HU213959B - Method for forming non-plastic ceramic materials and for producing binding material suitable for forming - Google Patents

Method for forming non-plastic ceramic materials and for producing binding material suitable for forming Download PDF

Info

Publication number
HU213959B
HU213959B HU913788A HU378891A HU213959B HU 213959 B HU213959 B HU 213959B HU 913788 A HU913788 A HU 913788A HU 378891 A HU378891 A HU 378891A HU 213959 B HU213959 B HU 213959B
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
sio
weight
sio2
amount
molar ratio
Prior art date
Application number
HU913788A
Other languages
Hungarian (hu)
Other versions
HU913788D0 (en
HUT72223A (en
Inventor
Gyula Terenyi
Andras Koeltoe
Gyulane Terenyi
Miklos Csegezi
Istvan Czagler
Pal Feher
Janos Forstner
Jozsef Horvath
Istvan Lencse
Bela Sebestyen
Gabor Tolvaj
Jozsef Toth
Viktor Elloe
Original Assignee
Mol Magyar Olaj Es Gazipari Rt
Szikkti Kft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mol Magyar Olaj Es Gazipari Rt, Szikkti Kft filed Critical Mol Magyar Olaj Es Gazipari Rt
Priority to HU913788A priority Critical patent/HU213959B/en
Publication of HU913788D0 publication Critical patent/HU913788D0/en
Publication of HUT72223A publication Critical patent/HUT72223A/en
Publication of HU213959B publication Critical patent/HU213959B/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B12/00Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
    • C04B12/04Alkali metal or ammonium silicate cements ; Alkyl silicate cements; Silica sol cements; Soluble silicate cements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303Inorganic additives
    • C04B35/6306Binders based on phosphoric acids or phosphates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/6303Inorganic additives
    • C04B35/6316Binders based on silicon compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

A találmány eljárást ismertet nemplasztikűs kerámiaianyagők főrmázására alkalmas főlyékőny kötőanyag előállítására őlymódőn, hőgy SiO2, víz és rövidszénláncú alkőhől kőllőid e egyéhez (i)alűmíniűm-hidrőxidőt és/vagy alűminiűm-hidrőxi-klőridőt, és (ii)főszfőrsavat és/vagy savanyú alűmíniűm-főszfátőt adnak, és a kapőttelegyet hőmőgenizálják, mimellett a kőmpőnensek mennyi égét úgyválasztják meg, hőgy a rövidszénláncú alkőhől mennyisége 10,5–32tömeg%, az izzítás hatására SiO2-őt, P2O5-őt és Al2O3-őt képezőkőmpőnensek összmennyisége pedig 15–34 tömeg% egyen, és az izzításhatására Al2O3-őt, P2O5-őt és SiO2-őt képező kőmpőnenseket őlyanarányban használják, hőgy Al2O3 : P2O5 : SiO2-ban kifejezettmólarányűk az Al2O3 D>, P2O5 és SiO2 %-ős mólarányának hárőmszög-diagramján az 5 : 25 : 70, 25 : 5 : 70, 5 : 5 : 90 és 20 : 20 : 60pőntőkat összekötő egyenesek által bezárt négyszög területére essen. A találmány tővábbá eljárást ismertet nemplasztikűs kerámiaianyagők főrmázására az így előállítőtt kötőanyag felhasználásával. ŕ The present invention relates to a process for the production of nonwoven ceramics for the preheating of a pruning knife material, for example, to SiO2, water and lower alkyd (i) alkaline hydride and / or alkaline hydrofluoric acid, and (ii) a main sponge acid and / or sour alkaline spinach. and the amount of burns in the stone cores is separated, the amount of heat from the lower alkane is 10.5-32%, the total amount of SiO2, P2O5 and Al2O3 is 15-34% by weight. , and Al2O3, P2O5, and SiO2 are used to calculate their quench ratio in the shale proportion, Al2O3: P2O5: molar ratios of SiO2 in molar ratio of Al2O3 D>, P2O5 and SiO2% molar ratio 5: 25: 70 , 25: 5: 70, 5: 5: 90, and 20: 20: 60paths connecting lines enclosed in a rectangle. The present invention further provides a method for cross-linking non-plastic ceramic materials using the binder thus produced. ŕ

Description

A találmány továbbá eljárást ismertet nemplasztikus kerámiai anyagok formázására az így előállított kötőanyag felhasználásával.The present invention further provides a process for molding non-plastic ceramic materials using a binder so prepared.

