CN108046743A - 一种陶瓷坯料及其制备方法 - Google Patents

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黄玉芳
刘小燕
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    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/6261—Milling

Abstract

本发明公开了一种陶瓷坯料，以高岭土料为可塑性原料，包括以重量份计的如下原料：上莲芦下高岭石矿12‑15份；尤溪长石矿8‑10份；白汀高岭土矿15‑18份；霞溪高岭土矿16‑18份；中山寨高岭土矿25‑30份；朱中高岭土矿18‑20份。本发明经过反复配料试验，就近取材，选择了当地自然存在的高岭土矿降低了生产成本，工艺简单，同时根据不同高岭土矿的颗粒级配对其进行破碎研磨和混合，能够提高陶瓷坯料的压制成型性能，使得该陶瓷坯料具有较高强度，烧结成瓷时时不易开裂。

Description

一种陶瓷坯料及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷制品加工技术领域，具体涉及一种陶瓷坯料及其制备方法。
背景技术
陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品，它包括由粘土或含有粘土的混合物经混炼，成形，煅烧而制成的各种制品，由最粗糙的土器到最精细的精陶和瓷器都属于它的范围。对于陶瓷的主要原料是硅酸盐矿物(如粘土、石英等)，因此与玻璃、水泥、搪瓷、耐火材料等工业，同属于“硅酸盐工业”的范畴。高岭土是一种重要的非金属矿物材料，被广泛的应用于建材、轻工业等行业的必要原料。高岭土是由微小片状、管状、叠片状等高岭石簇矿物组成的矿物质，其主要矿物成分是高岭石和多水高岭石、蒙脱石、石英石和长石等其它矿物伴生，化学成分中含有大量的Al2O3、SiO2和少量的Fe2O3、TiO2以及微量的K2O、Na2O和CaO等。陶瓷产业和高岭土采矿业是一对孪生姐妹，目前陶瓷加工过程中采用的坯料大多都为高岭土中外加黏土、石英砂等物质，此类坯料配方中成分复杂，孔隙率较低，往往为提高坯料的成型粘合力，还得往坯料中加入增塑剂、增强剂等化学试剂，这样就使得用于制备日常陶瓷用品的坯料存在一定的安全隐患，同时还增加了生产成本。
发明内容
本发明旨在提供了一种陶瓷坯料及其制备方法，就近取材，选择当地自然存在的高岭土矿降低了生产成本，工艺简单，使用多种高岭土矿的混合料提高陶瓷坯料的压制成型性能，同时制成的陶瓷坯料具有较高强度，致密度提高，改善坯料性能。
本发明的技术方案如下：
一种陶瓷坯料，其特征在于：以高岭土料为可塑性原料，包括以重量份计的如下原料：
上莲芦下高岭石矿12-15份；
尤溪长石矿8-10份；
白汀高岭土矿15-18份；
霞溪高岭土矿16-18份；
中山寨高岭土矿25-30份；
朱中高岭土矿18-20份。
进一步的，所述上莲芦下高岭石矿12份，尤溪长石矿9份，白汀高岭土矿16份，霞溪高岭土矿17份，中山寨高岭土矿27份，朱中高岭土矿19份。
进一步的，所述霞溪高岭土矿和朱中高岭土矿含有Al2O3在16％～22％左右，淘洗后可达22％～28％；所述上莲芦下高岭石矿和白汀高岭土矿含有Al2O3在16％～22％左右，Fe2O3量较低，同时含有少量的K2O和Na2O。
本发明还包括一种陶瓷坯料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将如下重量组份淘洗后的霞溪高岭土矿16-18份、中山寨高岭土矿25-30份和朱中高岭土矿18-20份分别通过轮碾机对三种高岭土矿进行碾压粗碎，碾压36小时后混合，制成粗碎混合料；
