RU2500650C1

RU2500650C1 - Complex liquefying additive for ceramic slips used in production of ceramic products by method of casting in gypsum moulds

Info

Publication number: RU2500650C1
Application number: RU2012123781/03A
Authority: RU
Inventors: Наталья Михайловна Здоренко; Оксана Анатольевна Слюсарь
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2013-12-10

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: complex liquefying additive for ceramic slips used to manufacture ceramic products by the method of casting in gypsum moulds comprises sodium tripolyphosphate, plasticiser SB-5, sodium hydroxide, at the following ratio of components, wt %: plasticiser SB-5 - 16; sodium tripolyphosphate - 60; sodium hydroxide - 24.

EFFECT: increased mobility of a ceramic slip.

1 tbl

Description

Изобретение относится к области получения разжижающих добавок для керамических масс, применяемых при производстве изделий методом шликерного литья.The invention relates to the field of producing fluidizing additives for ceramic masses used in the manufacture of products by slip casting.

Одной из наиболее важных задач в технологии приготовления литейного керамического шликера является обеспечение достаточной подвижности шликера при минимальной его влажности. Это достигается путем введения различных разжижающих добавок.One of the most important tasks in the technology for the preparation of casting ceramic slurry is to ensure sufficient mobility of the slurry with its minimum humidity. This is achieved by introducing various diluent additives.

Из уровня техники известен, применяемый на производстве способ разжижения, в котором используют комплекс, содержащий дорогостоящий импортный электролит Реотан, кальцинированную соду и жидкое стекло в соотношении 1:1:2 соответственно [Косенко В.Г., Петров А.А., Протасова Л.Г. Перспективное направление в развитии производства изделий санитарной керамики // Стекло и керамика, 2000, №2, с.18-10].It is known from the prior art that a liquefaction method used in production is used, in which a complex containing expensive imported Reotan electrolyte, soda ash and water glass in a ratio of 1: 1: 2, respectively, is used [Kosenko VG, Petrov AA, Protasova L .G. A promising direction in the development of production of sanitary ceramics // Glass and Ceramics, 2000, No. 2, p.18-10].

Недостатком указанной комплексной добавки является высокая стоимость импортного электролита.The disadvantage of this complex additive is the high cost of imported electrolyte.

В качестве прототипа выбрана известная по патенту РФ №2238921 комплексная добавка, содержащая пластификатор СБ-5 и триполифосфат натрия, используемая в производстве огнеупорных формовочных систем, причем соотношение компонентов 1:4 соответственно. Введение данной добавки в керамические шликера не приводит к значительному разжижению системы, минимально повышает подвижность керамического шликера, а также известный разжижитель малоэффективен при изготовлении керамических изделий методом шликерного литья. Пластификатор СБ-5 и триполифосфат натрия довольно дорогие компоненты, следовательно и стоимость готовой продукции будет достаточно высокой.As a prototype of the selected well-known patent of the Russian Federation No. 2238921 complex additive containing plasticizer SB-5 and sodium tripolyphosphate used in the manufacture of refractory molding systems, the ratio of the components 1: 4, respectively. The introduction of this additive in ceramic slip does not lead to a significant dilution of the system, minimizes the mobility of the ceramic slip, and the known thinner is ineffective in the manufacture of ceramic products by slip casting. SB-5 plasticizer and sodium tripolyphosphate are quite expensive components, therefore, the cost of the finished product will be quite high.

Задача изобретения получить комплексную добавку для керамических шликеров, позволяющую повысить подвижность керамического шликера и снизить себестоимость готовой продукции.The objective of the invention is to obtain a comprehensive additive for ceramic slips, which allows to increase the mobility of the ceramic slurry and reduce the cost of the finished product.