alkohol mennyisége 10,5-32 tömeg%, az izzítás hatására SiO2-ot, P2O5-ot és Al2O3-ot képező komponensek összmennyisége pedig 15-34 tömeg% legyen, és az izzítás hatására Al2O3-0t, P2O5-ot és SiO2-ot képező komponenseket olyan arányban használják, hogy A12O3: P2O5 : SiO2-ban kifejezett mólarányuk az A12O3, P2C>5 és SiO2 %-os mólarányának háromszög-diagramA találmány tárgya eljárás nemplasztikus kerámiai anyagok formázására alkalmas, új folyékony kötőanyag előállítására. A találmány tárgya továbbá eljárás nemplasztikus kerámiai anyagok formázására az új kötőanyag felhasználásával.the alcohol content is 10.5-32% by weight, the sum of the components comprising SiO 2 , P 2 O 5 and Al 2 O 3 upon ignition is 15-34% by weight, and Al 2 O 3 upon ignition The components that form -0t, P 2 O 5 and SiO 2 are used in such proportions that their molar ratio expressed as A1 2 O 3 : P 2 O 5 : SiO 2 is A1 2 O 3 , P 2 C> 5 and SiO relates to the molar ratios of 2% triangular diagram of the invention process is suitable for forming non-plastic ceramics, new liquid binder preparation. The invention further relates to a process for molding non-plastic ceramic materials using the new binder.

Ismeretes, hogy a nemplasztikus kerámiai anyagok csak különböző szerves vagy szervetlen kötőanyagok felhasználásával formázhatok. A korlátozottan alkalmazható szerves kötőanyagok mellett sok esetben nélkülözhetetlen a szervetlen kötőanyagok használata.It is known that non-plastic ceramic materials can be formed using only various organic or inorganic binders. In addition to the limited use of organic binders, the use of inorganic binders is often necessary.

A szervetlen kötőanyagok három fő csoportba sorolhatók:Inorganic binders fall into three main groups:

- hidraulikus kötőanyagok (például cementek, gipsz, mész),- hydraulic binders (eg cements, gypsum, lime),

- agyagásványok, ésclay minerals, and

- reaktív vegyi kötőanyagok (így vízüveg, szilikaszól, a kerámiai mátrixszal reagáló savak, bázisok és sók).- Reactive chemical binders (such as water glass, silica gel, acids, bases and salts reacting with the ceramic matrix).

Ezek közül nemplasztikus kerámiai anyagok formázására sok esetben csak a reaktív vegyi kötőanyagok jöhetnek szóba. A találmány szerint előállított folyékony kötőanyag is a reaktív vegyi kötőanyagok közé tartozik.Of these, in many cases, only reactive chemical binders are suitable for molding non-plastic ceramic materials. The liquid binder of the present invention is also a reactive chemical binder.

A vízüveget, az etil-szilikátot és a szilikaszólokat (kovasav vagy szilícium-dioxid kolloid vizes oldatát) viszonylag széles körben használják kötőanyagokként. Ezeknél a hidrolízis során kiváló, majd a hőkezelés során stabilizálódó kovasav-polimerek biztosítják a kerámiai szemcsék kötését. A vízüveget vagy vízüveg és szilikaszól elegyét tartalmazó rendszerek általában kellő plasztifikáló és szilárdító hatással rendelkeznek, és szilárdító hatásukat széles hőmérséklettartományban képesek kifejteni, hátrányuk azonban, hogy csak olyan anyagkeverékekhez használhatók, amelyekben megengedett az alkáliák jelenléte. Alkáliamentes kerámiai anyagok kialakításánál azonban komoly gondot jelent a kellő plasztifikáló hatás és a 100-700°C hőmérséklet-tartományban mutatkozó nagy szilárdító hatás egyidejű biztosítása.Water glass, ethyl silicate, and silica sols (colloidal aqueous solution of silica or silica) are widely used as binders. In these, silicic acid polymers, which are excellent during hydrolysis and then stabilized during heat treatment, provide bonding of the ceramic particles. Systems containing water glass or a mixture of water glass and silica gel generally have sufficient plasticizing and curing properties and are capable of exerting a curing effect over a wide temperature range, but have the disadvantage that they can only be used for mixtures of materials in which the presence of alkalis is permitted. However, in the formation of alkali-free ceramic materials, it is a serious problem to provide sufficient plasticizing effect and a high curing effect in the temperature range of 100-700 ° C.

A szakirodalomból ismeretes, hogy ilyenkor a kerámiai mátrixot ammónium-hidroxiddal lehet őrölni (4 582 815 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), vagy őrlés közben lehet plasztifikálni foszforsav vagy ammónium-foszfát adagolásával (3 969 273 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Kielégítő plaszticitás és igen jó szilárdítás biztosítható alumínium-dihidrogén-foszfát adagolásával (3 730 744 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Az alumínium-nitrid és alumínium-foszfát tartalmú kötőanyag-rendszerek plaszticitása és kötőképessége alkoholok adagolásával növelhető (3 709 723 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás).It is known in the art that the ceramic matrix may be ground with ammonium hydroxide (U.S. Pat. No. 4,582,815) or plastified during grinding by the addition of phosphoric acid or ammonium phosphate (U.S. Pat. No. 3,969,273). . Satisfactory plasticity and very good solidification can be achieved by the addition of aluminum dihydrogen phosphate (U.S. Pat. No. 3,730,744). The plasticity and binding capacity of aluminum nitride and aluminum phosphate binder systems can be increased by the addition of alcohols (U.S. Patent No. 3,709,723).

Vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy SiO2, víz és rövidszénláncú (1^1 szénatomos) alkohol kolloid elegyét (i) alumínium-hidroxíddal és/vagy alumíniumhidroxi-kloriddal, és (ii) foszforsavval és/vagy savanyú alumínium-foszfáttal reagáltatva olyan savanyú, plasztifikáló tulajdonságokkal rendelkező, folyékony kötőanyag alakítható ki, amely a legtöbb amfoter vagy savanyú jellegű kerámiai mátrix formázására alkalmas, és a formázott terméknek nagy szilárdságot biztosít a hőkezelés széles hőmérséklet-tartományában.In our studies, it has been found that a colloidal mixture of SiO 2 , water and lower (C 1 -C 4) alcohol is reacted with (i) aluminum hydroxide and / or aluminum hydroxide and (ii) phosphoric acid and / or acidic aluminum phosphate to form a liquid binder having plasticizing properties suitable for molding most amphoteric or acidic ceramic matrices and providing the molded product with high strength over a wide temperature range of heat treatment.

A találmány tárgya tehát eljárás nemplasztikus kerámiai anyagok formázására alkalmas folyékony kötőanyag előállítására oly módon, hogy SiO2, víz és rövidszénláncú alkohol kolloid elegyéhez (i) alumínium-hidroxidot és/vagy alumíniumhidroxi-kloridot, és (ii) foszforsavat és/vagy savanyú alumínium-foszfátot adunk, és a kapott elegyet homogenizáljuk, mimellett a komponensek mennyiségét úgy választjuk meg, hogy a rövidszénláncú alkohol mennyisége 10,5-32 tömeg%, az izzítás hatására SiO2-ot, P2O3-ot és Al2O3-ot képező komponensek összmennyisége pedig 15-34 tömeg% legyen, és az izzítás hatására Al2O3-ot, P2O3-ot és SiO2.ot képező komponenseket olyan arányban használjuk, hogy Al2O3:P2O5:SiO2-ban kifejezett mólarányuk az A12O3, P2O5 és SiO2 %-os mólarányának háromszög-diagramján az 5:25:70,25:5.70,5:5:90 és 20:20:60 pontokat összekötő egyenesek által bezárt négyszög területére essen.The present invention therefore relates to a process for preparing a liquid binder for molding non-plastic ceramic materials such that (i) aluminum hydroxide and / or aluminum hydroxide and (ii) phosphoric acid and / or acid aluminum are added to a colloidal mixture of SiO 2 , water and lower alcohol. phosphate is added and the resulting mixture is homogenized, whereby the amounts of the components are chosen such that the amount of the lower alcohol from 10.5 to 32% by weight, the effect of annealing on SiO 2 by weight, P 2 O 3 and Al 2 O 3 cent - and the total amount of the components forming the composition is from 15 to 34% by weight, and upon ignition, the components forming Al 2 O 3 , P 2 O 3 and SiO 2 are used in a ratio such that Al 2 O 3 : P 2 O 5 : Their molar ratio expressed as SiO 2 is in the triangular diagram of the molar ratio of A1 2 O 3 , P 2 O 5 and SiO 2, connecting points 5: 25: 70,25: 5.70,5: 5: 90 and 20:20:60 rectangular area enclosed by lines from falling.

Az A12O3, P2O5 és SiO2 %-os mólarányának háromszög-diagramját az 1. ábrán szemléltetjük, amelyben sötétítéssel jelöltük az 5 : 25 : 70, 25 : 5 : 70, 5 : 5 : 90 és 20:20:60 pontokat összekötő egyenesek által bezárt négyszöget.The triangular diagram of the molar ratio of Al 2 O 3 , P 2 O 5 and SiO 2 is shown in Figure 1, which is shaded for 5:25:70, 25: 5: 70, 5: 5: 90 and 20: 20:60 A rectangle enclosed by lines connecting the dots.

A találmány szerinti eljárásban SiO2, víz és rövidszénláncú alkohol kolloid elegyéből indulunk ki. Ebben a megfogalmazásban a „SiO2” megjelölés a kovasavat is magában foglalja. A kolloid elegyet kialakíthatjuk a komponensek egyszerű összekeverésével, például úgy, hogy vizes kovasavgélt rövidszénláncú alkohollal és szükség esetén további vízzel keverünk össze, vagy szilikaszólt rövidszénláncú alkohollal hígítunk. Más megoldás szerint a kolloid elegyet rövidszénláncú alkilszilikátok vizes hidrolízisével állítjuk elő; ekkor az alkilszilikátból kovasav (vagy rendkívül finom eloszlású szilícium-dioxid) képződik, miközben az alkohol felszabadul. A hidrolízis teljes vagy részleges lehet. A rövidszénláncú alkil-szilikátok előnyös képviselője az etil- és aThe process of the present invention is based on a colloidal mixture of SiO 2 , water and lower alcohol. In this wording, the term "SiO 2 " includes silica. The colloidal mixture can be formed by simple mixing of the components, for example, by mixing aqueous silica gel with lower alcohol and, if necessary, additional water, or diluting silica gel with lower alcohol. Alternatively, the colloidal mixture is prepared by aqueous hydrolysis of lower alkyl silicates; the silicate (or extremely finely divided silica) is formed from the alkyl silicate while the alcohol is liberated. The hydrolysis may be total or partial. Preferred examples of lower alkyl silicates are ethyl and a

