MXPA05009979A - Aditivo reologico. - Google Patents
Aditivo reologico.Info
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-
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Abstract
La invencion se refiere a un aditivo reologico que contiene arcilla de illita, arcilla esmectica y una atapulgita. El aditivo de la invencion es apropiado para controlar caracteristicas de aplicacion de un producto para recubrir cuerpos porosos.
Description
ADITIVO REOLÓGICO
La presente invención se refiere a un aditivo reológico apropiado para controlar las características de aplicación de un material de recubrimiento para cuerpos porosos. Las sustancias porosas para recubrimiento constituyen una técnica que es de particular significado en el procesamiento de núcleos o moldes en la tecnología de fundición. Adicionalmente, esta técnica es importante en la industria de cerámicas, en particular para la aplicación de vidriado y de enlucido cerámico a cuerpos cerámicos crudos. Esta técnica también se usa para cartón o papel. Los materiales de recubrimiento que se aplican a cuerpos porosos pueden tener diferentes propósitos. Por ejemplo, los recubrimientos para moldes y núcleos en la tecnología de fundición, sirven para modificar la superficie de las piezas del molde o núcleo, mejorar la apariencia de las piezas fundidas, modificar la metalurgia de las piezas fundidas y/o prevenir defectos en las piezas fundidas. En la industria de la cerámica, los vidriados se usan para impartir una densidad, dureza, alisamiento y fuerza ventajosas, así como también como color a los productos cerámicos. Adicionalmente, en el caso de los materiales de cerámica de arcilla, los recubrimientos con lavados de arcilla cromáticos, que se denominan enlucidos cerámicos, se usa para colorear la superficie. En la tecnología de fundición, las piezas de molde y núcleo están recubiertas usualmente con un material refractario por
medio de los así llamados lavados, que se aplican en forma líquida con una viscosidad apropiada usando un portador líquido. Se supone que el recubrimiento de lavado desacelera el intercambio de calor entre el horno de fundición y el molde, en particular cuando en molde o el material de núcleo tiene un grado relativamente alto de conductividad de calor, y por eso tiene cierto efecto enfriador. Más aún, el recubrimiento de lavado puede reducir la rugosidad de la superficie de los moldes y núcleos, y de esta forma contribuir a que las superficies de las piezas fundidas sean más lisas. Otro propósito del recubrimiento de lavado es evitar que el metal líquido penetre el molde poroso y las superficies del núcleo. Adicionalmente, el lavado puede evitar que el metal se adhiera a las paredes del molde o núcleo, y por eso garantiza una extracción segura de la pieza fundida de las paredes del molde cuando se vacía el molde. También se puede usar lavados para mejorar la resistencia a la abrasión del molde o del material del núcleo, y para evitar el desgaste o ataques de erosión ocasionados por el flujo de fundición. Así, dependiendo del objeto que se esté considerando, se puede hacer una distinción entre lavados aisladores de calor, alisadores y endurecedores, y agentes desmoldeantes. Sin embargo, estos objetos con frecuencia también se combinan. En la industria de la cerámica, el recubrimiento de cuerpos de cerámica crudos es de particular importancia. Durante el vidriado, los cuerpos de cerámica crudos se proveen con un recubrimiento similar a vidrio, que cubre los productos de cerámica
con una capa delgada, y les imparte propiedades materiales ventajosas. Además de los formadores de vidrio reales (también denominados formadores de red) como un componente principal, los materiales de recubrimiento que se usan para el vidriado usualmente contienen también los así llamados modificadores de red, los cuales imparten propiedades de fusión mejoradas al vidriado. El efecto sellador de los vidriados, protege las piezas de trabajo porosas contra la penetración de todo tipo de gases y líquidos. Adicionalmente, la capa vidriada puede mejorar significativamente la fortaleza mecánica de las piezas de trabajo y por ello aumentar su capacidad de servicio. Debido a la superficie lisa de las piezas de trabajo vidriadas, ellas pueden cumplir además con estándares higiénicos más altos, por ejemplo, en la industria de alimentos. Con el fin de garantizar una resistencia máxima de los artículos vidriados a los ácidos, bases, alcoholes, gasolina, etc., la superficie del vidriado no debe mostrar ningún deterioro (grietas, picaduras). En el recubrimiento de materias porosas, las características de aplicación del material de recubrimiento generalmente no sólo están determinadas por la reología del material de recubrimiento, sino que también por el comportamiento de absorción del cuerpo poroso y la capacidad del material de recubrimiento para retener el líquido portador. Con respecto al comportamiento de absorción de cuerpos porosos, debe notarse que aquellos con enlazantes hidráulicos tales como arcilla, concreto y vidrio soluble, usualmente absorben el portador líquido en un grado
