Керамическая масса

(51)04 33/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Левицкий Иван Адамович Бирюк Виктор Алексеевич Климош Юрий Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Керамическая масса, включающая глинистую составляющую - глину легкоплавкую и глину огнеупорную, плавень и отощитель, отличающаяся тем, что в качестве плавня содержит стеклогранулят борсодержащий, а в качестве отощителя - глауконитовый песок при следующем соотношении компонентов, мас.глина легкоплавкая 68-73 глина огнеупорная 7-12 стеклогранулят борсодержащий 5-15 глауконитовый песок 5-15. 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 30,0-43,0 глина тугоплавкая 40,0-47,0 стеклобой 4,0-7,0 кварцевый песок 5,0-8,0 череп 5,0-11,0. Недостатками указанной массы являются повышенное значение водопоглощения (4,87,8 ), сниженные значения текучести шликера после выстаивания в течение 30 мин (1830 с) и увеличенное значение коэффициента загустеваемости (2,2-2,5). Наиболее близкой к заявляемой керамической массе по технической сущности и достигаемому результату является масса 2, содержащая 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 (1000-1100 ), высокие значения водопоглощения (14,0-16,0 ), повышенное значение коэффициента загустеваемости (1,8-2,2). Задачей предлагаемого изобретения является снижение значений водопоглощения, повышение механической прочности изделий и улучшение литьевых характеристик шликера. 7465 1 2005.12.30 Задача достигается тем, что керамическая масса, включающая глинистую составляющую - глину легкоплавкую и глину огнеупорную, плавень и отощитель, отличающаяся тем, что в качестве плавня содержит стеклогранулят борсодержащий, а в качестве отощителя - гаауконитовый песок при следующем соотношении компонентов, мас.глина легкоплавкая 68,0-73,0 глина огнеупорная 7,0-12,0 стеклогранулят борсодержащий 5,0-15,0 глауконитовый песок 5,0-15,0. Химический состав компонентов приведен в табл. 1. Стеклогранулят представляет собой стеклофритту, содержащую в своем составе 23,2, 23, 2 (2 О 2), оптимальные соотношения которых способствуют образованию при низких температурах обжига значительных количеств бороалюмосиликатного расплава. Глинистая составляющая керамической массы представлена легкоплавкой глиной месторождения Гайдуковка (Беларусь) и огнеупорной глиной Латненского месторождения(Россия). Глауконитовый песок месторождения Карповцы представляет собой плотное среднеобломочное сырье темно-зеленого, иногда зеленовато-черного цвета, обладающее низкой твердостью и относящееся по минеральному типу к группе железистых гидрослюд. По составу это сложные водные силикаты железа, магния и калия. Используемый в составах масс глауконитовый песок выполняет функцию флюсующих (глауконитовая составляющая) и отощающих (кварцевая составляющая) компонентов керамических масс, а также обеспечивает объемную окраску изделий ввиду повышенного содержания красящих оксидов 4. Применение стеклогранулята и глауконитового песка позволяет ввести в керамические массы оксиды типа 2 (К 2 О, 2), которые способствуют появлению расплава и растворению в жидкой фазе аморфных остатков глинистых минералов, железистых примесей и зерен кварца. Наличие в них оксидов(, ) вызывает интенсивную кристаллизацию требуемых фаз, способствуя тем самым созданию в черепке кристаллического каркаса. Это приводит к улучшению ряда физико-химических свойств синтезированных изделий (снижению водопоглощения, повышению термостойкости и механической прочности). В настоящее время имеются немногочисленные сведения /4-6/ о применении глауконитовых песков в качестве сырья для производства кирпича и облицовочной керамики. Применение глауконитовых песков в составах керамических масс для производства изделий бытового назначения нами не выявлено и предлагается впервые. Предлагаемое изобретение поясняется выполнением конкретных примеров Пример 1. Керамическую массу, включающую (мас. ) глину легкоплавкую 73,0 глину огнеупорную 7,0 стеклогранулят борсодержащий 15,0 глауконитовый песок 5,0 готовили шликерным методом. Предварительно измельченные до размера кусков не более 5 мм компоненты загружают в шаровую мельницу мокрого помола в две стадии в первую стадию загружали глауконитовый