CN1033790A - 改进的注浆工艺 - Google Patents

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Abstract

一种采用聚亚烷基聚胺，如四乙烯五胺，作为增 加注浆速率添加剂制造白色陶瓷器的注浆泥浆组合 物及其工艺。添加剂可用于泥浆注浆，真空注浆和压 力注浆等。另外，添加剂中还可以包括粘结剂，如苯 乙烯丁二烯胶乳，添加量要足以保持注浆工艺所制坯 体的生坯强度。

Description

本发明涉及制作白色陶瓷注浆制品的方法及其所用的组合物。
注浆成型是一种古老的技术。该技术的通常做法是把颗粒原料悬浮在注浆介质中形成泥浆，泥浆注入熟石膏模子，将泥浆介质从注浆料中倒出后注浆坯就留在模子上，分开膜子和坯获得最终所需形状的注浆件。注浆成型广泛用于白色陶瓷制造，包括卫生洁具，如洗涤盆和便器。
压力注浆是一种较新的注浆成型工艺。在压力注浆过程中，都是用压差（不论正压或负压）来强制去除泥浆中的液体。在一般注浆成型中，通常采用聚合物模具而不是石膏模具。例如参见U.S.专利US4，464，485;3，929，685;和3，825，506。
虽然注浆成型和压力注浆都是已知技术，但在注浆工艺和所制坯子上还存在某些问题，所以我们曾试尝采用各种注浆添加剂来解决这些问题。这些问题包括低液体回收及注浆速率。
人们一直期待着一种注浆添加剂，这种添加剂分子量低，具有良好的烧尽特性，并且使注浆速率提高而不会明显地影响泥浆的其它注浆特性。人们还期望该添加剂能够保持注浆制品的生坯强度。
本发明的第一个目的是采用一种注浆添加剂改善注浆或脱水速率而同时基本上保持制品和制造工艺的别的特性之白陶制备的改进工艺。该工艺包括由颗粒原料和注浆介质制备泥浆、把泥浆注入模子，回收模子中的一部分泥浆介质，最后取出注浆件，这种改进通过采用含有有效量聚亚烷基聚胺的泥浆来提高注浆速率的方法完成。
另一个目的，本发明为一种泥浆组分，其中包括：注浆介质;颗粒原料;一定量的平均分子量小于1，000并能有效地提高从泥浆组份变为注浆件的注浆速率的聚亚烷聚胺;以及一种任选的可以保持由泥浆组份制成的注浆件生坯强度的粘结剂。
第三个目的，本发明为一种适用于陶瓷制品制备的添加剂，基本包括聚亚烷基聚胺、粘结剂和水，这些都是可以加入到泥浆组份中的。
我们惊奇的发现，聚亚烷基聚胺的使用提高了注浆速率而对泥浆的流变性没有不利影响。
本发明工艺优越地采用了一种由颗粒原料，注浆介质，聚亚烷基聚胺和任选的粘结剂组成的泥浆组份。该泥浆组份最好含有分散剂和辅助添加剂。该工艺可以是注浆成型工艺、真空注浆工艺或压力注浆工艺，也适用于一切注浆成型方法。
颗粒原料可以是任何可悬浮在注浆介质中而后注浆形成注浆白陶制品的颗粒物质。白陶制品包括卫生洁具，如洗涤盆和便器，白瓷、艺术制品和礼品瓷。优选颗粒原料为粘土原料。优选原料例如：球土、高岭土、长石、燧石及其类似物料，也可以采用颗粒物料混合物。有几种颗粒物料在注浆白色陶瓷制品技术领域中是众所周知的。
注浆介质的作用是悬浮颗粒原料使其可以进行注浆。典型的注浆介质是液体，可以是有机的，无机的或有机、无机的混合物。对于那些熟悉注浆成型技术的普通专业人员来说这几种注浆介质是众所周知的。注浆介质例子包括酒精、碳氢化合物，氯代碳氢化合物和水。优选的注浆介质为水。可以使用任意量的用于注浆件的颗粒原料，一般所用的颗粒原料量占泥浆重量的5-95%，优选的所用颗粒原料量为25-90%（wt），然而，泥浆组份的变化范围可以很宽，可以含有或多或少的颗粒原料。也可以采用注浆介质的混合物。
聚亚烷基聚胺为已知化合物。本着本发明的目的，我们优选平均分子量小于1.000，最好低于800的聚亚烷基聚胺。聚亚烷基聚胺的例子包括1，2-乙二胺，三亚乙基四胺，四亚乙基五胺、五亚乙基六胺，六亚乙基七胺，哌嗪，氨乙基哌嗪，丙邻二胺，亚丁基二胺，戊二胺，六亚甲基二胺，二亚乙基三胺，二丙邻三胺，二亚丁基三胺，双（1.5-亚戊基）三胺，双（1.6-亚己基）三胺，三聚丙烯四胺，三（1.6-亚己基）四胺，四聚丙烯五胺，四亚丁基五胺，四（1，5-亚戊基）五胺，四（1，6-亚己基）六胺，五（1，6-亚己基）六胺，双（氨丙基）1，2-乙二胺，双（氨丙基）二乙烯基三胺，三（氨丙基）1，2-乙二胺，及其类似物。优选的聚亚烷基聚胺的通式为：
其中n为0到6，m为1到6，p为1到15，另外在一个分子内由一个重复单元到下一个时n和m可以分别变化。
优选n为0，p为1，m为3到6。因此实施本发明时，优选的聚亚烷基聚胺为乙烯聚胺。乙烯聚胺的平均分子量最好介于150-800之间。优选的聚亚烷基聚胺的例子包括三亚乙基四胺，四亚乙基五胺，五亚乙基六胺，六亚乙基七胺及其混合物。
本发明的聚亚烷基聚胺可以单独使用，也可以使用其混合物。诸如某些聚亚烷基聚胺如三亚乙基四胺，四亚乙基五胺（下文称TEPA）只能作为具有相似沸点的同分异构体的混合物从市场上购得。具有相似沸点分子量高达800的同分异构体的混合物也适用于本发明实施。另外，还可以采用聚亚烷基聚胺的直链同分异构体，带支链的和环状的同分异构体。