(2)将如下重量组份的上莲芦下高岭石矿12-15份、尤溪长石矿8-10份和白汀高岭土矿15-18份分别利用球磨机进行细碎24小时；研磨介质与待研磨物料质量比为25％～30％；24小时后将三种高岭土矿混合，制成细碎混合料；
(3)利用球磨机将步骤(1)制备的粗碎混合料和步骤(2)制备的细碎混合料进一步的搅拌混合研磨；利用球磨机进行球磨24h；研磨介质与待研磨物料质量比为20％～25％；24h后得到基础陶瓷坯料。
(4)将混合研磨均匀后的基础陶瓷坯料进行压榨得到泥饼后，通过真空练泥后脱气，最终达到陶瓷坯料。
进一步的，步骤(2)中利用球磨机破碎混合不同原料，可按料水比为1:0.5加入溶剂；步骤(3)中利用球磨机将粗碎混合料和细碎混合料再次进行破碎混合，可按料水比为1:0.2加入溶剂。
进一步的，所述溶剂可为水和乙醇。
进一步的，所述球磨机为湿式球磨机。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明陶瓷坯料的制备过程中原料根据颗粒级配的区别分别进行经过多次的破碎研磨，采用不同的破碎研磨机械，使混合后的坯料具备较好的成型性能(流动性、可塑性、悬浮性等)，提高坯料的活性和强度，致密度提高，改善坯料性能。
2、本发明陶瓷坯料的制备大多就地取材，取自福建省闽清县的高岭土矿、高岭石矿为可塑原料，原料廉价易得，生产成本较低，工艺简单，在日用陶瓷的生产中具有很高的使用价值，可大规模的生产和推广，上莲芦下高岭石矿、白汀高岭土矿、霞溪高岭土矿和朱中高岭土矿原矿颗粒度较细，化学组成较均衡稳定，含Al2O3适中，含Fe2O3较低，同时含有少量的K2O和Na2O，能够通过高岭土矿自身的理化性质增强陶瓷坯料的可塑性和压制成型性能。
3、本发明陶瓷坯料的制备过程中采用的朱中高岭土矿含有较高含量的天然二氧化硅，无需外加石英；尤溪长石矿烧成温度较低，朱中高岭土矿烧成温度较高，将多种高岭土矿混合能够综合烧成温度，使得陶瓷的烧成过程保持稳定的温度，不易开裂，提高烧结体性能。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，并不会对本发明构成任何限定。
霞溪高岭土矿：产自福建省福州市闽清县白中镇霞溪村；
中山寨高岭土矿：产自河南汝州市纸房镇中山寨村；
朱中高岭土矿：产自福建省福州市闽清县白中镇朱中村；
尤溪长石矿：产自福建省三明市尤溪县；
白汀高岭土矿：产自福建省福州市闽清县白中镇白汀村；
上莲芦下高岭石矿：产自福建省福州市闽清县上莲乡。
其中，产自福建省福州市闽清县的霞溪高岭土矿、朱中高岭土矿、白汀高岭土矿和上莲芦下高岭石由流纹岩、花岗或花岗斑岩、长英岩变质风化而成，它的矿物组成是以高岭石为主，含有少量的游离石英，水云母和蒙脱石，原矿颗粒度较细，细磨和淘洗后具有较强的可塑性和干燥强度。闽清县的高岭土矿化学组成较均衡稳定，含Al2O3适中，约在16％～22％左右，淘洗后可达22％～28％，含Fe2O3较低，一般小于0.5％，同时含有少量的K2O和Na2O，具有较理想的理化性质。因此，在使用产自闽清县的高岭土矿时能够适当减少长石矿的用量、不需要外加石英就能增强陶瓷坯料的可塑性能和压制成型性能，同时对产自闽清县的高岭土矿进行研磨时其颗粒较小，可缩短研磨工艺时间。
实施例1
根据前述的陶瓷坯料的制备方法，按以下步骤制成：