extremadamente alto. El uso de agentes estandarizantes, tales como por ejemplo, limos o derivados de celulosa naturales, es conocido para el recubrimiento de materiales sobre la base de un sistema enlazante acuoso. Si bien estos agentes estandarizantes dan como resultado una alta capacidad de retención de agua del material de la cubierta, la reología del sistema está afectada porque los materiales de recubrimiento muestran propiedades desventajosas, de baja pseudo plasticidad y fluyen de una manera más viscosa. Esto puede conducir a características de aplicación indeseables, tales como formación de gotas y de doble piel, así como también a espesores irregulares en las capas. Especialmente cuando se usa el recubrimiento por inmersión como método de aplicación, es de la máxima importancia optimizar el comportamiento de flujo del material de recubrimiento con el fin de obtener contornos claros, un espesor de capa uniforme, y un bajo grado de formación de gotas. En principio, cada material de recubrimiento tiene que ser mantenido en estado homogéneo durante el procesamiento. En particular, se debe evitar el asentamiento de los sólidos en la suspensión. En conexión con el comportamiento de aplicación requerido, el carácter reológico y el grado de tixotropía de las suspensiones complejas, deben cumplir con los requerimientos deseados. No ha sido posible en la técnica anterior, optimizar todas las propiedades importantes de los materiales de recubrimiento al
mismo tiempo. Por ejemplo, los silicatos en lámina activados por inflamiento se han usado como agentes para aumentar el espesor en sistemas acuosos en numerosos campos técnicos. Para este propósito, los silicatos en lámina se someten a fuerzas cortantes y se dispersan en el sistema en forma finamente dividida, ocasionando que las placas de láminas individuales se separen una de la otra en un grado amplio, o completamente, y así, forman una dispersión coloidal o suspensión en el sistema, lo que conduce a una estructura de gel. El documento DE-A-37,040,84 sugiere mejorar la estabilidad de este tipo de estructura de gel, así como la efectividad reológica de un agente engrosante añadiendo un poli-electrolito orgánico de cadena larga, tal como por ejemplo, un polisacárido o heteropolisacárido con un peso molecular total de al menos 2 millones, a un silicato en lámina activado de manera inflable. Adicionalmente, los componentes se pueden hacer reaccionar con aminas primarias o secundarias y/o un silano aminofuncional para aumentar la efectividad reológica. La patente EP-B-0,751 ,103 describe el uso de arcillas esmécticas no calcinadas, y aditivos orgánicos para aumentar la fortaleza de las composiciones de arcilla para objetos de cerámica de formas complejas con fundición a barbotina. La patente estadounidense número 5,164,443 describe un agente engrosante para sistemas acuosos que contiene un material
de arcilla, almidón y un polímero o copolímero de un ácido carboxílico insaturado, un ácido carboxílico insaturado modificado y/o un monómero de vinilo. Sin embargo, los agentes engrosantes conocidos no siempre cumplen con los requerimientos específicos con respecto al control de las características de aplicación de los materiales de recubrimiento para cuerpos porosos, e importantes propiedades de los materiales de recubrimiento no son optimizadas todas al mismo tiempo. Por lo tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar un aditivo reológico apropiado para controlar las características de aplicación de un material de recubrimiento para cuerpos porosos, el cual permita un ajuste ventajoso de las propiedades reológicas de los materiales de recubrimiento para cuerpos porosos, sobre la base de un sistema enlazante acuoso. Estos objetos se logran por medio del aditivo reológico de acuerdo con la presente invención, el cual contiene arcilla de ¡Mita, arcilla esméctica y una atapulgita. La invención se refiere además a materiales de recubrimiento que contienen un aditivo reológico de acuerdo con la presente invención. La invención también se refiere a un proceso para la producción de un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención, caracterizado porque se introduce un aditivo reológico de acuerdo con la presente invención en un portador
