Способ получения керамических легковесных изделий

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистичесиикРеспублик и,948949(53)М. Кд, С ОЙ В 21/О ударстеанвый квмитвт СССР 3) Прнорнтет -Опубликовано 07. 08. 82. Бюллетень .яв во девам нвабрвтев к открытий(5 Й) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ЛЕГКОВЕСНЫХ ИЗДЕЛИЙоэффициент газопрони-ч Изобретение относится к получению керамических легковесных изделий,а именно к способам получения керамических газопроницаемых легковесныхиэделий с открытой пористостью,которые могут быть использованы дляпроизводства теплоизоляционных ифильтрующих изделий.Известен способ получения керами"ческих легковесных изделий из вод -1 Оной суспензии, содержащей непластичнйй наполнитель . и закрепительструктуры заключающийся в том, чтоводную суспензию вспенивают клееканифольной композицией, а затем формуют,1сушат и обжигают. В качестве закрепителей структуры используют гипс иквасцы 1 1.Недостатком известного способаявляется то, что заготовки, полученные таким образом, не обладают необ"ходимой механической прочностью, аобожженное изделие имеет значительный процент закрытых пор и, следовательно, ниэкии кцаемости.Наиболее близким по техническои сущности и достигаемому результату является способ получения керамических легковесных иэделий, заключающийся в .заполнении объема для йолучения суспенэии водой, непластичным наполнителем и закрепителем структуры с последующим вспениванием указанной суспензии смолосапониновой вытяжкой из мыльного корня с последующим формованием, замораживанием, сушкой и. обжигом заготовок. В качестве закре.пителя структуры используют желатину и раствор формальдегида 2.Недостатки:;данного способа заклю-. чаются в том, что обожженные изделия имеют закрытые поры и, следовательно., неудовлетворительный коэффициент газопроницаемости и недостаточную прочность.Цель изобретения - повышение газо- проницаемости и прочности изделий, 3Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения керамических легковесных изделий, включающему получение суспензии пу тем смешения непластичного наполнителя с эакрепителем структуры, вспенивание суспенэии, формование методом замораживания, сушку и обжиг, при вспенивании в суспензию вводят алкилсульфат натрия или аммония. в ко личестве 0,1-0,5 от веса суспензии.Наполнитель используют с размером зерен 0,5-50 мкм.Способ получения газопроницаемых керамических легковесных изделий осуществляется следующим образом. Берут непластичный материал в качестве наполнителя, например кордиерит, корунд, кварц и др., дисперсностью 0,5-50 мкм и средним размеромзерен 5-10 мкм; пенообраэователь и закрепитель структуры,желатину. Готовятводную суспензию этих веществ влажностью до 503, Производят вспениваниеводной суспензии в пеномешалке с добавлением вещества, снижающего поверхностное натяжение жидкой частисуспензии, например, алкилсульфатазонатрия или аммония, в количестве О,1"0,5 от веса суспензии, Далее после"довательно производят разлив пеномассы в форме, замораживание, сушкуи обжиг,Изделия, получаемые данным способом, не содержат закрытых пор и поэтому обладают значительной газопроницаемостью, которую можно регулировать, меняя влажность суспензии и со 4 Одержание в ней в пределах от 0,1 до0,5 вещества, снижающего поверхностное натяжение.Как известно, газопроницаемостьизделия зависит от его структурныххарактеристик, Поэтому, цтобы получать материалы с заданной газопроницаемостью (т, е. для каждого конкретного случая его применения) необходи"мо в нужном направлении изменять егоструктурные параметры, такие каксредний размер пор, распределениеразмеров пор по диаметрам, максимальный размер пор,Структура готового керамическоголегковеса закладывается при приготов-лении пеномассы, которая представляет собой трехфазную пену, состоящуюиз пузырьков газа, разделенных плен 9 4кани жидкости, содержащими частицынаполнителя,Чем меньше отклонение распределения диаметров пузырьков от среднего,тем пеномасса более монодисперсна,а значит более стабильна.