使用一定量的聚亚烷基聚胺的泥浆比起不含聚亚烷基聚胺而其它性质相同的泥浆，在注浆速率上有较大提高。聚亚烷基聚胺的用量优选0.001～1%（泥浆重），进一步的优选范围为0.05～0.5%（泥浆重），最佳范围为泥浆重的0.1至0.3%。
本发明的粘结剂可以任意选用。粘结剂起保持或改善注浆件生坯强度作用。优选的粘结剂的例子包括胶乳如苯乙烯-丁二烯胶乳、丙烯酸胶乳、乙烯-丙烯酸胶乳，木素磺化盐、聚乙烯醇，链烷醇胺和其它现有技术粘结剂。苯乙烯-丁二烯为优选粘结剂。在使用粘结剂时，其用量要满足以下条件，即相对于不含粘结剂的同一泥浆的注浆件，要能够保持或改善其生坯强度。粘结剂的优选用量为泥浆重的0-30%，进一步的优选用量为泥浆重的0.05～0.5%，最佳用量为泥浆重的0.1～0.3%。
当使用粘结剂时，聚亚烷基聚胺和粘结剂之间的比例是任意的，只要是比起没用聚亚烷基聚胺和粘结剂的泥浆制备的坯体的注浆速率和生坯强度，加入后能导致该泥浆组份在白陶器制造中获得更高的注浆速率和注浆件生坯强度就可以。优选的聚亚烷基聚胺与粘结剂的重量比例至少为5∶95，不超过5∶95;进一步优选的重量比至少为30∶70，不超过70∶30;最佳重量比为50∶50。
在使用聚亚烷基聚胺和粘结剂时，可以将它们分别加入到泥浆组份中。也可以将聚亚烷基聚胺和粘结剂一起与水任意混合，然后立即加入到泥浆组份中。当在加入泥浆组份之前把聚亚烷基聚胺和粘结剂混合在一起时，最好通过分别配制粘结剂和聚亚烷基聚胺水溶液，再把胺溶液边搅拌边加入粘结剂溶液来混合两组份。在与水混合时，活性组份即聚亚烷基聚胺和粘结剂与水之间的重量比约为1∶1，当然其它比例也是可行的。
还可以习惯性地采用其它在注浆成型技术中所为人共知的添加剂。这些附加添加剂的例子包括苏打灰，硫酸钙，及其分散剂。本发明实施中所用的分散剂是白色陶瓷器注浆成型技术中所公知的，硅酸钠就是这种分散剂的一个非限定性实例。
本发明的注浆工艺采用注浆成型和压力注浆技术中普遍应用的技术条件就可以实施。典型的注浆成型可以在室温完成，当然如果需要也可以在5-95℃的温度下进行。典型的压力注浆的进行温度为室温到100℃或更高。优选室温的考虑是立足于方便易行和成本低。注浆工艺可以在正压（大气压以上）;大气压，负压（大气压以下），以及配合其它已知注浆技术完成。
本发明的注浆成型工艺通过将聚亚烷基聚胺和任选的粘结剂引入泥浆实现。一般说这种引入要在泥浆制备过程中尽早完成。最好能在颗粒原料加入前，把聚亚烷基聚胺和任选的粘结剂加入泥浆介质。
本发明工艺中所采用的注浆成型技术都是在注浆成型技术中众所周知的。注浆成型方法例子，请参见美国专利US4，217，320和4，482，388，另外还可参见英国专利GB2，035，189A。同样的，本发明所采用的压力注浆技术也是在压力注浆技术中众所周知的，例如请参见美国专利US4，591，472和4，659，483。
下述实例是为了说明本发明而不应认为是对本发明范围的限定。除非另有指示，下文中所有份额及百分比均以重量计。
泥浆制备过程
将盛有10个氧化铝球的473ml（16盎司）聚乙烯瓶放置在一个顶部负载天平上，称量皮重。向瓶中加入达到最终泥浆添加剂浓度所需量的下述溶液（在括号中给出）：1.0%硅酸钠溶液（745ppm硅酸钠）;1.0%苏打灰溶液（120ppm苏打灰）;0.167%硫酸钙溶液（150ppm硫酸钙）和50.0%胺（或胺/粘结剂）添加剂溶液。然后加入去离子水直到瓶中的水和添加剂（56.2克水加添加剂）达到适量。将瓶子从天平上取下，盖上盖，用手用力摇晃。然后加入153.6g    Kentucky-Tennessee球土，盖上盖用力摇晃直到成份呈现出均匀混合为止。情况类似，将94.2g高岭土，131.4g长石和58.8g燧石分别加入瓶内，每次加入后都伴以用力手摇。如果瓶内粉未在瓶壁上或瓶顶出现结块，用刮子将其刮下，并进一步摇晃瓶子。当全部组成都加好并被润湿后（总重600克），把瓶子侧放在机械搅拌器内（左右运动Side-to-Side    action）使其高速摇动30分钟，搅拌器保持在35℃，所形成的泥浆为27%的水和水溶性添加剂，其余73%为四种陶瓷粉末。
注浆特性试验过程
在机械搅拌摇动之后取出盛有泥浆的瓶子，把一部分泥浆倒入118ml（4盎司）的广口玻璃瓶。用Brookfield粘度计（LV型、主轴（Spindle）3，转数/分（RPM）12，35℃）测泥浆粘度，让主轴旋转充分后再计录刻盘读数。在本试验中采用一种凹面开口熟石膏模。注浆在35℃进行。把瓶内泥浆迅速倒入模子直到凹处全部填满，泥浆溢出模子边缘。让泥浆在模内保持2分钟，然后倾倒模子并启动跑表，多余的泥浆流出。计录从倾倒模子到泥浆流停止连续流动开始下滴（结束下滴）的时间。以此类似，记录从倾倒到以5秒间隔下滴之间的用时。然后将膜子放平置于工作台上，记录以倾倒到表面干燥（不再光滑）的用时（干燥时间）。在倒出多余的注入泥浆后，把注浆陶瓷坯体立即从模中取出并称重（注浆重量）。在各个例子中，所说的注浆重量是注浆件在注浆2分钟时测得的重量。如果注浆坯粘在模子上，所测结果我们会注明。
生坯强度试验过程