líquido. Adicionalmente, la presente invención está dirigida a procesos para el recubrimiento de cuerpos porosos con un material de recubrimiento, el proceso comprende los pasos de: a) proporcionar un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención; b) aplicar el material de recubrimiento a un cuerpo poroso; y c) secar el cuerpo poroso recubierto. Además, la invención se refiere a cuerpos porosos recubiertos, que han sido recubiertos con un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención. La invención también se refiere al uso de un material de recubrimiento inventivo para recubrir un cuerpo poroso. Finalmente, la invención se refiere al uso de un aditivo reológico de acuerdo con la presente invención, para controlar las características de aplicación de un material de recubrimiento para cuerpos porosos. La invención está basada en el sorprendente hallazgo de que combinando una arcilla de ¡Hita con una arcilla esméctica y una atapulgita, se puede proporcionar un aditivo reológico que, cuando se introduce en un material de recubrimiento, no conduce a aumento de espesor extremo y por lo tanto a una pérdida de pseudo plasticidad. Estos efectos negativos son conocidos en el campo técnico, por ejemplo, en conexión con sistemas que solamente
contienen arcilla esméctica. De acuerdo con la presente invención, la arcilla de illita es un material de arcilla que muestra un bajo grado de comportamiento inflable. Este comportamiento inflable se observa usualmente en los materiales de arcilla que tienen un contenido de caolinita de 80 por ciento por peso o menos. Todas las arcillas que contienen illita con un contenido de illita de al menos 5 por ciento por peso se pueden usar en la presente invención. El contenido de illita de la arcilla de illita de acuerdo con ia presente invención, preferiblemente es de entre 5 y 50 por ciento por peso, más preferible entre 5 y 20 por ciento por peso, y se prefiere especialmente entre 5 y 10 por ciento por peso. Esta arcilla de illita está disponible por ejemplo en la compañía Klárlicher Ton - und Shamottewerke, Mannheim & Co. KG, Alemania, bajo el nombre comercial de "Klárlicher Blauton". La selección de las arcillas esmécticas apropiadas como un componente adicional del aditivo de acuerdo con la presente invención no está restringida. Los ejemplos de arcillas esmécticas apropiadas incluyen hectorita, saponita, sauconita, montmorilonita, beidelita y nontronita, así como también materiales de arcilla esméctica, tal como bentonita. La bentonita ha demostrado ser especialmente apropiada para resolver el problema fundamental que soluciona la presente invención. Como un ejemplo, se hace referencia a una arcilla esméctica con el nombre comercial de "Bentone EW", la cual puede usarse en la presente invención. Está
disponible en la compañía Elementis Specialities Inc., Hightstown, NJ, Estados Unidos. Un aditivo reológico de acuerdo con la presente invención contiene además una atapulgita. Por ejemplo, un producto de la compañía Solvadis AF, Frankfurt am Main, Alemania, con el nombre comercial de "Attagel 40", se puede usar como atapulgita. En una modalidad preferida, un aditivo reológico de acuerdo con la presente invención contiene los componentes arcilla de ¡Hita : arcilla esméctica : atapulgita, en este orden, en una proporción de 1 a 100 : 1 a 100 : 1 a 100, más preferida de 1 a 30,: 1 a 20 : 1 a 20. Una proporción de 1 a 4 : 1 a 2 : 1 a 2, es especialmente preferida. En otra modalidad preferida, un aditivo reológico inventivo contiene solamente los componentes arcilla de iliita, arcilla esméctica y atapulgita. Un aditivo reológico de acuerdo con la presente invención, que contiene solamente los componentes arcilla de ¡Mita, arcilla esméctica y atapulgita en las proporciones mencionadas anteriormente, se prefiere especialmente. Los aditivos Teológicos de acuerdo con la presente invención se pueden usar para controlar las características de aplicación de materiales de recubrimiento para cuerpos porosos. Los materiales de recubrimiento de acuerdo con la presente invención, preferiblemente contienen de 0.1 a 10 por ciento por peso de arcilla de iliita, de 0.1 a 10 por ciento por peso de arcilla esméctica, y de 0.1 a 10 por ciento por peso de atapulgita.
