TENAGREENPLASTIFICANTI ‐ TENACIZZANTI  INNOVATIVI

TENAGREENPLASTIFICANTI ‐ TENACIZZANTI  INNOVATIVI

Paolo Prampolini

Sassuolo, 29 gennaio 2015

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TENAGREENTENAGREENPREMESSA

Composizione classica degli impasti ceramici tradizionali,

una MATRICE ARGILLOSA PLASTICA,un INERTE A BASE SILICEAedun FONDENTE FELDSPATICO,

derivata dalla terna caolino – feldspato – quarzo delleporcellane,

NON ha subito sostanziali variazioni nel tempo.

modifiche ed adattamenti successiviin relazione alle caratteristiche tecniche ed estetiche richieste

( bicottura, monocottura, pasta bianca, pasta rossa,monoporosa, gres porcellanato tecnico, gres porcellanatosmaltato… ) .

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TENAGREENTENAGREENaccorciamento dei CICLI DI COTTURAaumento delle DIMENSIONI dei singoli pezzi, differenziazione degli SPESSORI

compattazione, pressature multiple, sistemi di pressatura non convenzionali…

Essenza del processo ceramico ( formatura, smaltatura, decoro e infine cottura con definitiva trasformazione del pezzo ad opera del fuoco ).produzione di piastrelle, sanitari o stoviglieria,

SUPERAMENTO DEL CONCETTO DI IMPASTOprodotto finito non dissimile a quanto siamo stati abituati a vedere.

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TENAGREENTENAGREENMOTIVAZIONI

> ECONOMICHE,> LOGISTICHE,> TECNICHE,

Instabilità sociopoliticapiù aleatorie le forniture future,MP con caratteristiche costanti nel tempo

Cave di MP “buone o ottime” numericamente limitate,Rischio di esaurimento FUTURO

MiscelazioniTendenza al trend di peggioramento qualitativo

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TENAGREENTENAGREENESEMPIARGILLE ROSSE del Nord Africa, Medio Oriente e Penisola Arabica

Pregi di Facile reperibilità,Basso costo,Discrete caratteristiche tecniche,Breve distanza dagli impianti

Difetto: Difficilissima dispersione in acqua

GRES PORCELLANATOSpessori ridottiGrandi formati,Caratteristiche tecniche raffinate

MP PLASTICHE DI IMPORTAZIONEAumento dei costi, logistica, qualità media.

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TENAGREENTENAGREENPROBLEMA

E’ POSSIBILE RIDURRE O ELIMINARE LE ARGILLEPLASTICHE SOSTITUENDOLE CON ALTRE MENOPLASTICHE, E MENO CARE, ( MANTENENDO COSTANTILE CARATTERISTICHE DEGLI IMPASTI ),INTRODUCENDO UN ADDITIVO TALE DA COMPENSAREO MIGLIORARE IL COMPORTAMENTO MECCANICO INCRUDO, SIA IN VERDE CHE IN ESSICCATO ?

VALUTAZIONE DELL’ESISTENTE:

LEGANTI PER IMPASTI

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TENAGREENTENAGREEN

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TENAGREENTENAGREENTENACIZZANTI, additivi in grado di incrementare il MOR in essiccato. polimeri a struttura lineare, normalmente solubili in acqua,

LIGNINSOLFONATI,

NAFTALENSOLFONATI,

ZUCCHERI,

AMIDI,

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TENAGREENTENAGREENCELLULOSE,

o altri POLISACCARIDI SOLUBILI.

Creano legami polari ( dipolo – dipolo e Van der Waals )

Durante l’essiccamento, massimo potere legante, cross-linking e filmazione, configurazione spaziale tridimensionale

Efficacia legata all’omogeneità di dispersione, senzamigrazione e trascinamento

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TENAGREENTENAGREENPREGI

ECONOMICITA’EFFICACIA A BASSE %ADDIZIONABILI IN FORMA LIQUIDA IN QUALUNQUE FASE

DIFETTI

INCREMENTO SOLO DEL MOR ESSICCATOINCREMENTO SOSTANZE ORGANICHEPER ALCUNI INCREMENTO DELLO ZOLFO

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TENAGREENTENAGREENPLASTIFICANTI, additivi in grado di aumentare il modulo di rottura in verde.

