Примеры технологически совместимых связующих веществ и пластификаторов, используемых в составе керамического шликера

Связующее вещество	Пластификатор
Ацетат целлюлозы	Изобутиральацетат сахарозы
Полиакрилаты	Глицерин
Полиметакрилаты	Дибутилфталат
Поливиниловый спирт	Диизодецилфталат
Поливинилбутираль	Дибутилфталат (или дибутилсебацинат)

 

Полиакрилаты и полиметакрилаты проявляют себя примерно одинаково, но первые разлагаются медленнее. Полиметакрилаты, в частности поли-N-бутилметакрилат, обеспечивает хорошую адгезию пленок, не изменяет своих свойств со временем, не становится хрупким при комнатной температуре. Поливиниловый спирт требует длительного времени сушки. Отличительными пленкообразующими свойствами обладает поливинилбутираль. Худшие результаты были получены при использовании ацетата целлюлозы.

Из испытанных пластификаторов изобутиральацетат сахарозы характеризуется наиболее слабыми пластифицирующими свойствами. Диизодецилфталат имеет высокую температуру разложения и способствует образованию липких поверхностей. Глицерин растворяется в воде.

К наиболее полно удовлетворяющим требования, предъявляемые к пластификаторам, относят такие пластификаторы как дибутилфталат и дибутилсебацинат.

Дибутилфталат – эфир фталевой кислоты и бутилового спирта, представляющий собой прозрачную, бесцветную или слегка желтоватую маслянистую жидкость, хорошо растворимую в этиловом спирте. Дибутилсебацинат – эфир себациновой кислоты и бутилового спирта, представляет собой также бесцветную или слегка желтоватую жидкость, хорошо растворяющуюся в этиловом спирте. В отличие от дибутилфталата, он менее летуч и обладает при длительном хранении меньшей проникающей способностью.

Растворитель должен хорошо растворять связку и иметь низкую вязкость. Растворители имеют высокое давление пара, поэтому полностью улетучиваются до обжига в начале спекания. По растворяющей способности различают три группы растворителей, которые приведены в табл. 7.

Таблица 7

Систематизация растворителей по группам

Группы растворителей по их растворяющей способности (т.е. по эффективности растворения)
Слабая	Средняя	Сильная
Нитрометан Нитроэтан Сероуглерод Бензол Циклогексан	Ацетонитрил Ацетон Метилэтилкетон Метилизобутилкетон	Метиловый спирт Этиловый спирт N-пропиловый спирт N-гексановый спирт Диэтиленгликоль

 

Иногда в качестве растворителей применяют метилэтилкетон, толуол и изопропиловый спирт, но чаще используются разные смеси растворителей. Растворители также следует подбирать в зависимости от связки. Так, для поливинилбутираля рекомендуются следующие смеси растворителей:

циклогексанол - 50%, N-пропанол - 40%, метанол - 10% или циклогексанол - 40%, толуол - 40%, N-пропанол - 10%, метилизобутилкетон - 10%. Но целесообразнее использовать смесь трихлорэтилена и тетрахлорэтилена, которая действует более эффективно и не образует взрывоопасной смеси с воздухом. Пригодны также в качестве растворителей амилацетат и этилацетат, хотя они менее эффективны.

Поверхностно-активное вещество (ПАВ) добавляется для предотвращения агломерации частиц глинозема. После удаления растворителя ПАВ способствует увеличению адгезии связки и минеральных частиц, тем самым, значительному уменьшению количества связки в составе шликера, а значит и пористости, и коэффициента усадки керамической заготовки.

В качестве ПАВ обычно используют алкиламиды, альгинаты, рыбий жир и др., но возможно приготовление шликера и с их заменителями, которые приведены в табл. 8.

Таблица 8

Основные сведения о ПАВ

ПАВ, заменяющие рыбий жир	Молекулярный вес	Вязкость шликера
Глицерин		Хорошая
Октадециламин		Удовлетворительная
Трихлорацетатная кислота		Хорошая
Олеиновая кислота		Хорошая

 

Шликер с октадециламином обладает хорошими свойствами, но высушенную ленту невозможно отделить от подложки без трещин. В качестве ПАВ при подготовке шликера из корундовой керамики марки ВК 94-1 рекомендуется использовать полиоксиэтиленалкиламид, выпускаемый под маркой "Синтамид – 5", который вводят в шликер в виде спиртового раствора, что обеспечивает хорошее смачивание частиц минеральной части.