En una modalidad especialmente preferida, un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención contiene de 0.1 a 3.0 por ciento por peso de la arcilla de ¡Mita, de 0.1 a 2.0 por ciento por peso de la arcilla esméctica y de 0.1 a 2.0 por ciento por peso de atapulgita. Los materiales de recubrimiento convencionales contienen un portador liquido. Los componentes sólidos del material de recubrimiento pueden formar una suspensión junto con el portador líquido, la cual haga los componentes sólidos manejables, de tal manera que puedan aplicarse sobre el cuerpo que va a ser recubierto, por medio de un proceso apropiado, tal como por ejemplo, recubrimiento por inmersión. En una modalidad preferida, un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención contiene un portador líquido caracterizado porque el portador líquido contiene agua como el componente principal. Además del agua como componente principal, el portador líquido de la presente invención también puede contener alcoholes, tales como por ejemplo, metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, en una cantidad de hasta 10 por ciento por peso, preferiblemente 5 por ciento por peso, y de manera especialmente preferida, 2 por ciento por peso. En una modalidad especialmente preferida, el agua es el único portador líquido de un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención. Como un componente funcional, los materiales de recubrimiento contienen al menos una sustancia básica. El propósito
de esta sustancia básica principalmente es modificar la superficie del cuerpo que va a ser recubierto. Por ejemplo, en la tecnología de fundición, la sustancia básica puede sellar los poros de arena de un núcleo o pieza de molde, con el fin de evitar la penetración del metal de fundición. En la industria de cerámica, el vidrio o los formadores de red, permiten la formación de cubiertas en forma de vidrio fundido (vidriados) sobre el material de cerámica, lo que imparte, entre otras, propiedades mecánicas mejoradas al material. Adicionalmente, los lavados con arcilla cromática (enlucidos cerámicos), se pueden usar como recubrimientos colorantes sobre los materiales cerámicos de arcilla. El cartón y el papel se pueden recubrir con suspensiones que contengan arcilla, para proporcionar superficies lisas, y aumentar la fortaleza. En una modalidad preferida, un material de recubrimiento da acuerdo con la presente invención, contiene un material refractario como sustancia básica. Todos los materiales refractarios convencionales se pueden usar como materiales refractarios. Por ejemplo, pirofilita, mica, silicato de circonio, óxido de hierro, y grafito, son materiales refractarios especialmente preferidos. Para el uso en la tecnología de fundición, los materiales de recubrimiento de acuerdo con la presente invención preferiblemente contienen además un enlazante. El propósito de un enlazante es primero y principal, garantizar la fijación de los ingredientes del material de recubrimiento, en particular de la sustancia básica, después del secado del material de recubrimiento
que se ha aplicado a un cuerpo poroso. Preferiblemente, el enlazante se endurece irreversiblemente, y por eso da como resultado un recubrimiento resistente a la abrasión sobre el cuerpo poroso. La resistencia a la abrasión es de la máxima importancia para el material de recubrimiento, dado que una falta de resistencia a la abrasión puede dañar el recubrimiento. En particular, el enlazante no debe suavizarse nuevamente cuando se expone a la humedad atmosférica. En la presente invención, se puede usar todos los enlazantes que se emplean en sistemas acuosos convencionales. Por ejemplo, se puede usar almidón, dextrina, péptidos, alcohol polivinílico, ácido poliacrílico, poliestireno y/o dispersiones de acetato de p o I i v i n i I o y poliacrilato. En una modalidad especialmente preferida de la presente invención, el enlazante contiene almidón. En otra modalidad preferida, un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención, incluye vidrio o formadores de red, así como también modificadores de red como sustancias básicas. Todas las sustancias que se usan comúnmente en la producción de vidriado sobre materiales de cerámica, se pueden usar como formadores de vidrio y modificadores de red. De acuerdo con la presente invención, por ejemplo se puede usar mezclas de Si02 y Al203 como formadores de vidrio, y se puede usar óxidos metálicos como modificadores de red. Los óxidos metálicos básicos tales como por ejemplo Na20, K20, CaO, BaO, Li20, MgO, ZnO, PbO y SrO, son especialmente preferidos para este propósito. En otra modalidad preferida que puede aplicarse para la
