CN102976766A - 一种用于氧化铝陶瓷浆体的外加剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于氧化铝陶瓷浆体的外加剂，该外加剂由A和B两个混合而成；其中，A组份占外加剂重量的1.00%~30.00%，A组分由分散剂和消泡剂组成；乙组分占外加剂重量的70.00%~99.00%，乙组分为硅灰、膨润土和滑石粉中一种或几种。外加剂掺量为氧化铝粉体重量的0.20%~8.00%。本发明具有减水率高、分散性好、流动性大的特点，同时提高了浆体的浓度和浆体的稳定性，采用本发明的外加剂能大幅度降低氧化铝陶瓷生产过程中的能耗，提高了产品的质量和生产效率。

Description

一种用于氧化铝陶瓷浆体的外加剂

技术领域

本发明属于陶瓷的外加剂领域，涉及到了氧化铝陶瓷浆料的制备，特别是一种氧化铝陶瓷浆料用的复合外加剂，旨在制备出一种固含量高、粘度低、浆料稳定的氧化铝陶瓷浆体。

背景技术

    近年来，陶瓷粉体超细化已经成为高性能陶瓷粉体合成的趋势，但同时也带来了超细化颗粒易团聚等问题。原因在于粉体颗粒尺寸小时，颗粒表面存在大量的不饱和键，表面活性很大，再加上颗粒间的范德华力、静电力及悬浮液中溶剂的表面张力等都将使颗粒产生团聚。颗粒的团聚将影响粉体的均匀性，使超细粉体的优势难以发挥，且还会影响到粉体的成型和烧结过程，使制备的材料产生空洞和各种缺陷，从而大大降低材料的力学和电学性能。目前，各种湿法成型及胶态成型成为研究重点，其关键技术是陶瓷浆料的制备，要求其在相关的操作条件下是分散完全均匀的稳定体系。因此，为了提高材料的烧结性能和材料力学性能，得到微观结构均匀、无缺陷的坯，获得一种体分散均匀和稳定性好的悬浮液制备工艺是关键步骤。

此外，陶瓷产业是一种高能耗行业，其总能耗的80%以上用于烧成和干燥，目的在于除去坯体及釉层中的水、空气和一些有机物，增加坯体强度、改善上釉效果。显然，坯体中水分含量决定了干燥和烧成所耗能量的多少，直接影响陶瓷生产的成本和产品质量。因此，如何把浆料水分降到更低，成为本行业关键技术问题之一。

素有“陶瓷王”之称的氧化铝陶瓷，具有耐热、耐腐蚀、耐磨损、密度小、质量轻、价格便宜等优点，已广泛应用于国防军工、航空航天、医疗、汽车发动机、机械电子、冶金、化工、光学等领域。目前，氧化铝陶瓷已成为材料科学领域最为活跃的研究领域之一。但氧化铝陶瓷粉体比表面能大，表面活性高，单个超细颗粒往往处于不稳定状态。颗粒之间因为相互吸引而团聚，易于失去超细粉体特有的性能。因此，氧化铝粉体在介质中的分散稳定性的控制，是氧化铝粉体走向实用化的关键。

不同的外加剂有不同的作用，包括解凝(或称稀释、减水)、缓凝、促凝、增塑、塑化、黏结、悬浮、除泡、平整、防腐、润湿、粉体表面改性、助磨及促进干燥、烧结等多种作用。目前，国内对氧化铝陶瓷分散剂的应用主要都还是一些无机分散剂和一些有机分散剂，它们的缺点是分散性较差，制得的浆体浓度较低且稳定性较差，严重阻碍了氧化铝陶瓷的发展。

此外，氧化铝陶瓷的微观结构和表面状态对其应用有时起着至关重要的作用，要想制成的氧化铝陶瓷表面无缺陷、强度高，必须有效降低浆体的含气量。

发明内容

本发明的目的是针对氧化铝陶瓷生产中的技术难题而提供的一种新型外加剂，该外加剂具有分散性好，能降低浆体的的水料比，显著提高浆体的固含量，并能保证制备的浆体稳定性好、流动性好及粘度低。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于氧化铝陶瓷浆体的外加剂，该外加剂由A、B两个组分混合而成。其中，A组分由分散剂和消泡剂组成，A组份占外加剂重量的1.00%~30.00%；B组分为硅灰、膨润土和滑石粉中一种或几种，B组分占外加剂重量的70.00%~99.00%。外加剂掺量为氧化铝粉体重量的0.20%~8.00%。

所述A组分中分散剂占A组分重量的95.00%~99.90%，消泡剂占A组分重量的0.10%~5.00%。

所述的分散剂是酰胺/酰亚胺系梳型聚合物、丙烯酸系梳型聚合物和烯基聚醚系梳型聚合物中的一种或几种；所述分散剂的重均分子量为5000~60000；所述消泡剂为苯乙酸月桂醇酯、聚二甲基硅氧烷、聚氧丙基聚氧乙基甘油醚中的一种或几种。

本发明的外加剂的掺量为氧化铝粉体重量的0.20%~8.00%。

所述酰胺/酰亚胺系梳型聚合物是由按重量计为10～50％的甲氧基聚乙二醇胺与按重量计为50～90％的（甲基）丙烯酸及按重量计为0~30%的可共聚的其它单体制备得到的共聚物。