（美国材料试验标准（ASTM    Std.）C689-80，有某些变动）
把余下的泥浆注入两部份组合棒模。工作环境温度也保持在35℃。该棒模可制备六个尺寸为1.27Cm×1.27Cm×7.62Cm（0.5″×0.5″×3″）的棒。充分注浆后，将六支棒从膜中脱出并放在工作台上过夜干燥。然后在60℃继续干燥6小时，接着在110℃干燥24小时。把注浆棒放在干燥器中冷却。在作试验之前24小时，把一半注浆棒送入湿度室（相对湿度50%，饱和重铬酸钠溶液）。断裂膜量（MOR）试验通过具有下列组件的强度试验机（Instron    device    Model    1125）完成，这些组件包括：454.5kg（1000lb）测力计。最大起始读数为22.7kg（50lb）;冲头速度0.127Cm（0.05英寸）/分;刀架宽5.1Cm（2.0英寸）。采用ASTM标准所给出的标准公式计算两种棒（无水干燥的和50%湿度的）的断裂膜量。
下列实施例和比较例中所列的结果都是采用上述过程测得的。
对比试验例1-（并非本发明的具体方案）
对照-泥浆中不加添加剂。试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
0    1050    77.8    53.4    2.25    1.81
实施例1
泥浆中加入不同量的四亚乙基五胺，试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
100    1200    76.6    49.6    2.16    1.87
500    1000    67.2    62.4    1.99    1.66
1000    1500    78.4    74.6    1.76    1.46
1200    3250    95.5    90.4    1.57    1.31
1500 ＞10000①
1700 ＞10000①
2000 ＞1000①
①泥浆不能注浆
添加TEPA一般能增加2分钟注浆时间内的注浆重量（与比较试验1比较），从而获得注浆速率的提高。但添加剂超过一定量会对泥浆粘度起不利影响。
实施例2
在泥浆中加入不同水平（固基）的苯乙烯/-丁二烯胶乳，试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
100    1250    80.2    53.3    2.09    1.92
250    1400    79.8    54.1    2.26    2.00
500    1050    71.2    54.8    2.15    1.79
750    1250    78.2    56.8    2.40    1.95
1000    1650    87.7    56.8    2.46    1.97
1200    3500    82.7    66.8    2.32    1.90
1500    3750    90.0    64.8    2.70    1.90
2000    3850    92.0    68.2    2.72    2.20
与比较例1比较，添加剂苯乙烯/丁二烯胶乳在1200ppm以下对粘度影响较小。同时我们注意到只要泥浆粘度不明显增加，苯乙烯/丁二烯胶乳的加入对注浆重量影响不大。同样对生坯强度也影响不大。
实施例3
把由25%（固基）的SB胶乳233A（从Dow化学公司购得的苯乙烯/丁二烯胶乳）25%的TEPA，50%的水组成的配合料加入到泥浆中使其活性组份水平达到1000ppm（2000ppm溶液组份），试验结果如下：
加入水平    粘度    干燥时间    注浆量    无水MOR    50%湿度
MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
1000    1500    81.7    62.5    2.24    1.86
在采用TEPA和胶乳配合料时，注浆重量增加，而其它注浆参数基本保持恒定（与对比例1比较）。
实施例4
将各种聚乙烯聚胺加入泥浆中加入水平在1000ppm，试验结果如下：
添加剂    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
乙烯二胺    950    83.6    60.0    1.91    1.68
二乙烯三胺    1750    76.8    78.0    1.80    1.42
三乙烯四胺    2050    79.4    77.8    1.72    1.38
三乙烯五胺    1500    78.4    74.6    1.76    1.41
乙烯胺E-100①3500 92.3 90.8 1.58 1.23
哌嗪    600    75.5    54.0    2.08    1.75
①这是一种具有相同沸点的同分异构体配合料可从DOW化学公司购得。