producción de enlucidos cerámicos sobre materiales cerámicos de arcilla, un recubrimiento de acuerdo con la presente invención comprende un material de arcilla cromática como sustancia básica. Todos los materiales conocidos y comunes en el estado del arte se pueden usar como material de arcilla cromática. Además de los componentes ya mencionados anteriormente, los materiales de recubrimiento pueden contener aditivos convencionales adicionales, tales como por ejemplo, agentes suspensores, agentes humectantes y dispersantes, agentes estandarizantes y/o biocidas. Los éteres de celulosa, alginatos, mucílagos y/o pectinas, preferiblemente mucílagos, se pueden usar como agentes suspensores. Los ejemplos de agentes humectantes y dispersantes apropiados incluyen tensioactivos iónicos y no iónicos, preferiblemente no iónicos. Por ejemplo, se puede usar combinaciones de compuestos polímeros amónicos, en particular polifosfatos o sales de ácido poliacrílico, y sales, en particular sales de metales del primer y segundo grupos principales, como agentes estandarizantes. De acuerdo con la presente invención, se puede usar como biocidas 2-metil-4-isotiazolin-3-ona ( IT), 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona (CIT) y/o 1 ,2-benci-isotiazolin-3-ona (BIT), preferiblemente MIT y/o BIT. Los materiales de recubrimiento de acuerdo con la presente invención se pueden producir introduciendo los aditivos reológicos descritos anteriormente en un sistema enlazante acuoso. Añadiendo el aditivo reológico, es posible controlar las
características de aplicación del material de recubrimiento. Para producir el material de recubrimiento, primero se extiende el aditivo reológico en el portador líquido. Para este propósito, se añade el aditivo reológico al portador líquido en forma sólida o de pasta, y se extiende bajo agitación usando fuerzas cortantes suficientemente altas. Dependiendo de la composición del aditivo reológico usado, el tiempo necesario para extenderlo puede ser crítico para una dispersión óptima de los sólidos que se añaden después. Por lo tanto, debe evitarse los tiempos de extensión que sean demasiado cortos, si se debe garantizar un control óptimo de las propiedades Teológicas de los materiales de recubrimiento. Después de que el aditivo reológico ha sido extendido en el portador líquido, se puede añadir en cualquier orden los otros componentes del material de recubrimiento, especialmente las sustancias básicas. Para la distribución comercial, se puede proporcionar un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención, obtenido por medio de proceso anteriormente mencionado, en la forma de un material de recubrimiento o lavado formulado terminado. Adicionalmente, se puede distribuir un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención en la forma de una pasta. En ese caso, tiene que añadirse una cantidad necesaria de portador líquido apropiado, para ajustar la viscosidad requerida y las propiedades de densidad del lavado, con el fin de obtener un material de recubrimiento listo para usar. Además, el material de recubrimiento se puede vender como una mezcla de sólidos en forma de polvo,
para lo cual tiene que añadirse la cantidad necesaria de portador líquido, con el fin de producir un lavado listo para usar. Además del portador líquido, el material de recubrimiento de la presente invención en un estado listo para usar, usualmente tiene un contenido de sólidos de entre 20 y 50 por ciento por peso, preferiblemente entre 30 y 40 por ciento por peso. Dependiendo del campo de aplicación del material de recubrimiento, los tamaños de partícula de los sólidos que se usan aquí, pueden ser significativos. Por ejemplo, si los materiales de recubrimiento de la presente invención se usan para recubrir núcleos o moldes para ia industria de la fundición, los tamaños de partícula suficientemente pequeños conducen a una superficie ventajosamente lisa de la pieza fundida. Los tamaños de partícula del material refractario que se usan de acuerdo con la presente invención para este propósito, preferiblemente están entre 1 y 500 pm. Cuando los materiales de recubrimiento de la presente invención se usan para vidriar cuerpos de cerámica crudos, el tamaño de partícula del lote de vidriado usado para este propósito preferiblemente es de 100 pm como mucho. Dependiendo del espesor de capa deseado para el material de recubrimiento que se va a aplicar, se puede ajusfar los parámetros de características adicionales del material de recubrimiento. Por ejemplo, en una modalidad preferida, los materiales de recubrimiento de acuerdo con la presente invención que se usan para recubrir moldes y núcleos en la tecnología de
