Антиадгезионная смазка

 

Использование: в производстве строительных материалов, преимущественно керамической черепицы и кирпича, получаемых по технологии пластичного формования. Сущность изобретения: антиадгезионная смазка для мундштука ленточного пресса включает водный раствор силиката щелочного металла, едкую щелочь и отработанное масло при следующем соотношении компонентов, мас. %: едкая щелочь 2 - 8; отработанное машинное масло 1 - 5; водный раствор силикатов щелочных металлов с плотностью 1,2^oC1,45 г/см³ - остальное. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к производству керамических изделий, преимущественно строительного кирпича способом пластического формования.

Уменьшение адгезии керамической массы к металлической форме, например к мундштуку ленточного пресса, позволяет снизить давление выпрессовки, получить прочные и ровные боковые грани при формовании, т. e. увеличить прочность керамических изделий и улучшить их внешний вид.

Известна антиадгезионная смазка для металлических форм [1] содержащая, сульфанол 2-3; тринатрийфосфат 4-6; сода кальцинированная 2-2,5; вода до 100.

Недостаток указанного состава смазки малое увеличение прочности керамических изделий.

Наиболее близким к заявляемому является состав для орошения ложковых и тычковых граней кирпича-сырца, содержащий 99,9-99,99% жидкого стекла плотностью 1,19 1,28 г/см³ и 0,1-0,01% глицерофосфата натрия [2] При использовании указанного состава для смазки мундштука ленточного пресса для пластического формования строительного кирпича увеличивается прочность изделия, т. к. уменьшается количество трещин на боковых гранях кирпича-сырца при сушке.

Недостаток указанного состава повышенная адгезия керамической массы к керамической форме, смазанной смесью жидкого стекла и глицерофосфата натрия. Жидкое стекло быстро впитывается в керамическую массу и, реагируя с окислами щелочноземельных металлов, твердеет.

На фиг. 1 показано изменение во времени адгезии керамической массы к металлу, смазанному жидким стеклом с плотностью 1,28 г/см³. Приведены значения адгезии (А) керамической массы к полированной стальной поверхности, г/см²: 50, 90, 350, 400 для продолжительности контакта с металлом, мин: 0; 5; 30; 40 соответственно. Адгезия керамической массы быстро нарастает до величины А=450 г/см² ± 20% соответствующей усилию отрыва керамической массы с влажностью 20% от металла без смазки. Добавка глицерофосфата натрия мало влияет на величину адгезии.

Цель изобретения уменьшение адгезии керамической массы к металлической форме.

Достигается это тем, что антиадгезионная смазка для обработки металлических форм при изготовлении керамических изделий, преимущественно мундштука ленточного пресса для пластического формования строительного кирпича, включающая водный раствор силиката щелочного металла, дополнительно содержит едкую щелочь и отработанное моторное масло при следующем соотношении компонентов, мас. едкая щелочь 2-8; отработанное моторное масло 1-5; водный раствор щелочного металла плотностью 1,2-1,45 г/см³ остальное.

В частном случае антиадгезионная смазка может дополнительно содержать поверхностно-активные вещества в количестве 0,1-2 мас. высокомолекулярные карбоновые кислоты в количестве 0,1-2 мас. порошок алюмомагниевых сплавов в количестве 0,001-0,01 мас.

Отличительным признаком заявляемого состава антиадгезионной смазки является использование едкой щелочи, отработанного моторного масла, поверхностно-активных веществ, высших карбоновых кислот и порошка алюмомагниевых сплавов.

Уменьшение адгезии керамической массы к металлу достигается за счет образования легкоподвижного разделительного слоя, образованного водным раствором натриевых солей высокомолекулярных карбоновых кислот (мылом) или водным раствором поверхностно-активных веществ, гидрофобным слоем легких нефтяных масел, газовым слоем, образующимся при реакции раствора едкой щелочи с дисперсными частицами алюмомагниевых сплавов в отработанном моторном масле или введенных дополнительно. Добавка едкой щелочи к раствору жидкого стекла снижает вязкость смеси.

На фиг. 2 дана зависимость вязкости η смеси натриевого жидкого стекла с силикатным модулем 2,8 и плотностью 1,5 г/см³ от добавки едкого натра. Значения вязкости смеси натриевого жидкого стекла с едким натром в условных относительных единицах: 34,7; 7,6; 3,2; 2,5; 2,0; 1,6; 1,3; 1,25 для доли едкого натра в смеси, мас. 0,6; 1,3; 2; 2,5; 3,4; 4,9; 6,2; 7,9 соответственно.

Условная вязкость определялась по времени вытекания 100 мл смеси через отверстия D 3 мм и указана в относительных единицах. Если содержание едкой щелочи в смеси менее 2% то вязкость смеси велика. Содержание едкой щелочи более 8% мало влияет на уменьшение вязкости. Едкая щелочь увеличивает пластичность приповерхностного слоя керамического изделия и уменьшает количество сушильных трещин. Например, при добавке 4% едкого натра в раствор жидкого стекла плотностью 1,3 г/см³ эффект уменьшения количества сушильных трещин при орошении боковых граней строительного кирпича в 1,2-1,4 раза выше.

