CN107556000A - 一种用于陶瓷的抗压复合添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于陶瓷的抗压复合添加剂及其制备方法，涉及陶瓷添加剂技术领域。本发明的复合添加剂包括如下重量份的原料：金红石型二氧化钛20～40份、钠长石15～30份、方解石10～20份、贝壳粉5～12份、氮化硅3～8份、水性聚氨酯1～6份、三氧化二铁2～5份、白炭黑1～3份、五氧化二钒0.2～0.6份、分散剂0.1～0.5份、助磨剂0.02～0.08份；制备方法包括物料混合、高温烧制、超微粉碎。本发明的复合添加剂在降低陶瓷胚体烧制温度的同时，提高了陶瓷的致密度、抗压性、抗震性、莫来石晶相含量；而且效率高，用量少，节约了成本。
Description
技术领域：
本发明涉及陶瓷添加剂技术领域，具体涉及一种用于陶瓷的抗压复合添加剂及其制备方法。
背景技术：
随着人们对陶瓷产品质量的要求不断提高，以及国家对传统制造业节能减排的紧迫要求，在进一步降低陶瓷浆料含水量的同时，提高陶瓷坯料的研磨效率、改善可塑性等工艺性能也变得越来越重要。现有技术中为了降低能耗，在陶瓷坯体中加入单纯的熔剂性原料，将最高烧成温度从1360℃左右降到1270℃左右，能耗也随之降低，但是单纯的熔剂性原料不能起到改善瓷坯内在结构的作用，产品的内在质量如致密度、莫来石晶相含量、抗压性能等与高温烧成的产品差距较大，从而使产品落入中温陶瓷类别中，影响了企业效益和陶瓷使用效果。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种用于陶瓷的抗压复合添加剂及其制备方法，能够降低陶瓷胚体的烧制温度，提高致密度和莫来石晶相含量。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种用于陶瓷的抗压复合添加剂，包括如下重量份的原料：金红石型二氧化钛20～40份、钠长石15～30份、方解石10～20份、贝壳粉5～12份、氮化硅3～8份、水性聚氨酯1～6份、三氧化二铁2～5份、白炭黑1～3份、五氧化二钒0.2～0.6份、分散剂0.1～0.5份、助磨剂0.02～0.08份。
优选地，包括如下重量份的原料：金红石型二氧化钛35份、钠长石22份、方解石16份、贝壳粉8份、氮化硅5份、水性聚氨酯3份、三氧化二铁3份、白炭黑2份、五氧化二钒0.5份、分散剂0.3份、助磨剂0.05份。
优选地，所述分散剂为丙二醇嵌段聚酯、羧甲基纤维素钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种的组合。
优选地，所述助磨剂为三乙醇胺、木质素磺酸钙、乙醇按照质量比8～12：3～6：10～20配制而成。
上述用于陶瓷的抗压复合添加剂的制备方法，包括以下步骤：
1)物料混合：按照重量份称取金红石型二氧化钛、钠长石、方解石、贝壳粉、氮化硅、水性聚氨酯、三氧化二铁、白炭黑、五氧化二钒、分散剂、助磨剂，于高速搅拌机中混合搅拌20～40min后，放入40～60℃的烘箱中干燥至含湿量小于2％；
2)高温烧制：将干燥后的混合物料置于高温炉内，以20～30℃/min的速率升温至1250～1350℃，保温4～6小时，自然冷却至室温；
3)超微粉碎：将冷却后的物料通入气流粉碎机中进行超微粉碎，得到粒径为400～600目的复合添加剂。
优选地，所述步骤2)超微粉碎通入10～15℃的氮气与二氧化碳的混合气体，粉碎温度为10～20℃，粉碎时间为20～30min。
本发明的有益效果是：本发明的用于陶瓷的复合添加剂原料，成本低廉易得，环保耐污，以耐高温、耐腐蚀的金红石型二氧化钛作为主要成分，加入含有钙、钾、镁等多种元素的钠长石、方解石，优良干燥性能的贝壳粉，加强助磨、耐热性能的三氧化二铁、氮化硅五氧化二钒，配合成膜剂白炭黑、分散剂、助磨剂，在降低陶瓷胚体烧制温度的同时，提高了陶瓷的致密度、抗压性、抗震性、莫来石晶相含量；超微粉碎扩大了该复合添加剂的比表面积，有效含量高，降低了使用量，节约了成本。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种用于陶瓷的抗压复合添加剂，包括如下重量的原料：金红石型二氧化钛35kg、钠长石22kg、方解石16kg、贝壳粉8kg、氮化硅5kg、水性聚氨酯3kg、三氧化二铁3kg、白炭黑2kg、五氧化二钒0.5kg、分散剂羧甲基纤维素钠0.3kg、助磨剂0.05kg。其中，助磨剂为三乙醇胺、木质素磺酸钙、乙醇按照质量比10：4：15配制而成。