HU 213 959 Β propil-szilikát, kiemelkedően előnyös az etil-szilikát. A kolloid elegyben lévő SiO2 (vagy kovasav) a kötőanyag vízen és alkoholon kívüli komponenseinek domináns alkotója, és meghatározó szerepet játszik a kötőanyaggal formázott kerámiai mátrix plaszticitásának biztosításában és a szilárdulási folyamatokban. A kerámiai termék feldolgozásakor a hőkezelés során részben amorf kovasavvá, részben sziliko-foszfáttá, részben alumíniumsziliko-foszfáttá alakul. A kolloid elegyben lévő rövidszénláncú alkohol bármely egyenes vagy elágazó láncú alkohol vagy ezek tetszőleges arányú keveréke lehet. Az alkoholok részt vesznek a SiO2 vagy kovasav diszpergálásában, javítják a kötőanyag plasztifikáló tulajdonságait, és részt vesznek a kerámiai mátrix nedvesítésében. Utóbbi szerepük különösen akkor jelentős, ha igen nagy fajlagos felületű kerámiai mátrixot (pl. zeolitokat, adszorbenseket) kell formázni.Propyl silicate, ethyl silicate is particularly preferred. SiO 2 (or silica) in the colloidal mixture is the dominant component of the binder, other than water and alcohol, and plays a critical role in the plasticity of the binder-shaped ceramic matrix and in the solidification processes. During processing of the ceramic product, during the heat treatment, it is partly converted into amorphous silicic acid, partly into silico-phosphate and partly into aluminum silico-phosphate. The lower alcohol in the colloidal mixture may be any straight or branched chain alcohol, or any mixture thereof. Alcohols participate in the dispersion of SiO 2 or silica, improve the plasticizing properties of the binder, and participate in wetting the ceramic matrix. Their role is particularly significant when ceramic matrices with a very high specific surface area (eg zeolites, adsorbents) have to be formed.

A kötőanyag előállításában reagensként felhasznált alumínium-hidroxid és/vagy alumínium-hidroxi-klorid szerepe a plaszticitás alakulásában alárendelt, de alumínium-sziliko-foszfátok kialakítása révén meghatározó szerepe van a szilárdulási folyamatokban. Az alumínium-hidroxidot vegytiszta formáján kívül természetes ásványi anyag (például bauxit, boehmit, goethit, pseudoboehmit) vagy alumíniumipari fázistermék (például timföld-hidrát) formájában is felhasználhatjuk. Előnyös, ha az alumínium-hidroxidot finomszemcsés anyag formájában adagoljuk be, szükség esetén vizes szuszpenzió formájában. Az alumínium-hidroxid szemcseméretének felső határa előnyösen 100 pm, különösen előnyösen 40 pm lehet.The role of aluminum hydroxide and / or aluminum hydroxide used as a reagent in the preparation of the binder is subordinate to the development of plasticity but plays a decisive role in the solidification processes through the formation of aluminum silico-phosphates. In addition to its chemically pure form, aluminum hydroxide can also be used in the form of natural minerals (e.g. bauxite, boehmite, goethite, pseudoboehmite) or aluminum phase products (e.g. alumina hydrate). Preferably, the aluminum hydroxide is added in the form of a finely divided material, if necessary in the form of an aqueous suspension. The upper limit of the particle size of the aluminum hydroxide is preferably 100 µm, especially 40 µm.

A kötőanyag előállításában reagensként felhasznált foszforsav és/vagy savanyú alumínium-foszfátok elsősorban a kerámiatermék szilárdulási folyamatában játszanak szerepet. A savanyú alumínium-foszfátok előnyös képviselője az alumínium-dihidrogén-foszfát. Egy előnyös megoldás szerint foszfát-reagensként foszforsav és alumínium-dihidrogén-foszfát elegyét használjuk.Phosphoric acid and / or aluminum aluminum phosphates used as reagents in the preparation of the binder are mainly involved in the solidification process of the ceramic product. A preferred representative of acid aluminum phosphates is aluminum dihydrogen phosphate. In a preferred embodiment, the phosphate reagent is a mixture of phosphoric acid and aluminum dihydrogen phosphate.