fundición, tienen una viscosidad de 12 a 12 s, siendo especialmente preferida de 14 a 16 s (determinada de acuerdo con la copa estándar para flujo DIN de 4 mm, copa Ford), y preferiblemente tienen una densidad de 20 a 50 °Bé, especialmente preferido de 25 a 35 °Bé (determinados de acuerdo al método de boyancia Baumé). Los materiales de recubrimiento de la presente invención se pueden usar para recubrir cuerpos porosos. Sorprendentemente, los materiales de recubrimiento muestran un comportamiento de aplicación ventajoso cuando se aplican a cuerpos porosos. De acuerdo con la presente invención, por ejemplo, es posible aumentar la capacidad de retención de agua de la sustancia de recubrimiento y al mismo tiempo garantizar un comportamiento de rápida extensión. De esta forma se puede evitar la formación de gotas y de doble piel, así como también un espesor de capa irregular. Los materiales de recubrimiento son apropiados para todos los tipos de aplicaciones en donde se desea recubrir cuerpos porosos con sustancias de recubrimiento sobre la base de un portador líquido acuoso. Los materiales de recubrimiento de la presente invención son especialmente apropiados para recubrir núcleos y moldes en la tecnología de fundición. Otros ejemplos de cuerpos porosos preferidos que se pueden recubrir con los materiales de recubrimiento, incluyen cuerpos de cerámica crudos, así como cartón y papel. Los núcleos y los moldes en la tecnología de fundición incluyen núcleos de arena, los cuales están unidos con PUR ColdBox, vidrio soluble C02, resol MF, resol C02, resina
furano, resina fenólica, o vidrio soluble/éster. Son ejemplos de cuerpos de cerámica cruda, los aislantes para alto voltaje y los artículos para sanitarios. Un proceso para recubrir cuerpos porosos con un material de recubrimiento de acuerdo con la presente invención, comprende los pasos: a) proporcionar el material de recubrimiento; b) aplicar el material de recubrimiento a un cuerpo poroso; y c) secar el cuerpo poroso recubierto. El material de recubrimiento proporcionado por la presente invención se puede aplicar usando todos los procesos de aplicación convencionales conocidos en la materia. Los ejemplos incluyen recubrimiento por inmersión, recubrimiento por flujo, recubrimiento por rocío y recubrimiento por esparcimiento. La aplicación por medio de inmersión se prefiere especialmente. El tiempo requerido para que el exceso de material de recubrimiento se escurra, depende de las propiedades del material de recubrimiento usado. Después de un tiempo de escurrimiento suficiente, la pieza porosa recubierta se somete a secado. Todos los procesos de secado convencionales, tales como por ejemplo secado por medio de hornos de microondas o por convección, se pueden usar. En una modalidad preferida de la invención, el cuerpo poroso recubierto se seca entre 100 y 250 °C, se prefiere especialmente entre 120 y 180 °C, en un horno por convección.
De acuerdo con el proceso de la presente invención, los cuerpos porosos se pueden recubrir con el material de recubrimiento en un solo paso de proceso para el recubrimiento. Sin embargo, dependiendo del espesor deseado de la capa seca, también es posible un recubrimiento múltiple. En una modalidad preferida, un cuerpo poroso que ha sido recubierto en un solo paso de recubrimiento, tiene un espesor de capa seca de entre 50 y 600 pm, con un espesor de capa seca de entre 150 y 300 pm especialmente preferidos. La invención se describirá en más detalle en los siguientes ejemplos.
EJEMPLOS 1. EJEMPLO COMPARATIVO
En los siguientes ejemplos comparativos, se examinan las propiedades Teológicas, en particular la tixotropía, así como también la capacidad de retención de agua del aditivo de la invención, en comparación con los componentes individuales. Para este propósito, se prepararon mezclas separadas de arcilla de illita, arcilla esméctica y atapulgita en agua. Se mezclaron los sólidos con una cantidad apropiada de agua durante 5 minutos cada uno por medio de un disco dentado. Con base en las especificaciones, se obtuvieron las mezclas I a III enumeradas en la Tabla 1. Los nombres comerciales están marcados como (T).