песок и стеклогранулят, во вторую - огнеупорную и легкоплавкую глину. Помол производили до остатка на контрольном сите с сеткой 0063 в количестве не более 1,5 . Для обеспечения качественных литьевых свойств в шликер вводили электролиты (сверх 100 ) жидкое стекло 0,15 , кальцинированная сода 0,2 , триполифосфат натрия 0,5 . Изготовление изделий осуществляли литьем в гипсовые формы. Время набора черепка составляло 40-50 мин. После извлечения из гипсовых форм оправленные изделия подавались на сушку. Сушку изделий производили при температуре 1055 . Обжиг полуфабриката изделий осуществляли при 1000 с выдержкой при максимальной температуре 1,5 ч. Остальные примеры выполнялись аналогично и иллюстрируются составами, приведенными в табл. 2. В табл. 3 приведены физико-химические характеристики заявляемых решений в сравнении с прототипом. 2 7465 1 2005.12.30 Таблица 1 Химический состав компонентов, используемых в работе Наименование сырья Глина легкоплавкая Глина огнеупорная Стеклогранулят борсодержащий Глауконитовый песок Таблица 2 Составы заявляемых масс и прототипа Состав массы, мас.Глина легкоплавкая Глина огнеупорная Стеклобой Стеклогранулят Глауконитовый песок Кварцевый песок Номер состава заявляемого изобретения 1 2 3 73,0 70,0 68,0 7,0 10,0 12,0 15,0 10,0 5,0 5,0 10,0 15,0 Физико-химические свойства заявляемых масс и прототипа Номер состава заявляемого изобретения 1 2 3 1,2 1,3 1,5 42 40 39 Показатели свойств Тонина помола (остаток на сите 0063 К),Влажность шликера,Текучесть (диаметр отверстия вискозиметра Энглера 6 мм), с после выстаивания в течение 30 с 30 мин Коэффициент загустеваемости Температура обжига,Водопоглощение,Механическая прочность изделий при сжатии, МПа Термический коэффициент линейного расширения, 107-1 7465 1 2005.12.30 Как видно из приведенных данных, заявляемая масса обладает сниженными значениями водопоглощения, составляющими 0,9-3,1 против 14-16 у прототипа. Увеличение показателя составляет 80-93 . Механическая прочность при сжатии заявляемого состава керамической массы составляет 20-27 МПа против 15 МПа у прототипа, что обеспечивает повышение показателя на 28-44 . Это имеет весьма важное значение при изготовлении из керамической массы заявляемого состава бутылок для разлива алкогольных напитков, что обеспечивает снижение боя изделий при укупорке и транспортировке. Улучшение литьевых характеристик шликеров снижение влажности массы у заявляемого состава до 39-42 против 42-45 у прототипа при уменьшении текучести шликера при выстаивании в течение 30 мин, составляющего для заявляемого состава 8-12 с, для прототипа - 16-24 с. Значения коэффициента загустеваемости (безразмерная величина, полученная делением времени истечения 100 мл шликера после выстаивания в течение 30 мин ко времени истечения после выстаивания в течение 30 с) шликера для заявляемой массы снижены до 1,33-1,5 против 1,8-2,2 у прототипа. 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. Керамическая масса может использоваться на Ивенецком заводе художественной керамики, предприятии Речицкая керамика, ОАО Керамин и других предприятиях отрасли. Источники информации 1. А.с. СССР 1203071, МПК С 04 В 33/00. 1986. 2. СССР 814964, МПК С 04 В 33/00. 1981 (прототип). 3. Левицкий И.А., Бирюк В.А., Павлюкевич Ю.Г. Использование минерального сырья Республики Беларусь в производстве керамических материалов//Труды БГТУ. Серия . Химия и технология неорганических веществ. - Вып. . - Мн., 2002. - С. 382-394. 4. Солнышкина Т.Н., Давидзон Э.С., Бирюкова О.В. Разработка состава массы на основе кварц-глауконитовых глинистых песков для Катауровского керамикоплиточного завода//Исследование в области производства изделий строительной керамики Тр./НИИ стройкерамика. - М. Стройиздат, 1985. - Вып. 55. - С. 80-86. 5. Вороновский Н.Е., Тюрин А.Н., Аблямитов П.О., Каймаков А.И. Исследование свойств глауконитсодержащих пород Республики Татарстан и их применение в производстве строительных материалов // Современные проблемы строительных материалов Материалы Межд. науч.-технич. конф. - Пенза, 24-26 марта 1988/Акад. чтения . Пенза, 1998. Ч. 1. - С. 111-112. 6. .с. СССР 887532, МПК С 04 В 33/00, 1981. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4