Добавка отработанного моторного масла, содержащего до 6% минеральных и металлических частиц, позволяет резко уменьшить адгезию керамической массы к металлу за счет газового разделительного слоя, образующегося при реакции суспензии частиц алюмомагниевых сплавов в отработанном моторном масле с раствором едкой щелочи.

На фиг. 3 показана зависимость величины адгезии (А) от содержания отработанного моторного масла (М) в смеси жидкого стекла плотностью 1,4 г/см³ и 4 мас. едкого натра. Значения адгезии керамической массы к полированной стальной поверхности, г/см²: 27; 16; 9,5; 8; 7 даны для доли отработанного моторного масла в смеси с натриевым жидким стеклом и едким натром, мас. 0; 1; 2; 3; 5 соответственно. Пунктирная линия значение адгезии для 100% отработанного моторного масла.

Если содержание масла менее 1% то значительного уменьшения адгезии не наблюдается. При содержании отработанного масла более 5% адгезия меняется мало, но возрастает вязкость смеси и уменьшается стабильность эмульсии.

Малые величины адгезии керамической массы к металлу могут быть достигнуты при смешивании раствора жидкого стекла со свежим моторным маслом, но при содержании масла в смеси более 8% При этом вязкость смеси велика, а эмульсия нестабильна.

На фиг. 4 дана зависимость величины адгезии (А) от содержания масла (М) в смеси с жидким стеклом плотностью 1,45 г/см³. Значения адгезии керамической массы к полированной стальной поверхности, г/см²: 50; 35; 12,5; 9; 13; 14; 15 даны для доли свежего моторного масла в смеси с натриевым жидким стеклом и едким натром, мас. 0; 5; 10; 15; 25; 30; 40 соответственно. Пунктирная линия для доли свежего моторного масла 100% Добавка высокомолекулярных карбоновых кислот в состав смазки уменьшает адгезию, т. к. при их смешивании с раствором едкой щелочи образуются натриевые соли этих кислот (мыло), что способствует образованию легкоподвижного разделительного слоя между керамической массой и металлической формой. Дополнительно тонкий слой мыла на каплях моторного масла в растворе жидкого стекла увеличивает стабильность эмульсии масла. Если содержание мыла в смеси меньше 0,1 мас. то эффект снижения адгезии мал, если больше 2% то вязкость смазки быстро нарастает.

В состав антиадгезионной смазки можно вводить также другие поверхностно-активные вещества в количестве 0,1-2 мас. например сульфанол, натриевые соли нефтяных сульфокислот, натриевые соли нафтеновых и жирных кислот и т. д.

Добавка алюмомагниевого порошка в состав смеси увеличивает интенсивность образования газового разделительного слоя. Например, при добавке 0,01% прокаленной алюминиевой пудры ПАП величина адгезии уменьшается до 3 г/см². Дальнейшее увеличение содержания порошка алюмомагниевых сплавов в составе смеси приводит к интенсивному вспениванию смазки. Для приготовления состава антиадгезионной смазки жидкое стекло плотностью 1,2-1,45 г/см³ смешивают последовательно с едкой щелочью и натриевыми солями карбоновых кислот или поверхностно-активными веществами в лопастной мешалке при 80-100 об/мин до полного растворения твердых частиц. Отработанное моторное масло также смешивают с алюмомагниевым порошком в лопастной мешалке. Смеси на основе жидкого стекла и моторного масла соединяют в эмульгаторе непосредственно перед употреблением.

В результате проведенных патентных исследований не установлены составы антиадгезионной смазки, содержащие водный раствор силикатов щелочных металлов и отработанное моторное масло, а также высокомолекулярные карбоновые кислоты или поверхностно-активные вещества и порошок алюмомагниевых сплавов, что в совокупности обеспечивает новизну заявляемому составу и позволяет сделать вывод о его соответствии критерию изобретения "существенные отличия".

Проведенные испытания показали, что при использовании заявляемой смеси для смачивания боковых граней кирпича-сырца количество сушильных трещин меньше по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

1. АНТИАДГЕЗИОННАЯ СМАЗКА для обработки металлических форм при изготовлении керамических изделий, преимущественно мундштука ленточного пресса для пластического формования строительного кирпича, включающая водный раствор силикатов щелочных металлов, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит едкую щелочь и отработанное машинное масло при следующем соотношении компонентов, мас.%: Едкая щелочь - 2 - 8 Отработанное машинное масло - 1 - 5 Водный раствор силикатов щелочных металлов с плотностью 1,2 - 1,45 г/м³ - Остальное 2. Смазка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит поверхностно-активные вещества в количестве 0,1 - 2 мас.%.

3. Смазка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит высокомолекулярные карбоновые кислоты в количестве 0,1 - 2 мас.%.

4. Смазка по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит порошок алюмомагниевых сплавов в количестве 0,001 - 0,01 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4