Керамическая масса

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Бирюк Виктор Алексеевич Левицкий Иван Адамович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Керамическая масса, включающая глину легкоплавкую, глину тугоплавкую и стеклобой, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шлам гальванический ферроферригидрозолевого осаждения при следующем соотношении компонентов, мас.глина легкоплавкая 55-61 глина тугоплавкая 15-20 стеклобой 12-17 шлам гальванический ферроферригидрозолевого осаждения 7-13.(56)814964, 1981.2084424 1, 1997.2080309 1, 1995.2062767 1, 1996.2668475 , 1992. Изобретение относится к керамической промышленности, в частности к составам керамических масс для изготовления майоликовых изделий хозяйственно-бытового и декоративного назначения методом шликерного литья и пластического формования. Известна керамическая масса 1, включающая следующие компоненты, мас.глина легкоплавкая 55-60 глина тугоплавкая 15-20 стеклобой 10-18 шлак сурьмяного производства 7-15. Недостатками указанной массы являются повышенное значение влажностного расширения (0,3-0,5 ), низкий показатель термической устойчивости (до 8 теплосмен) при значениях температурного коэффициента линейного расширения (73-78)10-7 град-1. Наиболее близкой к заявляемой керамической массе является масса, содержащая 2 следующие компоненты, мас. 4996 1 глина легкоплавкая 55-65 глина тугоплавкая 11-14 стеклобой 6-10 кварцевый песок 18-21. Недостатком известной керамической массы является сравнительно высокая температура обжига, значения водопоглощения, влажностного расширения, а также сравнительно низкая термостойкость. Задачей предлагаемого изобретения является снижение значений влажностного расширения и температуры обжига, повышение термостойкости, а также получение цветных майоликовых изделий без использования красителей. Решение поставленной задачи достигается тем, что керамическая масса, включающая глину легкоплавкую, глину тугоплавкую и стеклобой, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит шлам гальванический ферроферригидрозолевого осаждения при следующем соотношении компонентов, мас.глина легкоплавкая 55-61 глина тугоплавкая 15-20 стеклобой 12-17 шлам гальванический ферроферригидрозолевого осаждения 7-13. Гальванические шламы ферроферригидрозолевого осаждения являются гальваническими отходами, образующимися при очистке сточных вод от химических и электрохимических производств и представляют собой влажную тонкодисперсную массу темношоколадного цвета. По химическому составу шламы представлены следующими оксидами, мас.23 74-77 (2) 5,4-6,8 2 9,4-10,3 А 12 О 3 3-4 С 2 О 3 4,7-5,4. Применение гальванических шламов ферроферригидрозолевого осаждения в составах масс для производства майоликовых изделий не известно и предлагается впервые. Вместе с тем установлено 3, что повышенное содержание в керамических массах оксидов железа при одновременном значительном содержании оксидов щелочных металлов позволяет регулировать количество и реакционную способность расплава и тем самым интенсифицировать процесс спекания. Связано это главным образом с появлением в процессе обжига стеклофазы, благодаря которой происходит замещение глинистых частиц, что снижает набухаемость керамического черепка, препятствует проникновению влаги и несколько улучшает прочностные характеристики изделий 4. На положительную роль железосодержащего компонента,характеризующегося отношением е 2 О 3/2 О, равного 0,5-1, в сочетании с глиной и щелочесодержащим компонентом с целью повышения физико-химических свойств материала керамической массы указано также авторами 5. Изобретение поясняется выполнением конкретных примеров. Пример 1. Керамическую массу, включающую (мас. ) глину легкоплавкую 61, глину тугоплавкую 20, стеклобой 12, шлам гальванический ферроферригидрозолевого осаждения 7, готовили шликерным способом при помоле плавня - стеклобоя в шаровой мельнице до остатка на сите 0063 К не более 3 . Глинистые компоненты распускали в специальных емкостях,затем осуществляли совместный помол плавня, глинистых составляющих и шлама гальванического ферроферригидрозолевого осаждения до остатка на сите 0063 К не более 1 . Шликер обезвоживался до влажности массы 18-19 . Приготовление литейного шликера осуществлялось из пластической массы путем роспуска ее в воде с добавлением комплексного электролита (0,15 кальцинированной соды, 0,1 триполифосфата натрия сверх 100 составляющих масс) с целью обеспечения качественных литьевых свойств. Влажность шликера составляла 45-48 . 2 4996 1 Полуфабрикат изделий изготавливали методом пластического формования и шликерного литья в гипсовые формы. Сушку изготовленных изделий проводили при температуре 100-120 С с последующим обжигом при температуре 960-980 С. Рекомендуемая продолжительность обжига, включая охлаждение, составляет 10 ч, при выдержке в зоне максимальных температур - 1,5-2,0 ч. Остальные примеры выполнялись аналогично и иллюстрируются составами, приведенными в табл. 1 в табл. 2 приведены физико-технологические характеристики как заявляемых решений, так и прототипа. Таблица 1 Номер состава заявляемого изобретения Состав массы, мас.Прототип 2 1 2 3 Глина легкоплавкая 61 58 55 60 Глина тугоплавкая 20 17 15 12 Кварцевый песок 20 Стеклобой 12 15 17 8 Шлам гальванический ферроферри 7 10 13 гидрозолевого осаждения Таблица 2 Показатели свойств 1 Тонкость помола (остаток на сите 0063 К),Влажность шликера,Текучесть (при диаметре отверстия вискозиметра Энглера 6 мм), с, после выстаивания в течение 30 с 30 мин Коэффициент загустеваемости Температура обжига, С Водопоглощение,Влажностное расширение,Термостойкость, число теплосмен Механическая прочность, МПа Термический коэффициент линейного расширения, 107 град-1 Номер состава заявляемого изобретения 1 2 3 2 3 4 Как видно из приведенных данных, заявляемая масса обладает хорошими литейными свойствами, отличается пониженной по сравнению с прототипом температурой обжига,составляющей 960-980 С и значениями влажностного расширения. Отмечается увеличение по сравнению с известным решением значений механической прочности и термической устойчивости на 10-12 МПа и более чем на 20 циклов соответственно, что свидетельствует о высоких эксплуатационных характеристиках заявляемой керамической массы. 4996 1 Анализ показателей ТКЛР показывает уменьшение данного свойства на 15-18 , что обеспечивает более стабильное качество глазурного покрытия при декорировании керамических масс. Источники информации 1. А.с. СССР 1592302, МПК С 04 В 33/00, 1990. 2. А.с. СССР 814964, МПК С 04 В 33/00, 1981. 3. Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамики. М. Стройиздат, 1977. - С. 240. 4..,.//. 1984. - . 34. - . 199-204. 5. СССР 637382, МПК С 04 В 33/16, 1978. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.