TABLA 1
a) Klárlicher Blauton; material de arcilla que contiene 7 por ciento por peso de arcilla de illita (Klárlicher Ton. und Schamotte-werke) b) Bentone EW, bentonita (Elementis) c) Attagel 40, atapulgita (Slovadis) Adicionalmente, se prepararon combinaciones de las mezclas en proporciones de 1:1 y de 1:1:1, tal como se muestran en la Tabla 2. La proporción de la mezcla 7 corresponde aproximadamente a la proporción de los componentes del aditivo reológico para el material de recubrimiento descrito en el ejemplo de trabajo más adelante. TABLA 2
No. 4 1 parte de I + 1 parte de 111 5 1 parte de I + 1 parte de II 6 1 parte de II + 1 parte de III 7 1 parte de I + 1 parte de II + 1 parte de III
Las propiedades Teológicas de las mezclas se examinaron por medio de un reómetro HAAKE RheoStress. Para esto, se registraron las curvas de flujo de las mezclas individuales y se determinaron los parámetros enumerados en la tabla 3 basándose en las curvas. La tixotropía se determina como el área entre las dos curvas de fuerza cortante (aumentando y disminuyendo las tasas de esfuerzo cortante). Una activación que posiblemente esté presente, se puede determinar directamente a partir del diagrama de la curva de flujo. El límite de flujo se puede determinar como un intercepto de la línea de regresión lineal. Los valores de viscosidad resultantes con altas tasas de esfuerzo cortante (50 s"1) se denotan con ?8. Adicionalmente, las mezclas se examinan con respecto a su capacidad de retención de agua. La capacidad de retención de agua se define como el tiempo de retención de un líquido que pasa fuera de un material poroso. Para determinar este valor, se mide el tiempo necesario para que el líquido que escapa alcance un detector o marca de detección, de manera similar al principio de cromatografía líquida. Para determinar el tiempo de retención de agua, la suspensión que va a ser examinada se coloca en un recipiente de vidrio y luego se sumerge en la suspensión, perpendicularmente, una tira de papel filtrante (banda azul). El líquido sale de la suspensión hacia el papel filtro y sube por la tira de papel. Después de que el
líquido ha alcanzado cierta marca (por ejemplo, 50 mm desde el punto inicial), se toma el tiempo. Este tiempo representa el tiempo de retención. Mientras más largo es este tiempo, más alta es la capacidad de retención de líquido de la suspensión. En el caso presente, se aplicó un sistema de evaluación abstracto para evaluar la capacidad de retención del agua. Se usaron los siguientes símbolos para describir la capacidad de retención de agua: ++ muy buena, + buena, ± suficiente, y - baja. Los resultados se muestran en la Tabla 3
TABLA 3
Comportamiento Tixotropia Activación Límite ??? Capacidad de flujo [Pa s'1] [Pa] de [Pas] de flujo retención [Pa] de agua
1 casi 1 0 1 0.1 ± newtoniano 2 fuertemente 2183 0 82 2.7 + + tixotróico 3 reopéctico -13 0 6 0.2 - 4 reopéctico -11 0 4 0.15 n.d.a)
5 fuertemente 424 10 44 1.1 n.d.a) tixotrópico 6 tixotrópico 181 10 30 0.8 n.d.a>
7 tixotrópico 160 5 37 0.8 +
a) n.d. = no determinada
Es claro a partir de la Tabla 3, que ia tixotropía de la arcilla esméctica se reduce con la adición de la arcilla de ¡Mita (número 5), y especialmente con la adición de atapulgita (número 6), en una extensión mayor que la que tendría el efecto de dilución. Sorprendentemente, las altas cantidades de arcilla de illita, que comparada con los otros silicatos en lámina en la mezcla número 7, está presente en tres veces la cantidad, básicamente no contribuye a la viscosidad en gradientes de alto esfuerzo cortante (?8), lo que implica un comportamiento de rápido esparcimiento de los correspondientes materiales de recubrimiento. Al mismo tiempo, se puede inferir a partir de los datos con respecto a la mezcla número 7, que debido al alto limite de flujo y a la tixotropía existente -principalmente debido a la arcilla esméctica- se puede esperar un secado rápido y un buen flujo de la última gota. La capacidad de retención de agua se controla proporcionalmente mediante el contenido de arcilla esméctica.
2. EJEMPLO DE TRABAJO
Se preparó un material de recubrimiento con la composición indicada en la Tabla 4. Los nombres comerciales se marcaron como (T).