A reagenseket külön-külön vagy előre elkészített elegyek formájában adhatjuk a SiO2, víz és rövidszénláncú alkohol kolloid elegyéhez. Ha technológiai szempontok indokolják, a reagensekkel is vihetünk be vizet az elegybe; ekkor a kiindulási kolloid elegy víztartalmát ennek megfelelően választjuk meg.The reagents may be added individually or in the form of pre-mixed mixtures to a colloidal mixture of SiO 2 , water and lower alcohol. If technological considerations warrant it, reagents can be used to add water to the mixture; the water content of the starting colloidal mixture is then selected accordingly.

A kolloid elegy és a reagensek összekeverésekor exoterm reakció indul be, és pontosan még nem azonosított szerkezetű reaktív molekulákat [vélhetően szílikátfoszfát- és sziliko-foszfát-oligomereket] tartalmazó folyékony kötőanyag képződik. A „folyékony” megjelölést a leírásban és az igénypontokban a „száraz szilárd” megjelölés ellentéteként használjuk, azaz az önthető folyadékokon kívül a ragacsos masszákat is folyékonyaknak tekintjük.When the colloidal mixture is mixed with the reagents, an exothermic reaction is initiated and a liquid binder is formed which contains reactive molecules (presumably silicate phosphate and silicate phosphate oligomers) of a structure that has not yet been precisely identified. The term "liquid" is used throughout the specification and the claims as opposed to the term "dry solid", i.e., in addition to pourable liquids, sticky masses are also considered liquid.

A találmány tárgya továbbá eljárás nemplasztikus kerámiai anyagok formázására szemcsés nemplasztikus kerámiai mátrix - amely legalább 25 tömeg%-ban tartalmaz 40 pm-nél kisebb szemcseméretű frakciót - és folyékony kötőanyag összekeverésével, a keverék idomtestté formázásával, és az idomtest legalább 360°C-on végzett hőkezelésével. A találmány értelmében folyékony kötőanyagként a fenti eljárással előállított terméket használjuk 100 tömegrész kerámiaimátrixra vonatkoztatva 12-114 tömegrész mennyiségben.The invention further relates to a process for forming non-plastic ceramic materials by mixing a particulate non-plastic ceramic matrix containing at least 25% by weight of a fraction having a particle size of less than 40 µm with a liquid binder, forming the mixture into a mold body and heat treatment. According to the present invention, the liquid binder used is 12-114 parts by weight per 100 parts by weight of ceramic matrix.

A folyékony kötőanyag és a kerámiai mátrix összekeverésével olyan plasztikus keveréket kapunk, amit tetszés szerinti módszerekkel lehet formázni: pelletezni, félszárazon sajtolni, extrudálni, döngölni, korongolni stb. Szárítás után a formázott termékek kitűnő (általában 10-3 0 N/mm2) szilárdsággal rendelkeznek így az égetéshez szükséges rakomány kiképzése nem ütközik nehézségekbe (szemben a szerves kötőanyagú idomtestekkel). A hőkezelés során a termékek szilárdsága mintegy 400°C eléréséig folyamatosan nő, majd kisebb visszaesés után 900-1100°C-tól ismételten nő egészen az égetési csúcshőmérsékletig. A szilárdság most tárgyalt változása az égetési hőmérséklet függvényében lehetőséget nyújt arra, hogy kellően szilárd formázott termékeket alakítsunk ki olyan kerámiai mátrixokból is, amelyek - sajátos viselkedésük miatt - csak viszonylag alacsony hőmérsékletű égetést igényelnek (pl. katalizátorok, adszorbensek, kvarchomok, kvarcüveg stb. ).By mixing the liquid binder with the ceramic matrix, a plastic mixture can be formed which can be formed by any of the following methods: pelletizing, semi-dry pressing, extruding, crushing, disking, etc. After drying, the molded articles have excellent strength (typically 10-3 0 N / mm 2 ) so that the load required for firing is not difficult (as opposed to organic binder bodies). During the heat treatment, the strength of the products is continuously increased up to about 400 ° C, and after a slight decrease it rises again from 900-1100 ° C up to the peak firing temperature. This change in strength, as a function of firing temperature, offers the possibility of forming sufficiently solid shaped articles from ceramic matrices which, due to their specific behavior, require only relatively low temperature firing (e.g. catalysts, adsorbents, quartz sand, quartz glass, etc.) .

A találmány szerinti eljárást az oltalmi kör korlátozása nélkül a következő példákban részletesebben ismertetjük. A példákban - a számítások ellenőrizhetősége céljából - az izzítás hatására SiO2-ot, P2C>5-ot és A12O3ot képező komponensek mennyiségét az egyenértékű SiO2, P2O5, illetve A12O3 mennyiségében fejeztük ki. Ahol az összetételre megadott %-os adatok nem érik el a 100 %-ot, a fennmaradó hányadot víz képezi.The process of the invention is described in more detail in the following examples, without limiting the scope of the invention. In the examples, the amount of SiO 2 , P 2 C 5 and Al 2 O 3 on ignition was expressed as equivalent SiO 2 , P 2 O 5 , and Al 2 O 3, for the purpose of verifying the calculations. . Where the percentages given for the composition are below 100%, the remainder is water.