可以看到在添加不同的聚亚烷基聚胺时，注浆重量和注浆速率都得到提高（与对比例1比较）。
实施例5
往泥浆中加入各种可能的粘结剂，其活性物质水平达到1000ppm，试验结果如下：
添加剂    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
sB胶乳    1650    87.7    56.8    2.46    1.97
233A
聚乙烯醇①＞10000④
Nalco 101②400 71.5 40.8 2.50 1.62
PRIMACOR
Figure 881074101_IMG2
2450 100.0 58.5 2.23 1.60
4990
PRIMACOR 2900 103.8 58.3 2.05 1.67
4983
①分子量约为10，000。
②Nalco    101为从Nalco化学公司购得的一种木素磺酸盐。
③Primacor 4990和Primacor
Figure 881074101_IMG5
4983是从Dow化学公司购得的乙烯丙烯酸乳胶。
④泥浆不能注浆。
我们注意到采用低浓度或低分子量的聚乙烯醇可以使泥浆获得适应泥浆注浆的粘度。
与对比例1比较发现，SB胶乳233A粘结剂非常有效地改善了生坯强度同时又能保持所需粘度。
实施例6
把一份由15%（固基）SB胶乳233A，35%TEPA，和50%水组成的配合料分不同加入水平加入泥浆。添加剂水平是指活性组份。试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
100    1100    75.0    54.7    2.36    1.72
500    1500    77.6    70.5    2.01    1.46
1000 ＞10000①
1200 ＞10000①
1500 ＞10000①
2000 ＞10000①
①泥浆不能注浆。
在胺浓度大于粘结剂浓度情况下，添加水平达到1000ppm或1000ppm以上时，所得到的泥浆就不能用于注浆了。而在500ppm，注浆重量比起对比例1有明显增加。
实施例7
把一份由15%（固基）SB胶乳233A、25%TEPA和50%水组成的配合料分不同加入水平加入泥浆。添加剂水平是指活性组份。试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
100    1350    74.3    57.9    2.26    1.85
500    1450    82.2    60.4    2.34    1.83
1000    1500    81.7    62.5    2.24    1.86
1200    1700    77.4    75.2    2.06    1.71
1500    4600    102.6    85.1    1.96    1.78
2000    3500    106.8    87.3    1.82    1.60
当胺和胶乳用量水平平衡时，与实施例6比较在粘度开始增加之前可以加入更高加入水平的添加剂。注浆重量的增加与添加剂水平的增加同步相对应。当添加剂水平进一步提高时，生坯强度略微下降，这是由于粘度开始增加造成。
实施例8
向泥浆中加入不同加入水平的配合料，配合料组成为35%（固基）SB胶乳233A，15%TEPA和50%的水。添加水平是指活性组份。试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
100    1350    81.2    56.9    2.16    1.70
500    1000    83.8    55.0    2.22    1.74
1000    2000    83.8    70.6    1.93    1.81
1200    1800    80.3    74.2    2.05    1.74
1500    2950    86.5    77.8    2.18    1.73
2000    3200    93.3    82.8    2.17    1.71
胶乳粘结剂浓度相对于胺过剩，注浆重量的发展趋势与实施例7的结果类似。
实施例9
向泥浆中加入不同添加水平的配合料，配合料组成为40%（固基）SB胶乳233A，10%TEPA和50%的水。添加水平是指活性组份。试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
100    1450    87.3    57.1    2.14    1.69
500    1450    83.4    56.9    2.07    1.74
1000    1700    84.6    60.3    2.05    1.61
1200    1800    82.0    66.5    2.24    1.66
1500    2150    80.9    72.4    2.12    1.79