首先，按重量组份分别称取颗粒级配较大的淘洗后的霞溪高岭土矿16份、中山寨高岭土矿25份和朱中高岭土矿18份，并通过轮碾机分别对这三种高岭土矿进行碾压粗碎，碾压36小时后混合，制成粗碎混合料；其次，按重量组份分别称取颗粒级配较小的上莲芦下高岭石矿12份、尤溪长石矿8份和白汀高岭土矿15份分别利用球磨机进行细碎，研磨介质与待研磨物料质量比为25％～30％；其中，以尤溪长石矿作为溶剂原料，使得坯料具备较好的悬浮性，24小时后将三种矿料混合，制成细碎混合料；利用球磨机制备细碎混合料时，可按照料水比为1:0.5加入水或乙醇溶剂，提高其可塑性；针对不同高岭土矿、长石矿的颗粒级配分别对其进行不同方式的破碎和研磨，能够整体提高最终泥料的强度和压制成型性能；接着，将破碎好的粗碎混合料和细碎混合料混合后利用球磨机再次搅拌研磨制成陶瓷坯料，研磨介质与待研磨物料质量比为20％～25％，料水比可按1:0.2加入水或乙醇溶剂；通过多次的破碎研磨从而提高坯料的致密度和可塑性，同时尤溪长石矿烧结温度较低能够综合不同高岭土矿较高的烧结温度，提高最终烧结体性能；最后，将混合均匀的陶瓷坯料原料进行压榨得到泥饼后真空练泥脱气，最终得到陶瓷坯料。
实施例2
根据前述的陶瓷坯料的制备方法，按以下步骤制成：
首先，按重量组份分别称取颗粒级配较大的淘洗霞溪高岭土矿18份、淘洗中山寨高岭土矿30份和淘洗朱中高岭土矿20份，并通过轮碾机分别对高岭土矿进行碾压粗碎，碾压36小时后混合，制成粗碎混合料；其次，按重量组份分别称取颗粒级配较小的上莲芦下高岭石矿15份、尤溪长石矿10份和白汀高岭土矿18份分别利用球磨机进行细碎，研磨介质与待研磨物料质量比为25％～30％；其中，以尤溪长石矿作为溶剂原料，使得坯料具备较好的悬浮性，24小时后将三种矿料混合，制成细碎混合料；利用球磨机制备细碎混合料时，可按照料水比为1:0.5加入水或乙醇溶剂，提高其可塑性；根据不同高岭土矿、长石矿的颗粒级配分别对其进行不同方式的破碎和研磨，能够整体提高最终泥料的强度和压制成型性能；接着，将破碎好的粗碎混合料和细碎混合料混合后利用球磨机再次搅拌研磨制成陶瓷坯料，研磨介质与待研磨物料质量比为20％～25％，料水比可按1:0.2加入水或乙醇溶剂；通过多次的破碎研磨从而提高坯料的致密度和可塑性，同时尤溪长石矿烧结温度较低能够综合不同高岭土矿较高的烧结温度，提高最终烧结体性能；最后，将混合均匀的陶瓷坯料原料进行压榨得到泥饼后真空练泥脱气，最终得到陶瓷坯料。
实施例3
根据前述的陶瓷坯料的制备方法，按以下步骤制成：
首先，按重量组份分别称取颗粒级配较大的淘洗霞溪高岭土矿17份，淘洗中山寨高岭土矿26份和淘洗朱中高岭土矿19份，并通过轮碾机分别对高岭土矿进行碾压粗碎，碾压36小时后混合，制成粗碎混合料；其次，按重量组份分别称取颗粒级配较小的上莲芦下高岭石矿13份，尤溪长石矿9份和白汀高岭土矿16份，分别利用球磨机进行细碎，研磨介质与待研磨物料质量比为25％～30％；其中，以尤溪长石矿作为溶剂原料，使得坯料具备较好的悬浮性，24小时后将三种矿料混合，制成细碎混合料；利用球磨机制备细碎混合料时，可按照料水比为1:0.5加入水或乙醇溶剂，提高其可塑性；根据不同高岭土矿、长石矿的颗粒级配分别对其进行不同方式的破碎和研磨，能够整体提高最终泥料的强度和压制成型性能；接着，将破碎好的粗碎混合料和细碎混合料混合后利用球磨机再次搅拌研磨制成陶瓷坯料，研磨介质与待研磨物料质量比为20％～25％，料水比可按1:0.2加入水或乙醇溶剂；通过多次的破碎研磨从而提高坯料的致密度和可塑性，同时尤溪长石矿烧结温度较低能够综合不同高岭土矿较高的烧结温度，提高最终烧结体性能；最后，将混合均匀的陶瓷坯料原料进行压榨得到泥饼后真空练泥脱气，最终得到陶瓷坯料。
实施例4
根据前述的陶瓷坯料的制备方法，按以下步骤制成：