Задача решается путем введения в керамический шликер комплексной добавки, содержащей пластификатор СБ-5, триполифосфат натрия и гидроксид натрия при соотношении компонентов, масс.%:The problem is solved by introducing into the ceramic slip a complex additive containing SB-5 plasticizer, sodium tripolyphosphate and sodium hydroxide in the ratio of components, wt.%:

СБ-5SB-5 1616 триполифосфат натрияsodium tripolyphosphate 6060 гидроксид натрияsodium hydroxide 2424

Пластификатор СБ-5 известен как добавка в строительные бетонные смеси [Слюсарь А.А. Комплексная добавка для бетонной смеси на основе суперпластификаторов С-3 и СБ-5 / А.А. Слюсарь, В.Д. Мухачева // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. - №10. - С.273-275]. Получают пластификатор на основе отходов производства резорцина (Новомосковский завод органического синтеза), что позволяет частично решить проблему утилизации отходов производства. Синтезируют СБ-5 следующим способом [Латыпова М.М., Слюсарь А.А., Шаповалов Н.А. и др. Получение пластификатора из отходов химического производства. // Экология и промышленность России, 2000, №1, с.16-17]: из смолы кубовых остатков производства резорцина в присутствии NaOH готовят водный раствор, нагревая его до 50°C и перемешивая до полного растворения. Затем добавляют фурфурол и нагревают до 70°C. В результате поликонденсации смолы с фурфуролом образуется 20%-й раствор СБ-5, готовый к применению. СБ-5 относится к 4-му классу токсичности (малоопасные вещества). Продукт СБ-5 можно использовать как в виде раствора, так и в виде сухого порошка (после выпаривания и измельчения).Plasticizer SB-5 is known as an additive in building concrete mixes [Slyusar A.A. Complex additive for concrete mix based on superplasticizers S-3 and SB-5 / A.A. Slusar, V.D. Mukhacheva // Bulletin of BSTU named after V.G. Shukhov. - Belgorod: BSTU them. V.G. Shukhov, 2005. - No. 10. - S.273-275]. A plasticizer is obtained on the basis of resorcinol production waste (Novomoskovsk Organic Synthesis Plant), which partially solves the problem of production waste disposal. Synthesize SB-5 in the following way [Latypova M.M., Slyusar A.A., Shapovalov N.A. and others. Getting plasticizer from chemical waste. // Ecology and Industry of Russia, 2000, No. 1, pp. 16-17]: an aqueous solution is prepared from the bottom residues from the resorcinol production in the presence of NaOH, heating it to 50 ° C and mixing until it is completely dissolved. Then furfural is added and heated to 70 ° C. As a result of polycondensation of the resin with furfural, a 20% SB-5 solution is formed, ready for use. SB-5 belongs to the 4th class of toxicity (low hazard substances). The SB-5 product can be used both in the form of a solution, and in the form of a dry powder (after evaporation and grinding).

Триполифосфат натрия и гидроксид натрия широко применяются в керамической и огнеупорной промышленности. Однако, введение в керамический шликер триполифосфата натрия или гидроксида натрия в качестве индивидуальных добавок, как и введение только СБ-5 не приводит к столь эффективному разжижению шликера, как введение комплекса, содержащего Триполифосфат натрия, гидроксид натрия и СБ-5 в соотношении компонентов, масс.%:Sodium tripolyphosphate and sodium hydroxide are widely used in the ceramic and refractory industries. However, the introduction of sodium tripolyphosphate or sodium hydroxide into the ceramic slip as individual additives, as well as the introduction of SB-5 alone, does not lead to such an effective thinning of the slip as the introduction of a complex containing sodium tripolyphosphate, sodium hydroxide and SB-5 in the ratio of components, mass .%:

Предложенная комплексная разжижающая добавка отличается от прототипа тем, что содержит гидроксид натрия, а также компоненты предлагаемой комплексной добавки вносятся в следующем соотношении СБ-5, Триполифосфат натрия и гидроксид натрия 16%:60%:24% соответственно.The proposed complex diluent additive differs from the prototype in that it contains sodium hydroxide, and the components of the proposed complex additive are introduced in the following ratio SB-5, sodium tripolyphosphate and sodium hydroxide 16%: 60%: 24%, respectively.

Для экспериментальной проверки эффективности данной добавки был приготовлен керамической шликер, который используют для производства санитарно-керамических изделий. Его компонентами являются: глинистые материалы 53 мас.%; отощающие 32 мас.%; плавни 15 мас.%.For experimental verification of the effectiveness of this additive, a ceramic slip was prepared, which is used for the production of sanitary-ceramic products. Its components are: clay materials 53 wt.%; lean 32 wt.%; meltwater 15 wt.%.