2000    2500    86.0    76.0    2.06    1.81
与实施例7.8和9比较，显示出粘结剂水平相对于胺水平进一步增加的影响。
实施例10
向泥浆中加入不同添加水平的配合料，配合料组成为25%（固基）Primacor    4990（乙烯丙烯酸乳胶），25%TEPA和50%水。添加水平是指活性组份。试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
100    1800    80.6    60.0    1.93    1.71
500    3850    103.6    73.2    1.90    1.51
1000    2700    90.6    76.2    1.67    1.25
1200    2950    77.8    80.5    1.49    1.32
1500    3700    96.9    84.3    1.53    1.32
2000    8000    120.8    102.7    1.33    1.25
采用乙烯丙烯酸乳胶/胺配合料做为泥浆添加剂增加了注浆重量。然而，与实施例7和10比较，在综合特性上SB胶乳配合料比本配合料更占优势。
对比例2-（并非本发明的实施方案）
向泥浆中加入不同添加水平的配合料，配合料组成为25%单乙醇胺，25%TEPA和50%的水。试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
100    1600    89.9    56.2    1.87    1.46
500    1200    92.6    51.6    1.79    1.68
1000    600    80.2    47.0    1.81    1.73
1200    500    77.6    49.7    1.94    1.62
1500    450    76.7    49.8    1.70    1.62
2000    400    73.9    51.2    1.45    1.53
与用聚亚烷基聚胺（实施例1）或聚亚烷基聚胺/粘结剂（实施例7）制备的泥浆比较，含聚亚烷基聚胺/链烷醇胺的泥浆的注浆和强度特性较差。
实施例11
向泥浆中加入不同添加水平的配合料，配合料组成为25%乙烯二胺，25%TEPA和50%的水。
试验结果如下：
添加水平    粘度    干燥时间    注浆重量    无水MOR    50%湿
度MOR
（ppm）    （cps）    （sec）    （g）    （kpa）    （kpa）
100    2000    83.2    60.0    1.82    1.57
500    2800    95.6    66.1    1.88    1.50
1000    1500    94.5    62.4    1.67    1.49
1200    1050    83.7    62.7    1.52    1.33
1500    800    87.7    62.2    1.41    1.19
2000    700    86.6    62.7    1.45    1.36
应用了两种聚亚烷基聚胺的混合物。
实施例12
制备最终固体含量为73%的粘土泥浆用于注浆评价。固体组分的具体组成按重量百分比表示如下：
Kentucky-Tennessee球土    35
Georgia    高岭土    21.5
长石    30
燧石    13.5
与泥浆中固体组分相平衡的组成包括蒸馏水、硫酸钙、硅酸钠悬浮剂、苏打灰和作为试验用胺加入的TEPA。制备泥浆。把水、硅酸盐、苏打灰，硫酸盐和试验用胺加入盛有5个氧化铝球的237ml18盎司）聚乙烯瓶中。胺化合物要优先其它固体组份加入水中。这样做是为了不使泥浆被胺胶化。然后分别加入各种固体组份，以球土打头，在每一组份加入后都要摇动瓶内组份。全部泥浆组份都加好后，把瓶子放在机械摇动器上高速混合30分钟。
30分钟结束，把泥浆倒入118.3ml（4盎司）的广口玻璃瓶中。采用Brookfield粘度计（LV型.主轴（spindle）3、转数/分（RPM）12）测泥浆在21.1℃（70°F）时的粘度。用一个石膏模测定注浆速度。泥浆注入时间为2分钟。以下数据显示了聚亚烷基聚胺的活性。在本实施例中，胺处理过的泥浆是用优选的胺加入水平处理的
试验泥浆    泥浆粘度    注浆重量
对照    1700cps    54.8g
0.10%TEPA    1930cps    75.3g
泥浆制备过程（压力注浆）