上述用于陶瓷的抗压复合添加剂的制备方法，包括以下步骤：
1)物料混合：按照重量称取金红石型二氧化钛、钠长石、方解石、贝壳粉、氮化硅、水性聚氨酯、三氧化二铁、白炭黑、五氧化二钒、分散剂、助磨剂，于高速搅拌机中混合搅拌40min后，放入60℃的烘箱中干燥至含湿量小于2％；
2)高温烧制：将干燥后的混合物料置于高温炉内，以26℃/min的速率升温至1285℃，保温6小时，自然冷却至室温；
3)超微粉碎：将冷却后的物料通入气流粉碎机中进行超微粉碎，通入15℃的氮气与二氧化碳的混合气体，粉碎温度为20℃，粉碎时间为20min，得到粒径为400～600目的复合添加剂。
实施例2
一种用于陶瓷的抗压复合添加剂，包括如下重量的原料：金红石型二氧化钛28kg、钠长石22kg、方解石15kg、贝壳粉6kg、氮化硅5kg、水性聚氨酯3kg、三氧化二铁2kg、白炭黑1kg、五氧化二钒0.5kg、分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚0.3kg、助磨剂0.05kg。其中，助磨剂为三乙醇胺、木质素磺酸钙、乙醇按照质量比9：4：16配制而成。
上述用于陶瓷的抗压复合添加剂的制备方法，包括以下步骤：
1)物料混合：按照重量称取金红石型二氧化钛、钠长石、方解石、贝壳粉、氮化硅、水性聚氨酯、三氧化二铁、白炭黑、五氧化二钒、分散剂、助磨剂，于高速搅拌机中混合搅拌28min后，放入47℃的烘箱中干燥至含湿量小于2％；
2)高温烧制：将干燥后的混合物料置于高温炉内，以30℃/min的速率升温至1270℃，保温4.8小时，自然冷却至室温；
3)超微粉碎：将冷却后的物料通入气流粉碎机中进行超微粉碎，通入13℃的氮气与二氧化碳的混合气体，粉碎温度为16℃，粉碎时间为25min，得到粒径为400～600目的复合添加剂。
实施例3
一种用于陶瓷的抗压复合添加剂，包括如下重量的原料：金红石型二氧化钛33kg、钠长石26kg、方解石18kg、贝壳粉9kg、氮化硅6kg、水性聚氨酯5kg、三氧化二铁4kg、白炭黑2kg、五氧化二钒0.5kg、分散剂十二烷基磺酸钠0.4kg、助磨剂0.06kg。其中，助磨剂为三乙醇胺、木质素磺酸钙、乙醇按照质量比11：6：18配制而成。
上述用于陶瓷的抗压复合添加剂的制备方法，包括以下步骤：
1)物料混合：按照重量称取金红石型二氧化钛、钠长石、方解石、贝壳粉、氮化硅、水性聚氨酯、三氧化二铁、白炭黑、五氧化二钒、分散剂、助磨剂，于高速搅拌机中混合搅拌40min后，放入60℃的烘箱中干燥至含湿量小于2％；
2)高温烧制：将干燥后的混合物料置于高温炉内，以30℃/min的速率升温至1280℃，保温6小时，自然冷却至室温；
3)超微粉碎：将冷却后的物料通入气流粉碎机中进行超微粉碎，通入15℃的氮气与二氧化碳的混合气体，粉碎温度为20℃，粉碎时间为30min，得到粒径为400～600目的复合添加剂。
实施例4
一种用于陶瓷的抗压复合添加剂，包括如下重量的原料：金红石型二氧化钛36kg、钠长石28kg、方解石14kg、贝壳粉10kg、氮化硅5kg、水性聚氨酯5kg、三氧化二铁4kg、白炭黑3kg、五氧化二钒0.6kg、分散剂十二烷基磺酸钠0.5kg、助磨剂0.07kg。其中，助磨剂为三乙醇胺、木质素磺酸钙、乙醇按照质量比12：6：15配制而成。
上述用于陶瓷的抗压复合添加剂的制备方法，包括以下步骤：
1)物料混合：按照重量称取金红石型二氧化钛、钠长石、方解石、贝壳粉、氮化硅、水性聚氨酯、三氧化二铁、白炭黑、五氧化二钒、分散剂、助磨剂，于高速搅拌机中混合搅拌36min后，放入52℃的烘箱中干燥至含湿量小于2％；
2)高温烧制：将干燥后的混合物料置于高温炉内，以26℃/min的速率升温至1290℃，保温5小时，自然冷却至室温；
3)超微粉碎：将冷却后的物料通入气流粉碎机中进行超微粉碎，通入15℃的氮气与二氧化碳的混合气体，粉碎温度为20℃，粉碎时间为30min，得到粒径为400～600目的复合添加剂。
实施例5
