Керамическая масса

(12) ,(51) С 0 4 В 33/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет Совместное белорусско-французское предприятие Вуадор-ООО (ВУ)(72) Авторы Левицкий Иван Адамович Бондарчук Анатолий Иванович Гайлевич Софья Александровна Бирюк Виктор Алексеевич (ВУ)(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет Совместное белорусско-французское предприятие Вуадор-ООО (ВУ)Керамическая масса, включающая глину легкоплавкую, глину тугоплавкую, отощитель и плавень, отличающаяся тем, что в качестве отощителя содержит щамот алюмосиликатный, в качестве плавня содержит стеклофритту и нефелин-сиенит, взятые в массовом соотношении 11, и череп при следующем соотнощении основных компонентов,мас.и дополнительно содержит комплексный электролит, включающий 0,2 соды кальцинированной, 0,15 жидкого стекла, 0,3 углещелочного реагента и 0,05 триполифосфата натрия от общей массы основных компонентов.Изобретение относится к технологии керамики, в частности к составам керамических масс для производства майоликовых изделий бытового назначения с пониженным водопоглощением.Известна керамическая масса 1, включающая следующие компоненты, мас. глина легкоплавкая 55,0-65,0 глина тугоплавкая 11,0-14,0 стеклобой 6,0-10,0 кварцевый песок 18,0-21,0.Недостатком известной керамической массы является сравнительно высокая температура обжига (до 1100 С) и очень высокие значения водопоглощения (14,0-16,0 ).Наиболее близкой К заявляемой керамической массе является масса 2, содержащая следующие компоненты, мас. глина легкоплавкая 30,0-43,0 глина тугоплавкая 40,047,О стеклобой 4,О-7,О кварцевый песок 5,О-8,О череп 5,0-11,0.Недостатками указанной массы являются повышенное значение водопоглощения (до 8 ), сниженные значения текучести шликера после выстаивания в течение 30 мин (30 с) и повышенное значение коэффициента загустеваемости (2,5).Задачей предлагаемого изобретения является снижение значений водопоглощения и улучшение реологических свойств керамических шликеров. Решение поставленной задачи достигается тем, что керамическая масса, включающая глину легкоплавкую, глину тугоплавкую, отощитель и плавень, отличающаяся тем, что в качестве отощителя содержит шамот алюмо-силикатный, в качестве плавня содержит стеклофритту и нефелин-сиенит,взятые в массовом соотношении 11, и череп при следующем соотношении основных компонентов, мас.и дополнительно содержит комплексный электролит, включающий 0,2 соды кальцинированной, 0,15 жидкого стекла, 0,3 углещелочного реагента и 0,05 триполифосфата натрия от общей массы основных компонентов.Стеклофритта представляет собой стеклогранулят, содержащий в своем составе В 203,5102, А 1203, К 20(11 а 20 К 20), оптимальные соотношения которых способствует образованию при низких температурах обжига значительных количеств бороалюмосиликатного расплава.Применение комбинированного интенсификатора спекания, комплексного плавня-стеклогранулята и нефелин-сиенита, содержащего КО (Са 0 МО) и К 20, в составах керамических масс на основе полиминеральных глин вызывает интенсивную кристаллизацию определенных фаз и способствует созданию в черепке кристаллического каркаса, а также приводит к растворению в жидкой фазе аморфных остатков глинистых минералов 3. Это в свою очередь способствует понижению температуры спекания и растворению содержащегося в глинах свободного кварца. Введение в керамические массы огнеупорного алюмосиликатного шамота способствует образованию кристаллического каркаса, а именно кристаллизации муллита. Кроме того, ввод в массы шамота с размером зерен до 2 мм способствует уменьшению усадки полуфабрикатов изделий при сушке и обжиге. Суммарное действие названных причин приводит к интенсификации процессов спекания керамических материалов на основе полиминеральных глин и улучшению физико-химических свойств синтезированных изделий (снижению водопоглощения и влажностного расширения, повышению термостойкости и механической прочности).