I. példaExample I

106 kg Bayer-gyártmányú szilikaszólhoz (SiO2-tartalma 17,5 tömeg%) 47,4 kg 96 tömeg%-os etanolt adtunk. Az így kapott kolloid oldatban 6,9 kg Al : Cl 1,0 : 1,3 mólarányú alumínium-hidroxi-klorid oldatot (14 tömeg% A12O3 + 13 tömeg%HCl) diszpergáltunk, majd 19,7 kg ipari minőségű, szabad foszforsavat is tartalmazó alumínium-dihidrogén-foszfát oldatot (5,0 tömeg% A12O3 + 38,5 tömeg% P2Os) adtunk hozzá. A kapott folyékony kötőanyag etanol-tartalma 25,3 tömeg% volt. Izzítás után a kötőanyagban a %-os A12O3 : P2O5: SiO2 mólarány 5:14:81 volt.To 106 kg of Bayer silica sol (SiO 2 content 17.5% by weight) was added 47.4 kg of 96% ethanol. The resulting colloidal solution was dispersed in aluminum hydroxide (6.9 kg, Al: Cl 1.0: 1.3 molar solution (14% Al 2 O 3 + 13% HCl)), followed by 19.7 kg industrial grade, A solution of aluminum dihydrogen phosphate (5.0 wt% Al 2 O 3 + 38.5 wt% P 2 Os) containing free phosphoric acid was added. The resulting liquid binder had an ethanol content of 25.3% by weight. After annealing, the molar ratio of Al 2 O 3 : P 2 O 5 : SiO 2 in the binder was 5:14:81.

Folyamatos acélöntéshez szükséges kvarcüveg-csövek formázásához kvarcüvegből olyan őrleményt készítettünk, amelynek 24 tömeg%-a 0,1-0,8 mm méretű, 76 tömeg%-a 0,1 mm-nél kisebb méretű (és ezen belül 31 tömeg%-a 0,06 mm-nél kisebb méretű) szemcsés anyag volt. 100 tömegrész őrleményhez 26 tömegrész, a fentiek szerint előállított folyékony kötőanyagot adtunk, majd a keverékből extrudálással csöveket formáztunk. Szárítás után a csöveket 1050 °C-on kiégettük. Az így kapott csövek hajlítószilárdsága 14,0 MPa, nyitott porozitása 19,2% volt.To form quartz glass tubes for continuous steel casting, a quartz glass powder was made of 24% by weight of 0.1-0.8 mm, 76% by weight of less than 0.1 mm (including 31% by weight). Less than 0.06 mm). To 100 parts by weight of powder were added 26 parts by weight of the liquid binder prepared as described above, and the mixture was extruded to form tubes. After drying, the tubes were fired at 1050 ° C. The resulting tubes had a bending strength of 14.0 MPa and an open porosity of 19.2%.

Összehasonlítás céljából az előző bekezdésben ismertetett kvarcüveg-őrleményt többlépcsős műveletben tragant, oleinsav és dextrin keverékével plasztifikáltuk, majd az extrudálással készített csöveket szárítás után 1080 °C-on kiégettük. Az így kapott csövek hajlítószilárdsága csak 0,18 MPa, nyitott porozitása 27,3% volt.For comparison, the quartz glass powder described in the previous paragraph was plasticized in a multi-step operation with a mixture of tragacanth, oleic acid and dextrin, and the tubes prepared by extrusion were fired at 1080 ° C after drying. The resulting tubes had a bending strength of only 0.18 MPa and an open porosity of 27.3%.

HU 213 959 ΒHU 213 959 Β

2. példaExample 2

Ί,\ kg 85 tömeg%-os foszforsavat összekevertünk 7,5 kg timföld-hidráttal (A12O3: 64,9 tömeg%). Külön edényben 45,5 kg előhidrolizált etil-szilikátot (SiO2: 35,9 tömeg%, etanol: 61,0 tömeg%) 37,6 kg vízzel kevertünk össze. A két szuszpenziót intenzív keverés közben egyesítettük. 28,4 tömeg% etanolt tartalmazó folyékony kötőanyagot kaptunk. Izzítás után a kötőanyagban a %-os A12O3: P2O5: SiO2 mólarány 13,6 : 8,8 : 77,6 volt.Ί, 85 kg of phosphoric acid was mixed with 7.5 kg of alumina hydrate (Al 2 O 3 : 64.9%). In a separate vessel, 45.5 kg of prehydrolyzed ethyl silicate (SiO 2 : 35.9% by weight, ethanol: 61.0% by weight) were mixed with 37.6 kg of water. The two suspensions were combined under vigorous stirring. A liquid binder containing 28.4% by weight of ethanol was obtained. After annealing, the molar ratio of Al 2 O 3 : P 2 O 5 : SiO 2 in the binder was 13.6: 8.8: 77.6.