所述丙烯酸系梳型聚合物是由按重量计为50～95％的烷氧基聚亚烷基二醇（甲基）丙烯酸酯与按重量计为5～40％的（甲基）丙烯酸及按重量计为0～30％的可共聚的其它单体形成的共聚物。

所述烯基聚醚系梳型聚合物是由按重量计为50～95％的C2～C8的烯基聚亚烷基二醇醚类单体与按重量计为5～40％的不饱和羧酸类单体及按重量计为0～30％的可共聚的其它单体制备得到的共聚物。

所述B组分能促进氧化铝陶瓷浆体的稳定，降低浆体的粘度，改善浆体的流动性。

本发明的优点在于，采用该外加剂制备的氧化铝浆体具有良好的分散性和稳定性，在保证良好流动性的情况下，能大幅度提高浆体的固体含量，得到高浓度高分散的稳定浆体，同时还可以控制浆体的含气量在一个非常低的范围，保证了氧化铝陶瓷制品良好的外观和质量。

具体实施方式

在引发剂及链转移剂存在的条件下，将共聚单体在水溶液中搅拌进行共聚合反应制备得到分散剂。

将分散剂与消泡剂按照比例均匀混合，得到外加剂的甲组分。

将硅灰、膨润土和滑石粉中的一种或几种进行混合，得到外加剂的乙组份。

将外加剂、水、氧化铝粉体按照比例混合，搅拌均匀后即可得到性能良好的氧化铝陶瓷浆体。

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

所述外加剂中各成分按重量百分比为，分散剂为2.96%，消泡剂为0.14%，硅灰96.90%，将此外加剂、水、与氧化铝粉体按照比例混合，搅拌均匀，制得氧化铝陶瓷浆体。

实施例2

所述外加剂中各成分按重量百分比为，分散剂为3.02%，消泡剂为0.08%，硅灰96.90%，将此外加剂、水、与氧化铝粉体按照一定比例混合，搅拌均匀，制得氧化铝陶瓷浆体。

实施例3

所述外加剂中各成分按重量百分比为，分散剂3.72%，消泡剂0.10%，硅灰50.00%，膨润土46.18%，将此外加剂、水、与氧化铝粉体按照一定比例混合，搅拌均匀，制得氧化铝陶瓷浆体。

实施例4

所述外加剂中各成分按重量百分比为，分散剂3.12%，消泡剂0.09%，硅灰50.00%，膨润土23.79%，滑石粉23.00%，将此外加剂、水与氧化铝粉体按照一定比例混合，搅拌均匀，制得氧化铝陶瓷浆体。

实施例5

所述外加剂中各成分按重量百分比为，分散剂23.46%，消泡剂0.54%，硅灰30.00%，膨润土46.00%，将此外加剂、水与氧化铝粉体按照一定比例混合，搅拌均匀，制得氧化铝陶瓷浆体。

实施例6

所述外加剂中各成分按重量百分比为，分散剂12.69%，消泡剂0.31%，硅灰30.00%，膨润土35.00%，滑石粉22.00%，将此外加剂、水与氧化铝粉体按照一定比例混合，搅拌均匀，制得氧化铝陶瓷浆体。

比较例1

将氧化铝粉体与水按照一定比例混合，搅拌均匀，制得氧化铝陶瓷浆体。

比较例2

将按氧化铝粉末重量计为2.50%的聚丙烯酸钠、氧化铝粉体与一定量水混合，搅拌均匀，制得氧化铝陶瓷浆体。

比较例3

将按氧化铝粉体重量计为3.10%的六偏磷酸钠、氧化铝粉体与一定量水混合，搅拌均匀，制得氧化铝陶瓷浆体。

实施例和比较例中的氧化铝悬浮液的性能测试方法如下：

氧化铝浆体的流动度测试方法为固定氧化铝粉体与水的比例，再称取一定量的外加剂的甲组份和乙组分，倒入搅拌锅内，搅拌均匀，然后边搅拌边迅速注入环模筒内，并用刮刀刮去溢浆，使浆面与筒体上端面齐平，接着提起环模，测定料浆扩展成的试饼两垂直方向的直径，计算其算术平均值。氧化铝浆体的粘度采用NXS-11A型旋转粘度计测定。氧化铝浆体的Zeta电位利用Zetasizer Nano ZS90电位仪测定。

测试结果见下表

Claims (2)

1.一种用于氧化铝陶瓷浆体的外加剂，其特征在于该外加剂由A、B两个组分构成， A组分包括分散剂和消泡剂，占外加剂重量的1.00%~30.00%；B组份由硅灰、膨润土和滑石粉中的一种或几种组成，占外加剂重量的70.00%~99.00%；其中A组分中分散剂占A组分重量的95.00%~99.90%，消泡剂占A组分重量的0.10%~5.00%，其中：

所述的分散剂为酰胺/酰亚胺系梳型聚合物、丙烯酸系梳型聚合物和烯基聚醚系梳型聚合物中的一种或几种；其重均分子量为5000~60000；

所述消泡剂为苯乙酸月桂醇酯、聚二甲基硅氧烷和聚氧丙基聚氧乙基甘油醚中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的外加剂，其特征在于所述外加剂的掺量为氧化铝粉体重量的0.20%~8.00%。