将盛有5个氧化铝球的273ml（8盎司）聚乙烯瓶放在顶部负载天平上称皮重。向瓶中加入与泥浆最终添加剂浓度相对应量的下列溶液：1.0%硅酸钠溶液，1.0%苏打灰溶液，0.167%硫酸钙溶液，及50.0%的胺（或者胺/粘结剂）添加剂溶液（特性和数量如诸实施例给出。然后加入去离子水使瓶内的水和添加剂适量（如泥浆中含有73%的固体则适量为94.5g，如泥浆中固体含量为60%则适量为140.0g;如固体含量为53%则为164.5g如固体含量为46%则为189.0g）。从天平上取下瓶子盖上盖、用力摇晃。然后加入一定量的球土（如表中所示），盖上盖，用力摇晃直至混合均匀。以此类似，分别向瓶内加入适量（见下表）的高岭土、长石和燧石，每次加入之后用手用力摇晃瓶子。如果在瓶壁或瓶顶出现粉末结块，把结块铲下并且进一步摇动瓶子。待全部成份都加入并且浸润后（总重量为350g），把瓶子置于机械搅拌器（左右摇动）的一边进行高速摇动30分钟。
泥浆中固体百分含量（重量基）
46    53    60    73
苏打灰（ppm）    76    87    99    120
硅酸钠（ppm）    493    568    643    782
硫酸钙（ppm）    95    109    123    150
球土（%）    16.1    18.6    21.0    25.6
高岭土（%）    9.9    11.4    12.9    15.7
燧石（%）    13.8    15.9    8.0    21.9
长石（%）    6.2    7.1    8.1    9.8
＊泥浆总量百分比-为四种固体组份每一种的重量基。四种固体组份的百分数之和等于泥浆中的固体量。
压力注浆试验过程
试验中使用了Baroid高压压滤机。该装置在泥浆柱的顶部施加氮压，注浆留在压滤纸上。通过压滤机压力迫使滤液通过过滤器，并被收集在下面的5ml量筒中。泥浆里的固体在滤纸上形成滤饼。在温度和压力恒定时，滤液达到一定量所需时间是衡量过滤难易的良好标准。多数情况试验在高于室温的温度下进行，把压滤机的压滤室放在加热槽中，把加热槽加热到所需温度并用一个温度控制器保温。
压滤室内注入1/3的按上述方法制备的泥浆。在压滤室O型环（密封环）上盖一张滤纸，然后把承重网放在入浆侧，盖在滤纸上。另一个O型环放在压滤室盖上，用压滤室盖盖死压滤室。将盛有泥浆的压滤室倒置放在加热槽内。如果需要加热，应先让泥浆安定30分钟。将氮压调到274Pa（25psig），导管连在压滤室顶部，打开压滤室的上、下阀杆，把量筒放在输出杆下方。打开氮气阀同时启动计时器。记录达到3ml滤液所需时间。试验完成后，让压滤室冷却、降低并清洗。将试验重复两次，得到每份泥浆的三个重复结果。各轮次试验的试验条件和试验结果在以下实施例中给出。
比较例3-（不属于本发明的具体实施方案）
对照-泥浆中没有混入胺添加剂。温度和过滤器尺寸有所变化。
试验结果如下：
添加剂    添加水平    固体%    温度    压滤器尺寸    压滤时间
成份    （ppm）    （wt）    （℃）    （微米）    （秒）
-    0    73    20    0.22    1365
-    0    73    20    0.45    1357
-    0    73    35    0.22    1095
-    0    73    35    0.45    1126
-    0    73    50    0.22    812
-    0    73    50    0.45    769
实施例13
将四乙烯五胺加入泥浆得到如下结果（温度和压滤器尺寸有变化）：
添加剂    添加水平    固体%    温度    压滤器尺寸    压滤时间
成份    （ppm）    （wt）    （℃）    （微米）    （秒）
TEPA    1000    73    20    0.22    633
TEPA    1000    73    20    0.45    655
TEPA    1000    73    35    0.22    554
TEPA    1000    73    35    0.45    542
TEPA    1000    73    50    0.22    387
TEPA    1000    73    50    0.45    398
与比较例3比较，实施例13表明使用聚亚烷基聚胺添加剂明显地减少了过滤时间。
实施例14
把一份由25%（固体）SB胶乳233A，25%TEPA和50%水组成的配合料加入泥浆，使泥浆中活性物质水平达到1000ppm（2000ppm溶液基），得到试验结果如下：
添加剂    添加水平    固体%    温度    过滤器尺寸    过滤时间
成份    （ppm）    （wt）    （℃）    （微米）    （秒）
L/TEPA    1000    73    20    0.22    926
L/TEPA    1000    73    20    0.45    925
L/TEPA    1000    73    35    0.22    730
L/TEPA    1000    73    35    0.45    740
L/TEPA    1000    73    50    0.22    540