POLIMERI SINTETICI VINILICI O ACRILICIPVALCOOLPVACETATOCOPOLIMERI ACIDO/ESTERE ACRILICOCERE PARAFFINICHE O POLIETILENICHE

BASSO PF E BASSA TG( Temp di transizione vetrosa )

NON HANNO BISOGNO DELLA DISIDRATAZIONE PER ESSICCAMENTO PER AGIRE COME LEGANTI

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TENAGREENTENAGREENCERAMICHE TECNICHESTOVIGLIERIAFORMATURA DI IMPASTI NON PLASTICI ( SiO2, Al2O3, ZrO2 )LUBRIFICANTIDISTACCANTI ED ALTRI ADDITIVI

ADDITIVI COSTOSICONVENIENTI SOLO SE INDISPENSABILI E SE IL PEZZO E’ AD ALTO VALORE AGGIUNTO

NON APPLICABILI ALLA PRODUZIONE DI PIASTRELLE

RISULTATI TECNICI MOLTO INTERESSANTI

REALIZZAZIONE DI PIASTRELLE “QUASI SENZA ARGILLE” CON PLASTIFICANTI POLIMERICI

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TENAGREENTENAGREENMINERALI ARGILLOSI AD ALTA PLASTICITA’: BENTONITI fillosilicati a base di Montmorillonite,PREGI: PRODOTTI NATURALIBUONA EFFICACIA A BASSE PERCENTUALI ( 1 – 3% )

DIFETTI: FORTE INFLUENZA NON SEMPRE CONTROLLABILE E COMPENSABILE SU ALCUNE IMPORTANTI VARIABILI. AUMENTO DEI COSTI DI FLUIDIFICAZIONE E COSTI ENERGETICI, E CALO DI PRODUTTIVITA’

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TENAGREENTENAGREENUNICO PRODOTTO

INCREMENTO TENACITA’ IN VERDE E IN ESSICCATO

NO INFLUENSE NEGATIVE SU REOLOGIA, RITIRO, ASSORBIMENTO, COTTURA,

FORMA FISICA TALE DA RENDERLO SEMPRE DISPONIBILE

PROGETTO TENAGREEN

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TENAGREENTENAGREEN

>IMPASTO DA GRES PORCELLANATO

RIFORMULAZIONE

COMPENSAZIONE DEI PARAMETRI CHIMICO FISICI E CERAMICI

ESCLUSIONE DI PLASTICITA’ E TENACITA’

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TENAGREENTENAGREENVANTAGGI DESIDERATI

CALO DEL COSTO FORMULACALO DEI COSTI ENERGETICICALO DEI COSTI DI FLUIDIFICAZIONEAUMENTO DI PRODUZIONE

POSSIBILE AL PREZZO DI UNA PERDITA DI PLASTICITA’

>MOR in verde ( - 10 / - 20 % )>MOR in essiccato ( - 20 / - 30 % ).

FAMIGLIA TENAGREEN, PLASTIFICANTI – TENACIZZANTI AD EFFETTO COMBINATO

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TENAGREENTENAGREENL’AGGIUNTA DI TENAGREEN

>RIFORMULAZIONE

>SENZA INTERFERENZE

>RIPRISTINO DEI VALORI DI MOR

nell’intervallo 0.5 – 1.0 % :

Effetto neutro o positivo sulla reologiaEffetto positivo sul MOR in verde ( + 10 / + 20 % )Effetto positivo sul MOR in essiccato ( + 20 / + 40 % )

Effetto sul pezzo ceramico prima e dopo cottura, neutro, rimangono invariati i parametriNessun effetto apprezzabile sul “cuore nero”

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TENAGREENTENAGREENCos’è il TENAGREEN e come agisce?

