MAPL (50 %ig) 0,75 Gew. TIe. Glycerin 100,0 Gew. TIe. Feuerfestmasse
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Gebr. Giulini GmbH Ludwigshafen a. Rh. - 6 ~
Nr. 4-:
5,0 Gew. Tie. MAPL (50 %ig)
0,75 Gew. TIe. Glycerin
0,5 Gew. TIe. Oxalsäure
100,0 Gew. TIe. Feuerfestmasse
Die Ergebnisse der 4- Versuche sind in der beiliegenden Figur graphisch dargestellt.
Beispiel 2:
In Vergleichsuntersuchungen wurde ein hochtonerdehaltiger Feuerfestmörtel mit Monoaluminiumphosphatlösung (50 %ig) und mit verzögerter, d. h. 15 % Glycerin und 10 % Oxalsäure enthaltender 50 %iger Monoaluminiumphosphatlösung angerührt und in offenen Schalen in wasserdampfgesättigter Atmosphäre bei 20 - 25° gelagert. Der mit verzögerter MAPL angemachte Mörtel blieb über 10 Monate lang verarbeitbar, der mit normaler MAPL angesetzte Mörtel verlor seine Verarbeitbarkeit nach 6-8 Wochen.
Die Herstellung der verzögerten Monoaluminiumphosphatlösung kann z. B. derart erfolgen, daß 100 kg einer 50 %igen MAPL zunächst auf 70 - 80° erhitzt werden. Anschließend werden in der heißen MAPL 10 kg Oxalsäure unter Rühren aufgelöst und nach dem Erkalten 15 kg Glycerin eingemischt.
Abschließend wird noch darauf hingewiesen, daß die eingesetzte wässrige MAPL 10 - 60 %ig, bezogen auf das Gewicht der wässrigen MAPL, sein sollte.
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Claims (6)

Cebr. Oiulini GmbH Ludwigshafen a. Rh. pat 281 .V Patentansprüche
1.) Keramischer Binder mit verzögerter Abbindewirkung für tonerdehaltige Massen auf Basis von Monoaluminiumphosphat dadurch gekennzeichnet, daß er Monoaluminiumphosphat, Oxalsäure und Glycerin enthält.
2.) Keramischer Binder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Oxalsäuremenge 2-15 Gew.%, vorzugsweise 8-12 Gew.%, beträgt.
3·) Keramischer Binder nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Glycerinmenge 5-25 Gew.%, vorzugsweise 15 - 20 Gew.%, beträgt.
4.) Verfahren zur Herstellung eines keramischen Binders nach den Ansprüchen 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Oxalsäure und das Glycerin in eine heiße Monoaluminiumphosphatlösung eingemischt werden.
5·) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Glycerin erst nach dem Erkalten der Monoaluminiumphosphatlösung eingemischt wird.
6.) Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß die Oxalsäure und das Glycerin in eine 10 - 60 %ige Monoaluminiumphosphatlösung eingemischt werden.
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Leerseite
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2451905A1 (fr) * 1979-03-19 1980-10-17 Didier Werke Ag Procede de preparation d'une pate refractaire, sensiblement inodore, prete a l'emploi et de longue duree de conservation
EP1953487A1 (de) * 2007-02-05 2008-08-06 Weerulin GmbH Feuerfeste Masse zur Auskleidung eines metallurgischen Gefässes

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