L/TEPA    1000    73    50    0.45    533
＊L＝latex胶乳
虽然使用配合料并不象单独使用聚亚烷基聚胺那样大大降低过滤时间，但与比较例3比过滤时间减少还是十分明显的。
实施例15
把各种胺化合物加到泥浆中使泥浆中添加剂水平达到1000ppm。
试验结果如下：
添加剂①添加剂 固体% 温度 过滤器尺寸 过滤时间
组份    水平    （wt）    （℃）    （微米）    （秒）
（ppm）
PiP    1000    73    20    0.22    1323
PiP    1000    73    20    0.45    1344
EDA    1000    73    20    0.22    1116
EDA    1000    73    20    0.45    1104
DETA    1000    73    20    0.22    748
DETA    1000    73    20    0.45    772
TETA    1000    73    20    0.22    812
TETA    1000    73    20    0.45    805
TEPA    1000    73    20    0.22    633
TEPA    1000    73    20    0.45    655
E-100    1000    73    20    0.22    608
E-100    1000    73    20    0.45    626
DEA②1000 73 20 0.22 1846
DEA②1000 73 20 0.45 1829
MEA②1000 73 20 0.22 1922
MEA②1000 73 20 0.45 2008
AEEA②1000 73 20 0.22 1527
AEEA②1000 73 20 0.45 1642
①PiP＝哌嗪
EDA＝乙烯二胺
DETA＝二乙烯三胺
TETA＝三乙烯四胺
TEPA＝四乙烯五胺
E-100＝乙烯胺E-100
DEA＝二乙醇胺
MEA＝单乙醇胺
AEEA＝胺乙基乙醇胺
②不属于本发明的具体实施方案
添加了聚亚烷基聚胺的泥浆减少了过滤时间，而添醇胺的泥浆并不能减少过滤时间。
比较例4-（不属于本发明的具体实施方案）
把各种粘结剂加入泥浆使活性添加剂水平达到1000ppm。
试验结果如下：
添加剂＊添加水平 固体% 温度 过滤器尺寸 过滤时间
（ppm）    （wt）    （℃）    （微米）    （秒）
Na    101    1000    73    20    0.22    1937
Na    101    1000    73    20    0.45    1753
L    233A    1000    73    20    0.22    1457
L    233A    7000    73    20    0.45    1524
P    4990    1000    73    20    0.22    1548
P    4990    1000    73    20    0.45    1466
P    4983    1000    73    20    0.22    1492
P    4983    1000    73    20    0.45    1464
＊Na 101＝Nalco 101
L    233A＝SB胶乳    233A
P    4990＝Primacor    4990
P    4983＝Primacor    4983
用上述粘结剂而不用聚亚烷基聚胺的泥浆并不能导至过滤时间的减少（与对比例3比较）。
比较例5-（不属于本发明的具体实施方案）
比照-不使用胺添加剂。泥浆中的固体百分比有变化。试验结果如下：
添加剂    添加水平    固体%    温度    过滤器尺寸    过滤时间
（ppm）    （wt）    （℃）    （微米）    （秒）
-    0    46    20    0.22    83
-    0    46    20    0.45    79
-    0    53    20    0.22    203
-    0    53    20    0.45    219
-    0    60    20    0.22    533
-    0    60    20    0.45    529
-    0    73    20    0.22    1365
-    0    73    20    0.45    1357
实施例16
将四乙烯五胺加入固体%不同的泥浆，试验结果如下：
添加剂    添加水平    固体%    温度    过滤器尺寸    过滤时间
（ppm）    （wt）    （℃）    （微米）    （秒）