MP di origine naturale ( minerale – vegetale ),matrice silico – alluminosa molto plastica modificata organicamente ed inorganicamente. Sviluppo in USA dalla R&S della Divisione OIL & GAS di Lamberti, plastificanti – lubrificanti per le trivellazioni petrolifere. ATTRAVERSAMENTO DI STRATI ROCCIOSI A COMPOSIZIONE VARIABILEGRANDE QUANTITA’ DI ACQUAADDITIVAZIONECOMPITI: RAFFREDDAMENTO, TRASPORTO SCORIE, CONSOLIDAMENTOCOMPORTAMENTO IDEALE DA MANTENERE INVARIATO

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TENAGREENTENAGREENPROPRIETA’ INTERESSANTE:

capacità di interagire con strati argillosi molto plastici in presenza di acqua

evitando fenomeni di impastamento e blocco delle parti meccaniche.

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TENAGREENTENAGREENMECCANISMO DI IDRATAZIONE

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TENAGREENTENAGREENsistema di additivazione in grado di BLOCCARE O RIDURRE L’IDRATAZIONE in acqua della smectite sodica, in questo caso, la cui componente principale è la montmorillonite.fillosilicato di alluminio, costituito da uno strato di ottaedri di allumina interposto tra altri due di tetraedri di silice.

STRUTTURA CRISTALLINA DELLAMONTMORILLONITE

Questa struttura cristallina rappresenta la particella elementare della montmorillonite ed ha la forma di una LAMINA: esse sono raccolte a PACCHETTI

e sono tenute assieme da forze di Van der Waals.

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TENAGREENTENAGREENPACCHETTI DI LAMINE DI MONTMORILLONITE

I pacchetti possono essere separati, in acqua, in particelle più piccole di dimensioni submicroniche, con superficie specifica di 800 m2/g.

LAMELLE DI ARGILLA DISPERSE IN ACQUA

Presenza di cariche (- ) sulla superficieCariche ( + ) parziali sui bordi per un meccanismo di SOSTITUZIONE ISOMORFA che crea SBILANCIAMENTO DI CARICHE

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TENAGREENTENAGREENcariche negative neutralizzate Na+. Ca++, Mg++interstizi lamellari, cationi scambiabili.

LAMELLE DI SMECTITE SODICA

Quando il catione scambiabile è il sodio, per le sue dimensioni maggiori una volta idratato, l'acqua riesce con relativa facilità a penetrare tra le lamelle di bentonite disperdendone i pacchetti e rigonfiandole molto: è il tipico comportamento delle “smectiti sodiche".

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TENAGREENTENAGREENMigrazione degli ioni Na+ a causa idratazioneLamine cariche ( - ) si allontanano per repulsione elettrostaticaAlti stress meccanici favoriscono

Riarrangiamento in stato di quiete con struttura aperta

STRUTTURA A "CASTELLO DI CARTE" IN ACQUA

Elevata viscositàFormazione di gel

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TENAGREENTENAGREENFENOMENI SHEAR DIPENDENTI ( PSEUDOPLASTICITA’ E PLASTICITA’ REOLOGICHE )

FENOMENI TEMPO DIPENDENTI ( TISSOTROPIA )

INIBIZIONE DELL’IDRATAZIONE/ RIGONFIAMENTO

3 TIPOLOGIE DI INTERAZIONE CHIMICA

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TENAGREENTENAGREEN1) ELETTROLITI CATIONICI INORGANICISOSTITUZIONE DEGLI IONI Na+ nei siti di scambio cationico

interlamellare.Li+ < Na+ < K+ < Mg2+ < Ca2+ < H+

concentrazione relativa, carica e dal volume o diametro ionico. Cationi con alta carica e piccolo diametro fortemente idratati Cationi con bassa carica e grande diametro sono meno idratati.

