CN107556001B

CN107556001B - 一种无机陶瓷坯体增强剂及其应用

Info

Publication number: CN107556001B
Application number: CN201710781472.9A
Authority: CN
Inventors: 杨柯; 常启兵; 查越; 杨玉龙
Original assignee: Jingdezhen Ceramic Institute
Current assignee: JINGDEZHEN BETTERWEAR NEW MATERIALS Co.,Ltd.
Priority date: 2017-09-02
Filing date: 2017-09-02
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2037-09-02
Also published as: CN107556001A

Abstract

本发明公开了一种无机陶瓷坯体增强剂，其原料组成为：硫酸钠74～87.5wt％、十水四硼酸钠6～11wt％、碳酸钙4～11wt％、硫酸钙2.5～4wt％。此外，还公开了上述无机陶瓷坯体增强剂的应用。本发明组分简单、成本低廉，使用少量便可显著提高陶瓷坯体强度，而且不会对坯体产生不良影响。并且，本发明原料易得、使用简单方便，有助于工业化生产。

Description

一种无机陶瓷坯体增强剂及其应用

技术领域

本发明涉及陶瓷工业技术领域，尤其涉及一种无机陶瓷坯体增强剂及其应用。

背景技术

在陶瓷工业生产中，坯体的干燥强度是一个重要指标，对于产品的成品率和质量具有重要的影响。作为坯体增强剂，应当是能够大大增强干坯强度、提高粉料流动性，并提高粉体的结合性，但不影响坯体性能。坯体增强剂可分为有机型瓷砖坯体增强剂，如PVA、CMC、改性淀粉、聚丙烯酸钠、改性多糖、聚丙烯酸酯、木质素等；无机型瓷砖坯体增强剂，如水玻璃、磷酸盐、膨润土、腐植酸钠、木质素磺酸盐、碱木质素；以及有机-无机复合增强剂。

目前，现有技术使用的坯体增强剂大多含高分子类有机物，这类聚合物分子量较大、结构链较长，使得泥浆的流动性变差，加入量多时，泥浆的流动性愈加变差，需要加入解凝剂来降低泥浆的粘度，并减少泥浆的含水率以降低喷雾塔造粒工序中干燥泥浆水分所消耗的燃料。此外，目前所使用的有机增强剂还存在着以下问题，如CMC具有很强的保水性，难溶于水，需要通过乙二醇作为介质溶解于水，用量过多会造成泥浆流动性变差，影响泥浆的后续生产(如喷雾造粒、干燥等)；木质素类增强剂使用过多会导致坯体烧失量过大，且难以在坯体氧化烧成阶段完全氧化，这样，残余有机物会在釉面熔融后继续氧化，以致会有气体继续排出，从而导致瓷砖表面出现大量气泡或者针孔等缺陷。为此，也有研究尝试增加无机增强剂的用量，但坯体强度仅提高10～20％，增强效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种组分简单、成本低廉、制备工艺简单、使用效果好的无机陶瓷坯体增强剂。本发明的另一目的在于提供上述无机陶瓷坯体增强剂的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种无机陶瓷坯体增强剂，其原料组成为：硫酸钠74～87.5wt％、十水四硼酸钠6～11wt％、碳酸钙4～11wt％、硫酸钙2.5～4wt％。优选的原料组成方案为，硫酸钠75～85wt％、十水四硼酸钠6～11wt％、碳酸钙4～11wt％、硫酸钙2.5～4wt％。

本发明增强剂所用的原料均为易溶于水的可溶性无机盐，原料易得、成本低廉，采用干法混合均匀即可。

本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的上述无机陶瓷坯体增强剂的应用，所述增强剂的用量为陶瓷坯料干基的0.15～0.3wt％。

上述方案中，本发明所述增强剂在陶瓷坯料进行球磨时加入，与陶瓷坯料一起进行球磨混合。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明增强剂所用原料均为可溶性无机盐，易溶于水，不会增加泥浆的粘度，也不会增加泥浆干燥时的能耗。

(2)本发明增强剂所使用的可溶性无机盐，在坯体煅烧过程中，不会氧化分解产生大量气体排出，从而避免了由此导致的釉面缺陷。

(3)本发明增强剂所含无机盐主要为钠盐和钙盐，在煅烧过程中会分解为Na₂O和CaO，而Na₂O和CaO也是坯料中常见的组分，因此本发明增强剂的使用不会引入杂质。此外，本发明增强剂的加入量少，只是陶瓷坯料干基的0.15～0.3wt％，因而不会对坯体的烧成产生不良影响，但坯体强度有了显著提高(可提高22～30％)。

(4)本发明增强剂可与陶瓷坯料同时球磨，有助于充分混合均匀，从而保证了坯体强度的均匀性。

(5)本发明增强剂原料易得、成本低廉，不会明显增加陶瓷产品的成本。而且，其添加使用工艺非常简单，有助于工业化生产。

下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

具体实施方式

本发明实施例一种无机陶瓷坯体增强剂，所用原料硫酸钠、十水四硼酸钠、碳酸钙、硫酸钙均为工业级干粉，粒度为20～200目。采用干法混合均匀，在陶瓷坯料进行球磨时加入。其具体组成和用量如表1所示。

表1本发明实施例无机陶瓷坯体增强剂的原料组成和用量

*相对于陶瓷坯料干基

性能测试：

以某玻化砖陶瓷厂生产用坯体粉料(喷雾造粒粉)为物料进行对比实验。

在200kg上述物料中按照表1用量加入本发明实施例增强剂、以及适量水、360kg瓷球，用球磨机球磨5分钟得到陶瓷泥浆，将陶瓷泥浆在80℃烘箱中烘干5小时，然后采用40目筛、加入5～6％的水，得到造粒粉，在试验压机上以10MPa的压力成型，得到10×10×50的试条；将试条置于烘箱中，在70℃温度下烘干10分钟、在160℃温度下烘干50分钟，然后采用三点抗折仪测试试条的抗折强度。

以未加增强剂的试条作为对比例。

上述测试的结果如表2所示。

表2本发明实施例和对比例的坯体强度测试

*相对于对比例

上述结果表明，使用少量本发明增强剂，便可显著提高陶瓷坯体强度；而且原料易得、成本低廉，使用简单方便，有助于工业化生产。

Claims

1.一种无机陶瓷坯体增强剂，其特征在于原料组成为：硫酸钠74～87.5 wt%、十水四硼酸钠6～11 wt%、碳酸钙4～11 wt%、硫酸钙2.5～4 wt%，所述各原料组成的粒度为20～200目；所述增强剂的用量为陶瓷坯料干基的0.15～0.3 wt%，且与陶瓷坯料干基一起进行球磨混合；陶瓷坯体的强度提高了22～30%，煅烧过程中所添加的增强剂的主要分解产物为Na₂O和CaO。

2.根据权利要求1所述的无机陶瓷坯体增强剂，其特征在于原料组成为：硫酸钠75～85wt%、十水四硼酸钠6～11 wt%、碳酸钙4～11 wt%、硫酸钙2.5～4 wt%。