Изобретение поясняется выполнением конкретных примеровКерамическую массу, включающую (мас. ) глину легкоплавкую 52,0-60,0 глину тугоплавкую 9,0-13,0 стеклогранулят 8,0-12,0 шамот алюмосиликатный 8,0-10,0 нефелинсиенит 8,0-12,0 череп (бой изделий) 3,0-5,0, готовили шликерным способом при совместном помоле составляющих компонентов в шаровой мельнице до остатка на сите 0063 К не более 3 с добавлением комплексного электролита (0,2 кальцинированной соды, 0,15 жидкого стекла, 0,3 углещелочного реагента, 0,5 триполифосфата натрия сверх 100 составляющих масс) для обеспечения качественных литьевых свойств. Загрузку мельницы проводили в три этапа на первом этапе - нефелин-сиенит, стеклогранулят и углещелочнойреагент, на втором - шамот алюмосиликатный, на третьем - глинистые Материалы и остальные электролиты. Параметры готового шликера относительная влажность 38,5-41 ,плотность 1700-1800 кг/м 3, коэффициент загустеваемости 1,14-1,8, текучесть 14-17 с, температура шликера не менее 25-30 С.Полуфабрикат изделий изготавливали методом шликерного литья в гипсовые формы. Сушка изделий осушествлялась в естественных условиях в течение 24-36 часов.Утильный обжиг изделий проводили при температуре 750 С.Далее изделия глазуровали и подавали на политой обжиг в туннельные электрические многоканальные печи или камерные электрические печи при температуре 960-980 С.Рекомендуемая продолжительность обжига, включая охлаждение, составляла 10 ч,при выдержке в зоне максимальных температур - 1,5-2,0 ч.Остальные примеры выполнялись аналогично и поясняются составами, приведенными в табл. 1 в табл. 2 приведены физико-технологические характеристики как заявляемых решений, так и прототипа.Таблица 1 Составы заявляемых масс и прототипа Номер состава заявляемого Прототип Состав массы, мас. изобретения 21 1 2 3 Глина легкоплавкая 57,0 56,0 53,0 43,0 Глина тугоплавкая 10,0 8,0 10,0 40,0 Кварцевый песок - - - 8 Стеклогранулят 10,0 15,0 12,5 4,0 Нефелин-сиенит 10,0 15,0 12,5 Шамот алюмосиликатный 10,0 7,0 7,0 Череп (бой изделий) 3,0 4,0 5,0 5,0 Таблица 2ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВ ЗЗЯВЛЯЕМЪПХ масс И ПРОТОТИПНомер состава заявляемого Прототип Показатели своиств изобретения 21 1 2 3Тонина помола (остаток на сите 0063 К), 0,5 0,4 0,5 0,5 Влажность шликера, 38,5 41 40 45 Текучесть (диаметр отверстия вискозиметра Энглера 6 мм), с, после выстаивания в течение 30 с 6 7 8 12 30 мин 8 12 14 30 Коэффициент загустеваемости 1,15 1,4 1,8 2,5 Температура обжига, С 960-980 960-980 960-980 980 ВодопоглоЩение, 5,8 3,2 4,7 7,8 Механическая прочность изделий, МПа 23,4 24,6 22,1 16,2 Термическии коэффициент линеиного рас- 58,3 61,2 63,1 7378 ширения, ос 10 градКак видно из приведенных данных, заявляемая масса обладает улучшенными литейными свойствами относительная влажность 38,5-41 , коэффициент загустеваемости 1,14-1,8, текучесть 8-12 с, отличается пониженными значениями водопоглошения. Отмечается увеличение по сравнению с известным решением значений механической прочно ВУ 7128 С 200511130сти на 6-8 МПа, что свидетельствует о высоких эксплуатационных характеристиках заявляемой керамической массы.Анализ показателей ТКЛР показывает уменьшение данного свойства на 18-20 , что обеспечивает повышение термостойкости керамических изделий.Предлагаемый состав массы апробирован в условиях ОАО Белхудожкерамика (г.п. Радошковичи Минской области) в производстве бутылок для разлива бальзама, изготавливаемых методом Шликерного литья. Проведенные испытания подтвердили высокое качество полученных изделий.3. Осадчая Н.В., Павлов В.Ф., Грум-Гржимайло О.С. Исследование структуры и процесса формирования жидкой фазы в керамических массах с добавками Щелочных, Щелоч ноземельнь 1 х и некоторых других элементов // Труды НИИстройкерамики. - 1981. - С. 1933.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.