陶瓷坯体增强剂的研究应用.docVIP

PAGE  PAGE 9 陶瓷坯体增强剂的研究应用 　　摘 要：本文介绍了陶瓷坯体增强剂的研究现状、应用状况、增强机理，并以它的发展趋势进行归纳总结。 　　关键词：陶瓷坯体；增强剂；研究；应用；增强机理 　　1 引言 　　在陶瓷工业生产中，坯料的制备是一个非常重要的环节，它直接影响到后续的成型、干燥及烧成等工序，而坯体的干燥强度则是一个重要指标，它对产品的成品率及质量有重要的影响。坯体的干燥强度一般是由粘土的可塑性、加入量和坯体的成形压力等因素来决定。由于受当地原料及成形压力的限制，我国很多工厂特别是南方的墙地砖生产工厂的坯料中粘土的可塑性较差，坯体干燥强度差，即使增加成形压力也很难达到要求，因此产品在加工过程中缺边掉角的现象较为严重，直接影响了生产[1]。在生产中加入坯体增强剂是解决上述问题的有效途径，尤其是国外先进的陶瓷生产厂家，生产过程中普遍使用坯体增强剂。近年来，国内外一些化学品公司研制了一些坯体增强剂，并逐步形成了生产规模[2]。本文对陶瓷坯体增强剂的增强机理、研究和应用状况及发展趋势进行了归纳总结。 　　2 坯体增强剂在陶瓷制备中的应用研究 　　2.1 坯体增强剂及其分类 　　坯体增强剂是指用于增强、增塑陶瓷坯体的物料。增强剂一般为有机高分子聚合物，加入后对陶瓷生产工艺各环节无不良影响，并具有良好的烧成特征。常见的坯体增强剂有变性淀粉、甲基纤维素、聚乙烯醇及丙烯聚合物、海藻酸钠、糊精、栲胶等[3]，最近又出现了新型陶瓷增强剂如聚丙烯酸钠复合剂、改性淀粉聚合物等。市面上商品坯体增强剂有粉体和液体两种，前者易于包装运输但易吸潮结团，后者则易于在陶瓷浆料中分散，使用更为方便，并能对浆料起到悬浮稳定作用，即使加入量高达5%也不会使料浆稠化，而且不影响浆料的流动性[4]。 　　2.2 使用坯体增强剂需考虑的问题 　　2.2.1坯体增强剂的选择 　　陶瓷坯体增强剂的正确选择和使用是提高陶瓷产品质量的关键之一。如果坯体增强剂选择不当会导致泥浆流动性降低，泥浆触变性变大。因此，在选择坯体增强剂时必须要做到以下几点：首先对现有增强剂的种类、性能和使用方法有一个基本的了解；其次对要制造的陶瓷坯料有个基本的了解；要进行反复试验，测出增强剂加入量和干燥强度的关系曲线，要多选择几种增强剂进行试验、比较，而且尽量采用多功能型代替单一型以互相补充；既要考虑增强效果，也要考虑经济性。最好使用普适性强、效果好和经济型增强剂[5]。 　　2.2.2 坯体增强剂的用量 　　坯体增强剂存在一个最佳用量的问题，并不是增强剂用得越多增强效果就越好。随着增强剂加入量增加，坯体的干燥强度逐渐趋于平稳甚至下降。其主要原因是当所加入的增强剂过量时，颗粒表面完全给增强剂分子包裹，而且包裹层较厚，颗粒之间的距离将会大大加大，反而降低了颗粒间的毛细管力，从而使强度增加趋于平缓甚至略有下降[6]。 　　3 坯体增强剂的应用 　　3.1 发展现状 　　目前，国外发达国家在这方面的研究已经有了较大的进展，如德国司马公司和意大利帝国公司生产的增强剂，其效果明显优于其它同类产品。我国在这方面的研究落后于其他先进国家，如某厂在压制300 mm×300 mm瓷砖时，使用了坯体增强剂，当加入量为0.3%时，生坯强度提高到0.98 MPa，高于没有使用增强剂时，采用1500 t压机的压坯强度；有些国家要求陶瓷生坯强度超过2.2 MPa。近年来，我国在增强剂等方面研究开发力度明显增强。周志烽报道的一种增强剂已经投入生产，该增强剂属于水溶性复合有机盐的新型陶瓷坯体增强剂，它是针对我国的具体情况，在参照国外先进技术的基础上利用国产资源生产的一种新型陶瓷添加剂。该种坯体增强剂对陶瓷墙地砖、卫生陶瓷、日用陶瓷以及特种陶瓷坯体有显著的增强效果。与进口同类产品相比，使用性能毫不逊色，与其它如本素磺酸钙、淀粉、CMC和腐殖酸钠等增强剂相比，具有更高的性价比[7]。 　　3.2 应用举例 　　（1） TT型陶瓷坯体增强剂 　　该增强剂主要适用于特种陶瓷（氧化物、氮化物和碳化物等）、耐火材料、涂料以及水泥等。其特点是分散性好、粘合强度高、不发霉变质、同时不含金属杂质。因此其使用性能优于羧甲基纤维素钠（CMC）、聚乙烯醇（PVA）和变性淀粉等。温度高于400℃则完全烧失，不影响产品的性能。加入量0.3～1.0%，可使坯体强度提高30～200%[8]。 　　（2） PT型陶瓷坯体增强剂 　　该增强剂具有广泛的适用性，可用于陶瓷墙地砖、卫生洁具、日用陶瓷、美术陶瓷、釉料、特种陶瓷和耐火材料等。当加入量为0.05～0.15%，可使坯体强度提高30～60%，有效减少了坯体的破损率，提高产品质量。增强剂加入后对浆料性能通常没有不良影响，还可提高坯料可塑性以及浆料悬浮