Az így kapott 97,7 kg folyékony kötőanyagot 86 kg 50 : 50 tömegarányú Ni-ZS-5 - Ni-magadiit katalizátorkeverékkel homogenizáltuk, majd a homogenizátumból vákuum-csigaprésen 2 mm átmérőjű, 20 mm hosszúságú henger alakú idomtesteket extrudáltunk. A kapott extrudátumot 120°C-on szárítottuk, majd 2 órán át 5 50°C-on kiizzítottuk. A kapott formázott katalizátortestek töréséhez szükséges erő átlagosan 115 N volt.The resulting liquid binder (97.7 kg) was homogenized with 86 kg of a 50:50 mixture of Ni-ZS-5 to Ni-magadite catalysts and extruded from the homogenate by means of a vacuum screw press, cylindrical shaped bodies of 2 mm diameter and 20 mm long. The resulting extrudate was dried at 120 ° C and then heated at 50 ° C for 2 hours. The average force required to break the formed shaped catalyst bodies was 115 N.

Összehasonlítás céljából az előző bekezdésben leírttal azonos összetételű katalizátor-keveréket hidrolizált etilszilikát és 5 tömeg%-os vizes poli(vinil-alkohol) oldat elegyével homogenizáltuk, majd a homogenizátumot a fentiek szerint extrudáltuk, és az extrudált idomtesteket a fentiek szerint szárítottuk és hőkezeltük. A hőkezelt extrudátumok töréséhez szükséges erő átlagosan 43 N volt, így ez az anyag kolonna-töltetként nem alkalmazható.For comparison, a mixture of catalysts of the same composition as described in the previous paragraph was homogenized with a mixture of hydrolyzed ethyl silicate and 5% aqueous polyvinyl alcohol, then the homogenate was extruded as described above, and the extruded bodies were dried and heat treated as described above. The average force required to break the cured extrudates was 43 N, so this material could not be used as a column pack.

Claims (4)

SZABADALMI IGÉNYPONTOKPATENT CLAIMS 1. Eljárás nemplasztikus kerámiai anyagok formázására alkalmas folyékony kötőanyag előállítására, azzal jellemezve, hogy SiO2, víz és rövidszénláncú alkohol kolloid elegyéhez (i) alumínium-hidroxidot és/vagy alumíniumhidroxi-kloridot, és (ii) foszforsavat és/vagy savanyú alumínium-foszfátot adunk, és a kapott elegyet homogenizáljuk, mimellett a komponensek mennyiségét úgy választjuk meg, hogy a rövidszénláncú alkohol mennyisége etanol eseténA process for the preparation of a liquid binder for molding non-plastic ceramic materials, comprising: (i) aluminum hydroxide and / or aluminum hydroxide and (ii) phosphoric acid and / or acid aluminum phosphate for a colloidal mixture of SiO 2 , water and lower alcohol. and the resulting mixture is homogenized while the amount of the components is selected such that the amount of lower alcohol in the ethanol 10.5- 32 tömeg%, más rövidszénláncú alkohol esetén 12-32 tömeg%, az izzítás hatására SiO2-ot, P2Oj-ot és Al2O3-ot képező komponensek összmennyisége pedig 15-34 tömeg% legyen, és az izzítás hatására Al2O3-ot, P2Ö5-ot és SiO2-ot képező komponenseket olyan arányban használjuk, hogy Al2O3:P2O5:SiO2-ban kifejezett mólarányuk az A12O3, P2O5 és SiO2 %-os mólarányának háromszög-diagramján az 5 : 25 : 70, 25 : 5 : 70, 5 : 5 : 90 és 20 : 20 : 60 pontokat összekötő egyenesek által bezárt négyszög területére essen.10.5 to 32% by weight and 12 to 32% by weight in the case of other lower alcohols and 15 to 34% by weight in the case of ignition, and a total amount of SiO 2 , P 2 O 3 and Al 2 O 3 components upon Al 2 O 3 by weight, P2 O5 and SiO2 was cent which is used at a proportion of Al 2 O 3: P 2 O 5: SiO 2 in a molar ratio expressed as A1 2 O 3, P 2 O 5 and SiO 2 in the triangular diagram of the molar ratio of 5: 25: 70, 25: 5: 70, 5: 5: 90 and 20: 20: 60 by the lines enclosing the lines. (Elsőbbség: 1992. 07. 31.)(Priority: July 31, 1992) 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy rövidszénláncú alkoholként etanolt használunk2. A process according to claim 1, wherein the lower alcohol is ethanol 10.5- 29 tömeg% mennyiségben, és az izzítás hatására Al2O3-ot, P2O5-ot és SiO2-ot képező komponenseket olyan arányban használjuk, hogy A12O3: P2O5: SiO2ban kifejezett mólarányuk az A12O3, P2O5 és SiO2 %-os mólarányának háromszög-diagramján az 5:25:70, 25 : 5 : 70 és 5 : 5 : 90 pontokat összekötő egyenesek által bezárt háromszög területére essen.10.5 to 29% by weight, and upon ignition, the components that form Al 2 O 3 , P 2 O 5 , and SiO 2 are used in a ratio such that expressed as Al 2 O 3 : P 2 O 5 : SiO 2 their molar ratios lie within the triangle of the triangle diagram of the molar ratio of A1 2 O 3 , P 2 O 5 and SiO 2 to the area of the triangle enclosed by the lines connecting 5:25:70, 25: 5: 70 and 5: 5: 90. (Elsőbbség: 1991. 12.04.)(Priority: 12/04/1991) 3. Eljárás nemplasztikus kerámiai anyagok formázására szemcsés nemplasztikus kerámiai mátrix - amely legalább 25 tömeg%-ban tartalmaz 40 pm-nél kisebb szemcseméretű frakciót - és folyékony kötőanyag összekeverésével, a keverék idomtestté formázásával, és az idomtest legalább 360 °C-on végzett hőkezelésével, azzal jellemezve, hogy folyékony kötőanyagként az 1. igénypont szerint előállított terméket használjuk 100 tömegrész kerámiai mátrixra vonatkoztatva 12-114 tömegrész mennyiségben.3. A process for forming non-plastic ceramic materials by mixing a particulate non-plastic ceramic matrix containing a fraction having a particle size of less than 40 µm and a liquid binder, shaping the mixture into a molding body and heat treating the molding body to at least 360 ° C. characterized in that the liquid binder used is the product of claim 1 in an amount of 12 to 114 parts by weight per 100 parts by weight of ceramic matrix. (Elsőbbség: 1992. 07.31.)(Priority: 7/31/1992) 4. A 3. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy folyékony kötőanyagként a 2. igénypont szerint előállított terméket használjukThe process of claim 3 wherein the liquid binder is a product of claim 2
HU913788A 1991-12-04 1991-12-04 Method for forming non-plastic ceramic materials and for producing binding material suitable for forming HU213959B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU913788A HU213959B (en) 1991-12-04 1991-12-04 Method for forming non-plastic ceramic materials and for producing binding material suitable for forming