首先，按重量组份分别称取颗粒级配较大的淘洗霞溪高岭土矿18份，淘洗中山寨高岭土矿28份和淘洗朱中高岭土矿20份，并通过轮碾机分别对高岭土矿进行碾压粗碎，碾压36小时后混合，制成粗碎混合料，提高高岭土矿的可塑性；其次，按重量组份分别称取颗粒级配较小的上莲芦下高岭石矿14份，尤溪长石矿10份和白汀高岭土矿17份，别利用球磨机进行细碎，研磨介质与待研磨物料质量比为25％～30％；其中，以尤溪长石矿作为溶剂原料，使得坯料具备较好的悬浮性，24小时后将三种矿料混合，制成细碎混合料；利用球磨机制备细碎混合料时，可按照料水比为1:0.5加入水或乙醇溶剂，提高其可塑性；根据不同高岭土矿、长石矿的颗粒级配分别对其进行不同方式的破碎和研磨，能够整体提高最终泥料的强度和压制成型性能接着，接着，将破碎好的粗碎混合料和细碎混合料混合后利用球磨机再次搅拌研磨制成陶瓷坯料，研磨介质与待研磨物料质量比为20％～25％，料水比可按1:0.2加入水或乙醇溶剂；通过多次的破碎研磨从而提高坯料的致密度和可塑性，同时尤溪长石矿烧结温度较低能够综合不同高岭土矿较高的烧结温度，提高最终烧结体性能；最后，将混合均匀的陶瓷坯料原料进行压榨得到泥饼后真空练泥脱气，最终达到陶瓷坯料。
表1为本发明实施例陶瓷坯料的性能指标
注：抗折强度检测采用万能材料试验机。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种陶瓷坯料，其特征在于：以高岭土料为可塑性原料，包括以重量份计的如下原料：
上莲芦下高岭石矿12-15份；
尤溪长石矿8-10份；
白汀高岭土矿15-18份；
霞溪高岭土矿16-18份；
中山寨高岭土矿25-30份；
朱中高岭土矿18-20份。
2.如权利要求1所述一种陶瓷坯料，其特征在于：所述上莲芦下高岭石矿12份，尤溪长石矿9份，白汀高岭土矿16份，霞溪高岭土矿17份，中山寨高岭土矿27份，朱中高岭土矿19份。
3.如权利要求1所述一种陶瓷坯料，其特征在于：所述霞溪高岭土矿和朱中高岭土矿含有Al2O3在16%~22%左右，淘洗后可达22%~28%；所述
上莲芦下高岭石矿和白汀高岭土矿含有Al2O3在16%~22%左右，Fe2O3量较低，同时含有少量的K2O和Na2O。
4.制备权利要求1至3任一所述一种陶瓷坯料，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将如下重量组份淘洗后的霞溪高岭土矿16-18份、中山寨高岭土矿25-30份和朱中高岭土矿18-20份分别通过轮碾机对三种高岭土矿进行碾压粗碎，碾压36小时后混合，制成粗碎混合料；
（2）将如下重量组份的上莲芦下高岭石矿12-15份、尤溪长石矿8-10份和白汀高岭土矿15-18份分别利用球磨机进行细碎24小时；研磨介质与待研磨物料质量比为25%~30%；24小时后将三种高岭土矿混合，制成细碎混合料；
（3）利用球磨机将步骤（1）制备的粗碎混合料和步骤（2）制备的细碎混合料进一步的搅拌混合研磨；研磨介质与待研磨物料质量比为20%~25%；24h后得到基础陶瓷坯料；
（4）将混合研磨均匀后的基础陶瓷坯料进行压榨得到泥饼后，通过真空练泥后脱气，最终达到陶瓷坯料。
5.如权利要求4所述的一种陶瓷坯料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中利用球磨机破碎混合不同原料，可按料水比为1:0.5加入溶剂；步骤（3）中利用球磨机将粗碎混合料和细碎混合料再次进行破碎混合，可按料水比为1:0.2加入溶剂。
6.如权利要求5所述的一种陶瓷坯料的制备方法，其特征在于：所述溶剂可为水和乙醇。
7.如权利要求6所述的一种陶瓷坯料的制备方法，其特征在于：所述球磨机为湿式球磨机。
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