Aglutinantes cerámicos

En la fabricación de cerámica, los aglutinantes se utilizan para aumentar la resistencia mecánica y cohesiva de las cerámicas “verdes” precocidas. El aumento de resistencia a través del aglutinante en un sistema cerámico permite que las piezas moldeadas de cerámica pasen por el proceso de fabricación sin romperse ni desmoronarse hasta el paso de cocción. Los aglutinantes cerámicos vienen en muchas variedades, pero para ser efectivos deben tener las siguientes propiedades:
  • Aumento de la resistencia mecánica de las piezas moldeadas de cerámica.
  • No hace que la pasta cerámica se adhiera al equipo de procesamiento.
  • Se quema cuando se quema con bajo contenido de cenizas.
  • No molesta el acristalamiento
 

Tipos de aglutinantes cerámicos

Aunque existen decenas de aglutinantes diferentes que se utilizan comercialmente para la producción de cerámica, la mayoría se clasifica en una de dos categorías: inorgánicos y orgánicos.

Aglutinantes inorgánicos

Los aglutinantes que entran en la categoría inorgánica son materiales a base de minerales. Estos tipos de aglutinantes a menudo se basan en la química de la sílice y ofrecen un aumento de la resistencia mecánica a temperaturas increíblemente altas. Si bien los aglutinantes inorgánicos como el silicato de sodio y la bentonita son relativamente económicos, a menudo requieren una tasa de consumo más alta que los aglutinantes orgánicos, lo que puede conducir a problemas de viscosidad que conducen a defectos cerámicos.

Aglutinantes Orgánicos

Los aglutinantes orgánicos incluyen todos los materiales a base de polímeros utilizados en cerámica que no son minerales. Este tipo de aglutinante actúa formando enlaces de hidrógeno con partículas cerámicas a medida que se seca. Los aglutinantes orgánicos suelen ser más caros que los aglutinantes inorgánicos, pero a menudo se pueden usar en cantidades más pequeñas y ofrecen algunas ventajas adicionales en el procesamiento de cerámica que los aglutinantes inorgánicos no pueden.

METHOCEL ™: El aglutinante Cerámico Ideal

METHOCEL ™ es una gama de polímeros de metilcelulosa e hidroxipropilmetilcelulosa que son excelentes aglutinantes orgánicos y coadyuvantes de procesamiento para la fabricación de cerámicas de alto rendimiento. Estos polímeros solubles en agua son únicos en el sentido de que, a diferencia de otros aglutinantes orgánicos, las soluciones METHOCEL ™ forman una estructura de gel tridimensional a temperaturas elevadas, lo que da a los cuerpos cerámicos verdes una estabilidad adicional durante el secado y la cocción temprana. Esta característica de gelificación térmica también evita la migración del aglutinante y reduce la posibilidad de agrietamiento por tensión y burbujas durante la cocción.

El efecto de la gelificación térmica sobre la resistencia en verde.

ChemPoint - Product ArticlesChemPoint - Product Articles
Si las mezclas cerámicas que contienen METHOCEL ™ se mantienen por encima de la temperatura de gelificación térmica, esto conduce a un gran aumento de la resistencia en verde y la cohesión. El gráfico anterior ilustra este aumento en la resistencia en verde usando un reómetro de torque para medir la viscosidad de una mezcla de cerámica de alúmina que contiene METHOCEL ™ A4M.
 

Mejora de los procesos cerámicos con METHOCEL ™

Como se muestra arriba, METHOCEL ™ mejora en gran medida la resistencia mecánica de los cuerpos cerámicos verdes. Igualmente impresionante es cómo METHOCEL ™ puede simplificar los procesos de fabricación de cerámica y aumentar la eficiencia. La misma propiedad de gelificación térmica discutida anteriormente cambia las mezclas cerámicas de adhesivas a cohesivas a la temperatura de gelificación. Esto se demuestra en las siguientes imágenes.
 