TEPA    630    46    20    0.22    38
TEPA    630    46    20    0.45    47
TEPA    726    53    20    0.22    82
TEPA    726    53    20    0.45    88
TEPA    822    60    20    0.22    178
TEPA    822    60    20    0.45    186
TEPA    1000    73    20    0.22    633
TEPA    1000    73    20    0.45    655
与比较例5比较，含有聚亚烷基聚胺的泥浆的过滤时间缩短。这一结论对于固体浓度不同的泥浆都是正确有效的。
实施例17
把一份由25%（固基）SB胶乳233A、25%TEPA和50%水组成的配合料加入到固体含量不同的泥浆之中。添加量水平为活性基，溶液基为其两倍。试验结果如下：
添加剂＊添加水平 固体% 温度 过滤器尺寸 过滤时间
（ppm）    （wt）    （℃）    （微米）    （秒）
L/TEPA    630    46    20    0.22    70
L/TEPA    630    46    20    0.45    80
L/TEPA    726    53    20    0.22    166
L/TEPA    726    53    20    0.45    186
L/TEPA    822    60    20    0.22    298
L/TEPA    822    60    20    0.45    408
L/TEPA    1000    73    20    0.22    926
L/TEPA    1000    73    20    0.45    925
＊L＝胶乳
使用聚亚烷基聚胺/粘结剂配合料，对于固含量不同的各种泥浆，都能导至过滤时间减少（与实施例16和比较例5相比）。

Claims (28)

1、一种制造陶瓷制品的泥浆组合物，其中包括：
(a)泥浆介质：
(b)颗粒原料；和
(c)平均分子量低于1000的聚亚烷基聚胺，其含量达到有效地增加泥浆注浆成型工艺的注浆速率。
2、权利要求1的泥浆组合物，其中聚亚烷基聚胺包括支链的或环状的聚胺，或它们的混合物。
3、权利要求1的泥浆组合物，其中聚亚烷基聚胺至少包括一种化学式为H2N〔（CH2）m（CH2-CH2-NH）n〕PH的化合物，其中n为0～6，m为1～6，P为1～15，假若在一个分子内由一个重复单元到下一个时n和m可以分别变化。
4、权利要求3的泥浆组合物，其中n各为0。
5、权利要求3的泥浆组合物，其中m为3～6，P为1。
6、权利要求1的泥浆组合物，其中聚胺的量为泥浆重量的0.0001～1%。
7、权利要求1的泥浆组合物，其中聚亚烷基聚胺为四乙烯五胺。
8、权利要求1的泥浆组合物还包括一定量的粘结剂，其数量能够有效地保持泥浆组合物注浆制品的生坯强度。
9、权利要求1的泥浆组合物，其中粘结剂量为泥浆重量的0.05～0.5%。
10、权利要求8的泥浆组合物，其中聚亚烷基聚胺与粘结剂的重量比为95∶5至5∶95。
11、权利要求10的泥浆组合物，其中聚亚烷基聚胺与粘结剂的重量比为70∶30至30∶70。
12、权利要求8的泥浆组合物，其中苯乙烯-丁二烯胶乳为粘结剂。
13、权利要求8的泥浆组合物，其中聚亚烷基聚胺为四乙烯五胺，粘结剂为丁二烯乳胶。
14、制备陶瓷制品的注浆成型工艺，其中包括制备一种由泥浆介质和颗粒原料组成的泥浆，将泥浆倒入膜具，除去一部分泥浆介质，取出白色陶瓷注浆坯，所述工艺的特征在于采用了含有聚亚烷基聚胺的泥浆，聚亚烷基聚胺用量要足以提高注浆速率。
15、权利要求14的工艺，其中注浆在正压成负压下进行。
16、权利要求14的工艺，其中泥浆中颗粒原料量为泥浆重量的5～95%。
17、权利要求14的工艺，其中胺包括四乙烯五胺。
18、权利要求14的工艺，其中胺的平均分子量低于1，000。
19、权利要求14的工艺，其中聚亚烷基聚胺用量少于将泥浆变成凝胶的用量。
20、权利要求19的工艺，其中聚亚烷基聚胺用量为泥浆重量的0.0001～1%。
21、权利要求14的工艺，其中泥浆介质包括水。
22、权利要求14的工艺，其中泥浆中还含有粘结剂。
23、权利要求22的工艺，其中粘结剂为乳胶，聚亚烷基聚胺为四乙烯五胺。
24、一种注浆添加剂组合物，其中包括水、胶乳和0.4～2.3份重的聚亚烷基聚胺，每份胶乳重基于胶乳的固含量。
25、权利要求24的组合物，其中胶乳为苯乙烯-丁二烯胶乳，聚胺为四乙烯五胺。
26、权利要求24的组合物，其中聚亚烷基聚胺为四乙烯五胺。
27、权利要求24的组合物，其中每有一份重胶乳就有约1份重的聚亚烷基聚胺。
28、权利要求24的组合物，其中包括50%的水，25%的苯乙烯-丁二烯胶乳和25%的四乙烯五胺。
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