В шликер добавляли известную комплексную добавку, содержащую 0,03 мас.% Реотана, 0,025 мас.% кальцинированной соды, 0,06% жидкого стекла (состав 1), и заявляемую комплексную добавку, содержащую 0,016 мас.% СБ-5, 0,024 мас.% гидроксида натрия и 0,06 мас.% триполифосфата натрия (состав 2).The well-known complex additive was added to the slip, containing 0.03 wt.% Reotan, 0.025 wt.% Soda ash, 0.06% water glass (composition 1), and the inventive complex additive containing 0.016 wt.% SB-5, 0.024 wt. .% sodium hydroxide and 0.06 wt.% sodium tripolyphosphate (composition 2).

Шликер готовили методом мокрого помола в шаровой мельнице. Объемная концентрация дисперсной фазы C_V=37%. Подвижность шликера оценивали по времени истечения 100 мл шликера после выдерживания его в покое в течение 30 с (первая текучесть) и в течение 30 мин (вторая текучесть). Определяли также коэффициент тиксотропии К и скорость набора керамической массы на стенках гипсовых форм (табл.1).The slurry was prepared by wet grinding in a ball mill. The volumetric concentration of the dispersed phase is C _V = 37%. The mobility of the slip was evaluated by the expiration time of 100 ml of the slip after keeping it at rest for 30 s (first fluidity) and for 30 minutes (second fluidity). The thixotropy coefficient K and the rate of ceramic mass gain on the walls of the gypsum molds were also determined (Table 1).

Таблица 1Table 1 Влияние добавок на реологические параметры шликераThe effect of additives on the rheological parameters of the slip Состав добавкиThe composition of the additive Первая текучесть, сFirst fluidity, s Вторая текучесть, сSecond fluidity, s КTO Скорость набора массы, г/см²·минThe rate of weight gain, g / cm ² · min 1(аналог)1 (analog) 50fifty 8080 1,61,6 0,0520,052 22 1717 20twenty 1,21,2 0,0900,090

Как видно из таблицы, разработанная добавка позволяет увеличить текучесть шликера по сравнению с производственной добавкой и снизить коэффициент тиксотропии, что облегчает транспортировку шликера по трубопроводу.As can be seen from the table, the developed additive allows to increase the slip fluidity in comparison with the production additive and to reduce the thixotropy coefficient, which facilitates the transportation of the slip through the pipeline.

Увеличение скорости набора массы свидетельствует о том, что разработанная добавка улучшает фильтрационные свойства керамического шликера, что, в свою очередь, сокращает продолжительность технологического процесса и позволяет увеличить объем выпускаемой продукции.The increase in the rate of mass gain indicates that the developed additive improves the filtration properties of the ceramic slip, which, in turn, reduces the duration of the process and allows to increase the volume of products.

Кроме того, предложенный способ позволяет снизить себестоимость готовой продукции за счет снижения количества дорогостоящих компонентов комплексной добавки: СБ-5 - 16% вместо 20%, триполифосфат натрия - 60% вместо 80%. Оба известных компонента довольно дороги и снижение на 4% и 20% соответственно приведет к значительной экономии, так как добавка гидроксида натрия из-за его дешевизны не даст значительного увеличения стоимости добавки, а, следовательно, и готовой продукции.In addition, the proposed method allows to reduce the cost of finished products by reducing the number of expensive components of a complex additive: SB-5 - 16% instead of 20%, sodium tripolyphosphate - 60% instead of 80%. Both known components are quite expensive and a decrease of 4% and 20%, respectively, will lead to significant savings, since the addition of sodium hydroxide due to its cheapness will not significantly increase the cost of the additive, and, consequently, the finished product.

Claims

A complex fluidizing additive for ceramic slips used in the manufacture of ceramic products by casting in gypsum molds containing sodium tripolyphosphate and SB-5 plasticizer, characterized in that sodium hydroxide is introduced into the complex in the following ratio, wt.%:
plasticizer SB-5 16 sodium tripolyphosphate 60 sodium hydroxide 24