Наибольшей стабильностью долженобладать каждый пузырек, образующийпеномассу, В идеальном случае этовозможно, когда все пузырьки имеютодин (равный) диаметр, а объем, незанимаемый ими, составляет жидкаячасть водной суспензии, содержащаянаполнитель,В реальной пеномассе распределение размеров пузырьков отлично отидеального и носит статистическийхарактер,Образующая .пузырек газа поверхность характеризуется величинойсвободной поверхностной энергии. Иэусловия достижения максимальнойстабильности пеномассы следует, чтовеличина свободной поверхностнойэнергии должна быть минимальна, т,е.должна быть минимальна поверхность,образующая пузырек,Поэтому для реальной пеномассы повышение стабильности, а значит и монодисперсности, которая в значительной степени определяет газопроницаемость и ее равномерность по объему,необходимо понизить величину свободной поверхностной энергии (т, е. поверхностное натяжение) пленки, образующей пузырьки (поры) пеномассы.Для этого при вспенивании вводят вещества, снижающие поверхностное натяжение жидкой части водной суспензии, в пределах 0,10,5 от веса суспензии. Установлено, что наиболееэффективными (для исследованных пеномасс) являются алкилсульфаты натрияи аммония. Дисперсность наполнителя оказывает существенное влияние на структурные характеристики пеномассы, а значит, и на конечную .структуру обожженного изделия, Размеры частиц, состав ляющих наполнитель, должны лежать в определенных границах.Максимальный размер частиц не должен превышать минимальный размер бордюров Плато, создаваемых воздушными пузырьками, в противном случае происходит укрупнение пористости и оседание частиц, пеномасса расслаивается и разрушается. Средний размер частиц5 М 89 ч должен быть, во-первых, меньше толщины пленки, образующей пузырек, чтобы не допуститьих слияния (коалесценции) во-вторых, иметь такой размер, который обеспечивал бы стабильность внутреннего слоя пленки, т. е. препятствовать эффекту капиллярного всасывания внутреннего слоя минерализованной пленки в бордюры Плато. Средний и минимальный размеры частиц должны 10 обеспечивать условия, при которых места контактов пузырьков в пенома" се содержали бы только жидкую часть суспензии, т. е. лишены были бы наполнителя. При замораживании, т. е. 1 фиксировании структуры, зта часть пеномассы вымерзает и при последующей сушке сырца легко удаляется в виде влаги.Таким образом, после обжига гото выецизделия имеют сообщающиеся между собой поры, т. е. открытую пористость. 9 6Установлено, что для среднего раз - мера пузырьков, создаваемых при вспенивании суспензии с добавлением веществ, снижающих поверхностное натяжение жидкой части, в количестве 0,1-0,5 от веса суспензии, необходимо применять наполнитель дисперсностью 0,5-50 мкм и средним размером зерен 5-10 мкм.Изменение пористости керамических легковесных изделий, полученных предлагаемым способом, показало, что готовые иэделия с объемным весом 300- 600 кг/м практически не имеют эа-зкрытых пор, а величина гаэопроницаемости регулируется в пределахмъсмМ Ч мм ВОД Ст 6 равнительные свойства материала, полученного по предложенному и известному способам, представлены в таблице.Составитель В. СоколоваРедактор Л. Веселовская Техред А.Бабинец Корректор Г.Решетник Заказ 5 б 92/4 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д, 4/5е е т ее е тфилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,94894910сульфат натрия или аммония в количе-стве 0,1-0,5 от веса суспензии.1. Способ получения керамических 2. Способ по и. 1, о т л и ч алегковесных изделий, включаоций полу- ю щ и й с я тем, что наполнитель исчение суспензии путем смещения непла-пользуют с размером зерен 0,5-50 мкм,стичного наполнителя с закрепителем Источники информации,структуры, вспенивание суспензии, фор- принятые во внимание при экспертиземование методом замораживания, сушку 1. Гузман И. Я. и др. Легковесныеи обжиг, о т л и ч а ю щ и й с я огнеупоры .иэ окиси алюминия. "Огнетем, что, с целью повышения газопрони о упоры, 1959, Ю 2,цаеиости и прочности изделий, при 2. Авторское свидетельство СССРвспенивании в суспензию вводят алкил- Ю 238388, кл. С 04 В 21/02, 1969,