K+ contribuisce al processo di inibizione , bilanciando anche la deficienza di carica si adatta perfettamente nei siti esagonali della silice tetraedrica e sicuramente lega insieme gli strati separati

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TENAGREENTENAGREEN2) INIBITORI ORGANICI DI RIGONFIAMENTO

Sostituzione di sodio facilmente idratabile;

AZIONE COMPLESSANTE E CHELANTEprotezione della sfera di solvatazione dei cationi. Adsorbimento sui siti anionici presenti sulla superficie delle lamelle schermatura a protezione dell’azione disgregante dell’acqua. azione chelante,di interposizione fra i pacchetti

( sono molecole con più di un gruppo reattivo, come alcune ammine polifunzionali ), Lega chimicamente le lamelle fra loro sfavorendo il processo di idratazione.3) COSOLVENTI POLARI NON IONICI Alto potere di solvatazioneImpedimento alla formazione delle sfere di idratazione

POLIMERI INCAPSULANTI ( POLISACCARIDI CATIONIZZATI. )

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TENAGREENTENAGREENLINEA DI AZIONE SEGUITA:

1) SELEZIONE di una particolare Smectite ad altissimo potere plastificante,

2) DEPRESSIONE delle proprietà di idratazione/rigonfiamento con l’uso di opportuni INIBITORI,

3) ADDIZIONE di altri additivi di completamento,4) Studio di una cinetica a Lento rilascio in modo che il potere

plastificante venisse ripristinato al momento dell’uso.

EFFETTI STABILI E DURATURI NEL TEMPOSOSPENSIONI AD ALTO SECCO ( 30 – 50% )BASSA VISCOSITA’ALCUNI MESI DI STABILITA’VELOCITA’ CONTROLLATA

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TENAGREENTENAGREENTENAGREEN: SLURRY SCORREVOLE, ALTA % ATTIVO, BASSA GRANULOMETRIA (D100<100micron)STOCK E MOVIM. COME UN LIQUIDOSTABILE NEL TEMPO

DIVERSE OPPORTUNITA’ DI AGGIUNTA

>In MACINAZIONE, come una MP ( opzione possibile ma non necessaria )>In VASCA DI STOCCAGGIO>In VASCA DI RILANCIO/ALIMENTAZIONE dell’atomizzatore>INIEZIONE IN VENA, sulla tubazione di aspirazione della pompa di alimentazione dell’atomizzatore

praticità ed elasticità d’uso, permettendo l’aggiunta dell’additivo quando necessaria e nella concentrazione voluta.

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TENAGREENTENAGREENDATI SPERIMENTALI E VALUTAZIONI ECONOMICHE

La riformulazione degli impasti possibile,Rispetto di tutti i parametri ceramici,tranne la plasticità – tenacità in crudo, con le perdite di MOR aspettate

TENAGREENRECUPERO O MIGLIORAMENTO, dei valori di MOR,PARAMETRI INVARIATI .

RISPARMIO SUL COSTO FORMULA, al netto del costo dell’additivo,VARIABILESEMPRE COMPRESO NEL RANGE 1 - 5 €/ton

RISPARMIO SUL CONTENUTO DI’ACQUAVARIABILE

NEL RANGE 1 – 3 % conseguente RISPARMIO ENERGETICO

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TENAGREENTENAGREENIMPIANTO DI MEDIE DIMENSIONI

PRODUZIONE circa 5 MILm2/anno, corrispondenti a circa100000 ton/anno di atomizzato

RISPARMIO ogni 1 €/ton sul costo formula corrisponde a100000 €/annoOgni 1 % di acqua in meno corrisponde a circa50000 €/anno

AUMENTO DI PRODUTTIVITA’

COSTI DI FLUIDIFICAZIONE

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TENAGREENTENAGREEN

TENAGREEN è una esclusiva LAMBERTI(domanda di brevetto è stata depositata)

GRAZIE A TUTTIGRAZIE A TUTTI