一种用于陶瓷的抗压复合添加剂，包括如下重量的原料：金红石型二氧化钛40kg、钠长石28kg、方解石20kg、贝壳粉12kg、氮化硅8kg、水性聚氨酯5kg、三氧化二铁5kg、白炭黑3kg、五氧化二钒0.6kg、分散剂丙二醇嵌段聚酯0.5kg、助磨剂0.07kg。其中，助磨剂为三乙醇胺、木质素磺酸钙、乙醇按照质量比12：3：15配制而成。
上述用于陶瓷的抗压复合添加剂的制备方法，包括以下步骤：
1)物料混合：按照重量称取金红石型二氧化钛、钠长石、方解石、贝壳粉、氮化硅、水性聚氨酯、三氧化二铁、白炭黑、五氧化二钒、分散剂、助磨剂，于高速搅拌机中混合搅拌35min后，放入40℃的烘箱中干燥至含湿量小于2％；
2)高温烧制：将干燥后的混合物料置于高温炉内，以30℃/min的速率升温至1320℃，保温5.5小时，自然冷却至室温；
3)超微粉碎：将冷却后的物料通入气流粉碎机中进行超微粉碎，通入12℃的氮气与二氧化碳的混合气体，粉碎温度为16℃，粉碎时间为25min，得到粒径为400～600目的复合添加剂。
性能测试：对上述实施例1-5制备的复合添加剂进行了抗压强度、吸水率、陶瓷烧成温度的测试，常规市售的添加剂作为对比例，具体结果见下表。
| 组别 | 抗压强度(MPa) | 吸水率(％) | 陶瓷烧成温度(℃) |
| 实施例1 | 1652 | 5.6 | 1260 |
| 实施例2 | 1638 | 5.2 | 1275 |
| 实施例3 | 1634 | 4.8 | 1286 |
| 实施例4 | 1627 | 4.2 | 1290 |
| 实施例5 | 1637 | 4.9 | 1272 |
| 对比例 | 1548 | 2.8 | 1350 |
由上表可以看出，本发明的用于陶瓷的复合添加剂抗压强度大，吸水率高，显著降低了陶瓷烧成温度，具有良好的应用前景。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种用于陶瓷的抗压复合添加剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：金红石型二氧化钛20～40份、钠长石15～30份、方解石10～20份、贝壳粉5～12份、氮化硅3～8份、水性聚氨酯1～6份、三氧化二铁2～5份、白炭黑1～3份、五氧化二钒0.2～0.6份、分散剂0.1～0.5份、助磨剂0.02～0.08份。
2.根据权利要求1所述的用于陶瓷的抗压复合添加剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：金红石型二氧化钛35份、钠长石22份、方解石16份、贝壳粉8份、氮化硅5份、水性聚氨酯3份、三氧化二铁3份、白炭黑2份、五氧化二钒0.5份、分散剂0.3份、助磨剂0.05份。
3.根据权利要求1所述的用于陶瓷的抗压复合添加剂，其特征在于：所述分散剂为丙二醇嵌段聚酯、羧甲基纤维素钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求1所述的用于陶瓷的抗压复合添加剂，其特征在于：所述助磨剂为三乙醇胺、木质素磺酸钙、乙醇按照质量比8～12：3～6：10～20配制而成。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于陶瓷的抗压复合添加剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)物料混合：按照重量份称取金红石型二氧化钛、钠长石、方解石、贝壳粉、氮化硅、水性聚氨酯、三氧化二铁、白炭黑、五氧化二钒、分散剂、助磨剂，于高速搅拌机中混合搅拌20～40min后，放入40～60℃的烘箱中干燥至含湿量小于2％；
2)高温烧制：将干燥后的混合物料置于高温炉内，以20～30℃/min的速率升温至1250～1350℃，保温4～6小时，自然冷却至室温；
3)超微粉碎：将冷却后的物料通入气流粉碎机中进行超微粉碎，得到粒径为400～600目的复合添加剂。
6.根据权利要求5所述的用于陶瓷的抗压复合添加剂的制备方法，其特征在于：所述步骤2)超微粉碎通入10～15℃的氮气与二氧化碳的混合气体，粉碎温度为10～20℃，粉碎时间为20～30min。
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