Mezcla de cerámica en un reómetro de torque

    ChemPoint - Product ArticlesChemPoint - Product Articles
    ChemPoint - Product ArticlesChemPoint - Product Articles
Se observó una mezcla cerámica que contenía METHOCEL ™ en un reómetro de torque por debajo del punto de gelificación térmica y por encima del punto de gelificación térmica. Como puede ver, la mezcla de cerámica no se pega por encima del punto de gel térmico y se separa limpiamente de las superficies metálicas. Esta es una propiedad increíblemente valiosa al extruir y moldear por inyección cerámicas delicadas.

Evitar la migración de carpetas

Muchos aglutinantes orgánicos migran a la superficie de los cuerpos cerámicos en proceso de secado junto con el líquido que se evapora. Esto puede conducir a la formación de una "piel" de aglutinante en la superficie, lo que evita el secado. Durante la cocción, la distribución desigual del aglutinante puede provocar grietas por tensión, burbujas superficiales y otros defectos superficiales. Los ligantes METHOCEL ™ permanecen fijos en la red tridimensional formada durante la gelificación térmica y no migran a la superficie. Los cuerpos cerámicos que contienen METHOCEL ™ como aglutinante son más consistentes y es mucho menos probable que tengan defectos superficiales.

Variación de la gelificación de los aglutinantes METHOCEL ™

La temperatura de la gelificación térmica, la fuerza del gel y la viscosidad dinámica de una mezcla cerámica que contiene METHOCEL ™ varían según el tipo y la concentración de METHOCEL ™ en el sistema. La gelificación térmica provoca un aumento significativo de la viscosidad aparente de las mezclas cerámicas a diferentes concentraciones y temperaturas según la variedad. Esto hace que sea fácil lograr el equilibrio adecuado de propiedades para ciertas aplicaciones cerámicas.

 
Variedad Concentración Temperatura (°C) Esfuerzo de Torsión (meter-gramm)
METHOCEL™ A4M (Wt.%) Start Peak Start Peak
2.5 41 47 470 850
5.0 32 40
1180 1980
METHOCEL™ F4M 2.5 48 55 390 540
5.0 43 52 800 1420
METHOCEL™ K15M 2.5 64 68 350 420
5.0 52 63 760 1360
METHOCEL™ K4M 2.5 78 82 50 150
5.0 60 72 620 850

Cómo elegir el producto METHOCEL ™ adecuado

La selección del grado METHOCEL ™ apropiado para una aplicación de cerámica dependerá de sus requisitos específicos de formulación y procesamiento. Los grados enumerados en la siguiente tabla son recomendaciones de inicio relacionadas con la aplicación.
    Como Usar
    Grados
    Nivel de uso
    Servicios
    Extrusión
    2.5 - 5.0%
    • El control preciso de la viscosidad y la reología aumenta la estabilidad de las mezclas
    • La lubricidad reduce el desgaste de la extrusora y la boquilla y promueve superficies más lisas
    • Humectación y unión de partículas mejoradas para una mayor resistencia en verde
    • La gelificación térmica permite la extrusión de formas delicadas de paredes delgadas
    Moldeo por inyección
    2.5 - 5.0%
    • Llenado de moldes uniforme y rápido
    • Acabados más suaves
    • Mayor densidad en verde y mejor resistencia en verde
    Prensado isostático
    1.0 - 3.0%
    • Envases más ajustados y uniformes
    • Menor encogimiento al disparar
    • Reduce la fricción de la pared del molde.
    • Menos chatarra
    Esmaltes
     
    0.15 - 0.5%
    • Control mejorado de la viscosidad y la reología
    Esmalte de porcelana
    1.0 - 3.0%
    • Conexión más estrecha con greenware
    • Superficies más suaves
    • Durabilidad mejorada
    • Se quema completamente en el horno.
    Morteros refractarios
    2.0 - 5.0%
    • Propiedades de aplicación y procesabilidad mejoradas
    • Residuos bajos en sal
    Fundición de cinta
    0.25 - 0.75%
    • Control de viscosidad mejorado
    • Evita sentarse en bragas
    • Mayor fuerza verde
    • Reducción de la contracción al secar

Dependiendo de sus requisitos específicos, se pueden recomendar otras calidades y concentraciones de METHOCEL ™. Nuestros especialistas en METHOCEL ™ están listos y felices para ayudarlo a encontrar la variedad adecuada y conseguirle una muestra.

 

Obtener una muestra

TELéfono +31 43.711.01.00