TABLA 4
a) Klárlicher Blauton; material de arcilla con 7 por ciento por peso de arcilla de ¡Hita (Klárlicher Ton- und Schamotte- werke) b) Bentone EW, bentonita (Elementis) c) Attagel 40, atapulgita (Solvadis)
Para preparar el material de recubrimiento, se añadieron los componentes biocida, almidón, Attagel 40, Klárlicher Blauton y Bentone EW a 30 por ciento por peso de agua. Se extendió la mezcla durante 20 minutos usando un disolvedor a la velocidad más alta posible. Luego se añadió la cantidad remanente de agua, así como también el agente dispersante y opcionalmente un agente estandarizante, y se continuó la agitación durante 20 minutos o más,
Claims (29)
1. Aditivo reológico que contiene arcilla de illita, arcilla esméctica, y una atapulgita en una proporción de arcilla de illita : arcilla esméctica : atapulgita de 1 a 100 : 1 a 100 : 1 a 100.
2. Aditivo reológico de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado además porque la arcilla de illita tiene un contenido de illita de entre 5 y 20 por ciento por peso.
3. Aditivo reológico de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado además porque la arcilla esméctica es bentonita.
4. Material de recubrimiento que contiene un aditivo Teológico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
5. Material de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 4, que contiene de 0.1 a 10 por ciento por peso de arcilla de illita, de 0.1 a 10 por ciento por peso de arcilla esméctica, y de 0.1 a 10 por ciento por peso de atapulgita.
6. Material de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 5, que contiene de 0.1 a 3.0 por ciento por peso de arcilla de illita, de 0.1 a 2.0 por ciento por peso de arcilla esméctica y de 0..1 a 2.0 por ciento por peso de atapulgita.
7. Material de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, que contiene además un portador líquido, caracterizado porque el portador líquido contiene agua como componente principal.
8. Material de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado además porque el portador líquido es agua.
9. Material de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, que contiene además un material refractario.
10. Material de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el material refractario contiene pirof ilita, mica lo silicato de circonio.
11. Material de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, que contiene además un enlazante.
12. Material de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado además porque el portador contiene almidón.
13. Material de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, que contiene además un formador de vidrio un modificador de red.
14. Material de recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado además porque el formador de vidrio incluye Si02 y Al203, y el modificador de red se selecciona de Na20, K20, CaO, BaO, Li20, MgO, ZnO, PbO y SrO.
15. Material de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, que comprende además un material cromático de arcilla.
16. Material de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 15, que contiene además un aditivo seleccionado de agentes suspensores, agentes humectantes y dispersantes, agentes estandarizantes y/o biocidas.
17. Proceso para la producción de un material de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicación 4 a 16, caracterizado además porque se introduce un aditivo reológico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en un portador líquido.
18. Proceso para recubrir cuerpos porosos con un material de recubrimiento, que comprende los pasos de: a) proporcionar un material de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 16; b) aplicar el material de recubrimiento a un cuerpo poroso; y c) secar el cuerpo poroso recubierto.
19. Proceso de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado además porque el cuerpo poroso es un núcleo o un molde para su uso en la tecnología de fundición.
20. Proceso de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado además porque el cuerpo poroso es un cuerpo de cerámica cruda.
21. Proceso de acuerdo con la reivindicación 18, caracterizado además porque el cuerpo poroso es cartón o papel.
22. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 18 a 21, caracterizado además porque el material se aplica al cuerpo poroso por medio de un proceso de recubrimiento por inmersión.
23. Cuerpo poroso recubierto, sobre el cual ha sido aplicado un material de recubrimiento de acuerdo con cualq uiera d e las reivind icaciones 4 a 16.
24. Cuerpo poroso recubierto de acuerdo con la reivindicación 23, sobre el cual ha sido aplicado u n material de recubrimiento por medio de un proceso de recubrimiento por inmersión.
25. Uso de un material de recubrimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 1 6, para recubrir un cuerpo poroso.
26. Uso de acuerdo con la reivindicació n 25, caracterizado además porq ue el cuerpo poroso es un n úcleo o un molde para uso en la tecnolog ía de fundición.
27. Uso de acuerdo con la reivindicación 25, caracterizado además porque el cuerpo poroso es un cuerpo de cerám ica cruda .
28. Uso de acuerdo con la re ivindicación 25 , caracterizado además porq ue el cuerpo poroso es cartón o papel .
29. Uso de un ad itivo reológ ico de acuerdo con cualq uiera de las reivindicaciones 1 a 3, para controlar las características de aplicación de u n material de recubrimiento para cuerpos porosos .
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