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
HU913788A HU213959B (en) 1991-12-04 1991-12-04 Method for forming non-plastic ceramic materials and for producing binding material suitable for forming

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU913788D0 HU913788D0 (en) 1992-04-28
HUT72223A HUT72223A (en) 1996-04-29
HU213959B true HU213959B (en) 1997-11-28

Family

ID=10965500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU913788A HU213959B (en) 1991-12-04 1991-12-04 Method for forming non-plastic ceramic materials and for producing binding material suitable for forming

Country Status (1)

Country Link
HU (1) HU213959B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
HU913788D0 (en) 1992-04-28
HUT72223A (en) 1996-04-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3501324A (en) Manufacturing aqueous slurry of hydrous calcium silicate and products thereof
US3861935A (en) Synthetic crystalline beta-wallastonite product
EP1945593B1 (en) Method for producing a porous ceramic material and material obtained thereby
US4030939A (en) Cement composition
CA1264527A (en) Manufacturing moulded bodies containing ceramic fibres
JPH0543666B2 (en)
JPH0228546B2 (en)
JP2009527438A (en) Method for producing high heat resistant porous ceramic material
EP1539654A1 (en) Alumina-bound high strength ceramic honeycombs
JPH0352410B2 (en)
EP1513850B1 (en) Silicon composition
KR930006331B1 (en) Silicate-bonded silica materials
HU213959B (en) Method for forming non-plastic ceramic materials and for producing binding material suitable for forming
US5824143A (en) Method for compounding ceramic powder batches
JP2620127B2 (en) Silica-alumina extrudate
JPH0627022B2 (en) Method for producing calcium silicate-based compact
US3261703A (en) Method of preparing casting slips from alumina hydrate
KR100382991B1 (en) Method for preparing porous mullite powder
US3261702A (en) Method of preparing alumina casting slips
KR100356370B1 (en) A Formed grinding wheel prepared by using additives for improvment of green strength
CN1133272A (en) Binding agent containing silicon carbide products for Molei stone binding and preparation process
JPH0859364A (en) Production of ceramic porous body
JPH04250849A (en) Production of honeycomb structure carrier comprising boria-silica-alumina composition
JPH0547496B2 (en)
JPH0212894B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
DGB9 Succession in title of applicant

Owner name: MOL MAGYAR OLAJ- ES GAZIPARI RT., HU

Owner name: SZIKKTI KFT., HU

HPC4 Succession in title of patentee

Owner name: SZIKKTI SZILIKAT ES KERAMIA ANYAGKUTATO ES FEJLESZ

MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees