发明内容
本发明的第一目的在于提供一种发泡剂组合物,该发泡剂组合物能够缓解现有的发泡陶瓷墙板粉料的制备中存在的发泡剂微粉不易分散、容易出现发泡剂微粉团聚现象、影响产品质量的问题,进而能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。
本发明的第二目的在于提供一种发泡剂组合物的制备方法,方法简单,容易操作,制备得到的发泡剂组合物能够改善发泡剂的分散性能,进而改善发泡陶瓷墙板粉料的性能,提升产品品质和质量。
本发明的第三目的在于提供一种所述的发泡剂组合物在制备发泡陶瓷墙板粉料中的应用,本发明的发泡剂组合物能够改善发泡剂的分散性能,因而能够应用在发泡陶瓷墙板粉料中,改善发泡陶瓷墙板粉料的性能,提升产品品质和质量。
本发明的第四目的在于提供一种发泡陶瓷墙板粉料的制备方法,该制备方法简单,能够缓解现有的发泡陶瓷墙板粉料的制备中存在的发泡剂微粉不易分散、容易出现发泡剂微粉团聚现象、影响产品质量的问题,进而能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。
本发明的第五目的在于提供一种发泡陶瓷墙板粉料。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
根据本发明的一个方面,本发明提供一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂90-110份、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺1-20份、水350-450份、有机溶剂100-150份和增强剂0.01-1份。
进一步的,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂95-105份、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺2-14份、水360-400份、有机溶剂110-140份和增强剂0.1-0.8份;
优选地,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺2.5-12.5份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份。
优选地,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚乙烯亚胺7-9份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份;或者,
主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚丙烯酰胺2.5-3.5份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份;或者,
主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚乙烯亚胺7-9份、聚丙烯酰胺2.5-3.5份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份。
进一步的,所述聚丙烯酰胺包括阴离子型聚丙烯酰胺;
优选地,所述聚丙烯酰胺的数均分子量为200-500万,优选为300-400万;
优选地,所述聚乙烯亚胺的数均分子量为300-30000,优选为600-3000;
优选地,所述有机溶剂包括醇类、酮类、酯类或苯类溶剂中的至少一种,优选为醇类;
优选地,所述醇类包括低碳醇,所述低碳醇包括乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、丙三醇或乙二醇中的至少一种,优选为乙二醇;
优选地,所述增强剂包括无机坯体增强剂和/或有机坯体增强剂;
优选地,所述无机坯体增强剂包括磷酸二氢铝、偏磷酸铝或缩聚磷酸盐中的至少一种,优选为磷酸二氢铝;
优选地,所述有机坯体增强剂包括聚乙烯醇、纤维素、纤维素衍生物、淀粉、改性淀粉和木质素中的至少一种,优选包括聚乙烯醇、纤维素衍生物、改性淀粉和木质素中的至少两种,进一步优选包括聚乙烯醇和改性淀粉;
优选地,所述增强剂为无机坯体增强剂,所述无机坯体增强剂的质量份数为0.05-0.2份,优选为0.08-0.15份,进一步优选为0.1-0.12份;
优选地,所述增强剂为有机坯体增强剂,所述有机坯体增强剂为聚乙烯醇,所述聚乙烯醇的质量份数为0.04-0.16份,优选为0.07-0.14份,进一步优选为0.08-0.12份;
优选地,所述增强剂为有机坯体增强剂,所述有机坯体增强剂为改性淀粉,所述改性淀粉的质量份数为0.08-0.2份,优选为0.12-0.18份,进一步优选为0.14-0.16份。
进一步的,还包括减水剂;
优选地,所述减水剂的质量份数为0.3-1份,优选为0.5-0.8份,进一步优选为0.6-0.7份;
优选地,所述发泡剂组合物主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂90-110份、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺1-20份、水350-450份、乙二醇100-150份、减水剂0.3-1份、磷酸二氢铝0.05-0.2份、聚乙烯醇0.04-0.16份和改性淀粉0.08-0.2份。
根据本发明的另一个方面,本发明提供一种所述的发泡剂组合物的制备方法,将配方量的各原料混合均匀,得到所述发泡剂组合物;
优选地,采用快速搅拌缸进行混合;
优选地,混合的时间为30-45min。
根据本发明的另一个方面,本发明提供一种如上所述的发泡剂组合物在制备发泡陶瓷墙板粉料中的应用。
根据本发明的另一个方面,本发明还提供一种发泡陶瓷墙板粉料的制备方法,先制备如上所述的发泡剂组合物,再将制备得到的发泡剂组合物与基础原料混合,再进行后处理,得到发泡陶瓷墙板粉料。
进一步的,所述方法包括以下步骤:
先制备发泡剂组合物,再将制备得到的所述发泡剂组合物与基础原料混合均匀,得到混合泥浆;
将所述混合泥浆进行均化后依次进行造粒和陈腐;
优选地,采用球磨的方式将所述发泡剂组合物与基础原料混合均匀;
优选地,所述混合泥浆中,水的质量含量为32-40%,优选为35-38%;
优选地,所述混合泥浆的流速≤90s。
进一步的,所述造粒采用喷雾造粒的方式;
优选地,喷雾造粒得到的粉料中,水的质量含量为7.5-8.5%;
优选地,喷雾造粒得到的粉料的颗粒级配如下:
20目以上颗粒的质量百分比为≥3.0%,40目以上颗粒的质量百分比为65-75%,60目以上颗粒的质量百分比为80-95%,100目以下颗粒的质量百分比为≤1.5%。
根据本发明的另一个方面,本发明提供一种发泡陶瓷墙板粉料,由如上所述的发泡陶瓷墙板粉料的制备方法制备得到。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明提供的发泡剂组合物,主要由合适且适量的发泡剂、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺、水、有机溶剂和增强剂制备得到,通过上述各原料功能上的相互配合、支撑,以及比例间的相互制约和搭配,对发泡剂进行分散,改善了发泡剂的分散性,确保了发泡剂在发泡陶瓷墙板粉料中的均匀性,还改善了粉料颗粒的强度,有助于提升最终得到的产品的品质和质量。
将本发明的发泡剂组合物应用在发泡陶瓷墙板粉料的制备中,可以改善发泡剂的分散性能,确保发泡剂在粉料中的均匀性,在粉料的球磨、烧结等后续处理过程中,不会出现发泡剂微粉团聚的现象,显著提升粉料的性能,使得粉料的颗粒强度和粉料级配等都达到合理要求,提升了产品的品质和质量。
本发明的发泡陶瓷墙板粉料的制备方法,先制备上述特定的发泡剂组合物,也就是对发泡剂进行了预分散,而后再与粉料中的基础原料混合,这样,使得发泡剂分散性好,粉料中发泡剂分散均匀,进而使得制得的发泡陶瓷墙板粉料流动性好,颗粒强度高,粉料输送过程中无明显颗粒破损,粉料级配、水分等都符合大生产要求,提升了生产效率以及产品的品质和质量,同时该方法操作简单,容易实现,易于实现规模化工业化生产。
具体实施方式
下面将结合实施方式和实施例对本发明的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施方式和实施例仅用于说明本发明,而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。
为克服现有技术的不完善,本发明提供一种发泡剂组合物及其制备方法和应用、发泡陶瓷墙板粉料及其制备方法,显著改善发泡剂的分散性和粉料性能,确保发泡剂在粉料中的均匀性,避免发泡剂团聚现象的发生,提升产品品质和质量。
因而,根据本发明的第一方面,在至少一个实施例中提供一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂90-110份、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺1-5份、水350-450份、有机溶剂100-150份和增强剂0.01-1份。
发泡陶瓷中所采用的发泡剂一般以微米级粒径存在,在粉料的球磨、烧结等过程中,容易出现发泡剂微粉团聚的现象,影响粉料的性能,并影响最终产品的品质和质量。另外,粉料颗粒的性能(颗粒流动性和水分等)也影响到粉料在窑炉预热带排气的效率,排气效率高则可加快在预热带的行进速度,提高产能,否则需要降速降产。鉴于此,本发明提供一种能够改善发泡剂分散性能的发泡剂组合物,并将其应用在发泡陶瓷墙板粉料的制备中,确保发泡剂在粉料的中的分散均匀性,提升粉料颗粒的性能,使得粉料的颗粒强度、粉料级配等都达到合理的要求。
本发明的发泡剂组合物,主要由合适且适量的发泡剂、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺、水、有机溶剂和增强剂制得,组分之间具有良好的配伍性和协同效果,各组分能充分发挥自己的优势,对发泡剂进行分散,改善发泡剂的分散性,确保发泡剂在发泡陶瓷墙板粉料中的均匀性,还改善了粉料颗粒的强度,进而提升最终得到的产品的品质和质量。
上述发泡剂组合物中,以聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺作为分散剂,对发泡剂微粉进行分散,能使大量的发泡剂较快速的分散在分散介质中,防止发泡剂的团聚,分散效果好,有助于提高发泡剂的分散性能。
上述发泡剂组合物中,以水和有机溶剂作为分散介质,来源广泛,成本低,通过聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺对发泡剂微粉进行分散,能使大量的发泡剂较快速的分散在水和有机溶剂组成的分散介质中,相容性好,可防止发泡剂的团聚,有助于提高发泡剂的分散性能。
上述发泡剂组合物中,增强剂可以提升粉料颗粒的成球性能,或者提升粉料颗粒的强度,容易溶于水和有机溶剂中,并且合适的增强剂还可以在陶瓷颗粒之间架桥,产生交联作用而形成不规则网状结构,并形成凝聚将陶瓷颗粒紧紧包裹。可以理解的是,增强剂主要用于改善粉料颗粒的强度,降低粉料颗粒在皮带等机械运输过程中出现的破损,减少粉料中细粉的产生,所以,在粉料颗粒强度足的情况下,也可以不添加(选择性的添加)增强剂。
需要说明的是:
本文中,“和/或”用于表示所说明的情况的一者或两者均可能发生,例如A和/或B包括(A和B)和(A或B)。
例如,上述“聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺”是指,组合物中可以含有聚乙烯亚胺,可以含有聚丙烯酰胺,也可以含有聚乙烯亚胺和聚丙烯酰胺。当同时包含聚乙烯亚胺和聚丙烯酰胺时,对于聚乙烯亚胺和聚丙烯酰胺的具体质量比不作特殊限制,可以由本领域技术人员根据实际情况进行调控。
典型但非限制性的,例如可以为,发泡剂组合物主要由如下质量份的原料制备而成:主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚乙烯亚胺5-15份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份;或者,
主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚丙烯酰胺1-5份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份;或者,
发泡剂90-110份、聚乙烯亚胺5-15份、聚丙烯酰胺1-5份、水350-450份、有机溶剂100-150份和增强剂0.01-1份。
如果没有特别的说明,本文所提到的所有技术特征以及优选特征可以相互组合形成新的技术方案。例如,所涉及的各组分或其优选组分可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别指出,本发明所述的百分数(包括质量百分数)的基准都是所述组合物的总质量。即,百分数(%)都指相对于组合物的质量百分数。
本文中,除非另有说明,否则所涉及的百分数、比率、比例或份数按照质量计。例如32-40%,可以表示为32-40wt%,或32质量%-40质量%。其中,“质量份”指多个组分的质量比例关系的基本计量单位,1份可表示任意的单位质量,比如可以表示为1kg,也可以表示为2.68kg,也可以表示5kg。
以范围形式表达的值应当灵活的方式理解为不仅包括明确列举出的作为范围限值的数值,而且还包括涵盖在该范围内的所有单个数值或子区间,犹如每个数值和子区间被明确列举出。例如,发泡剂的质量份数为90-110份,应当理解为不仅包括明确列举出的90份和110份,还包括所指范围内的单个数值,如92份、94份、95份、96份、98份、99份、100份、101份、102份、104份、105份、106份、108份等。聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺的质量份数为1-20份,典型但非限制性的可以列举出1份、1.5份、2份、2.5份、3份、3.5份、4份、4.5份、5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份。水的质量份数为350-450份,典型但非限制性的可以列举出350份、360份、370份、375份、380份、385份、390份、400份、410份、420份、430份、440份或450份。有机溶剂的质量份数为100-150份,典型但非限制性的可以列举出100份、110份、115份、120份、125份、130份、135份、140份、145份或150份。增强剂的质量份数为0.01-1份,典型但非限制性的可以列举出0.01份、0.02份、0.04份、0.05份、0.08份、0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.5份、0.6份、0.8份或1份。
本发明所述的“包括”、“主要由……制备而成”,意指其除所述组分外,还可以包括其他组分,这些其他组分赋予发泡剂组合物不同的特性。除此之外,本发明所述的“包括”、“主要由……制备而成”,还可以替换为封闭式的“为”或“由……制备而成”。例如,该发泡剂组合物的制备原料还可包括减水剂,即发泡剂组合物主要由发泡剂、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、水、有机溶剂、增强剂和减水剂制备而成。再如,聚丙烯酰胺包括阴离子型聚丙烯酰胺,可以替换为聚丙烯酰胺为阴离子型聚丙烯酰胺。
除非另有说明,本文中所用的专业与科学术语与本领域熟练人员所熟悉的意义相同。
在一种优选的实施方式中,所述发泡剂组合物主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂95-105份、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺2-14份、水360-400份、有机溶剂110-140份和增强剂0.1-0.8份;
优选地,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺2.5-12.5份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份。
优选地,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚乙烯亚胺7-9份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份;或者,
主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚丙烯酰胺2.5-3.5份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份;或者,
主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99-101份、聚乙烯亚胺7-9份、聚丙烯酰胺2.5-3.5份、水370-380份、有机溶剂120-130份和增强剂0.2-0.5份。
优选地,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂100份、聚乙烯亚胺8份、聚丙烯酰胺3份、水375份、有机溶剂125份和增强剂0.35份;或者,
发泡剂100份、聚乙烯亚胺8份、水375份、有机溶剂125份和增强剂0.35份;或者,
发泡剂100份、聚丙烯酰胺3份、水375份、有机溶剂125份和增强剂0.35份。
通过合理调整和优化发泡剂组合物中各组分的用量,充分发挥各组分的配合作用,进一步提升发泡剂的分散性,提高粉料的综合性能,同时降低材料的生产成本,有利于提高发泡剂组合物以及发泡陶瓷墙板粉料的经济效益。
需要说明的是,本发明对所采用的发泡剂不作严格限制,可采用本领域在制备发泡陶瓷墙板中常用的发泡剂,例如SiC微粉、铁红(Fe2O3)、碳粉等。
上述发泡剂组合物所包括的组分中,本发明对所涉及到的各原料如聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、有机溶剂和增强剂不作严格限制,可以选择本领域在制备陶瓷粉料中已知常用的种类,但为了实现各组分间更好的配合/协同效果,本发明对聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、有机溶剂和增强剂作出如下优选限定:
优选地,所述聚丙烯酰胺包括阴离子型聚丙烯酰胺;
优选地,所述聚丙烯酰胺的数均分子量为200-500万,优选为300-400万;
优选地,所述聚乙烯亚胺的数均分子量为300-30000,优选为600-3000。
阴离子型聚丙烯酰胺(PAM),可以增加水溶液的粘度,使得浆料具有较好的悬浮性,而不致过快地沉降,从而使发泡剂充分分散,提高粉料的均匀度。聚乙烯亚胺(PEI)是一种水溶性的高分子聚合物,具有较高的阳离子密度、高反应性和水溶性等特点,可以中和及吸附阴离子物质。选用上述分子量范围内的阴离子型聚丙烯酰胺和聚乙烯亚胺,可以更有效的对发泡剂进行分散,提高分散效果。
优选地,所述有机溶剂包括但不限于醇类、酮类、酯类或苯类溶剂中的至少一种;例如有机溶剂可以为醇类,可以为酮类,可以为酯类,可以为苯类,可以为醇类和酮类,可以为酮类、酯类和苯类等;进一步,上述醇类、酮类、酯类和苯类可以选用本领域的常用类型,例如有机溶剂可以为乙醇、丙醇、乙二醇、丙酮、丁酮、甲乙基酮、环己酮、乙基醋酸酯、丁基醋酸酯、甲苯、二甲苯等。较佳的,上述有机溶剂为醇类有机溶剂。
优选地,所述醇类包括低碳醇,所述低碳醇包括但不限于乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、丙三醇或乙二醇中的至少一种;例如低碳醇可以为乙醇,可以为正丙醇,可以为异丙醇,可以为丁醇,可以为丙三醇,可以为乙二醇,可以为乙醇和乙二醇,可以为乙醇、正丙醇和乙二醇等。较佳的,上述低碳醇为乙二醇。
需要说明说明的是,上述低碳醇是指碳原子数为1-4(C1-4)的醇。
根据本发明,优选采用乙二醇作为有机溶剂,不仅来源广泛,易于获得,成本较低,而且将水和乙二醇共同作为分散介质,更有益于增强剂等添加剂溶于乙二醇的水溶液中,相容性好,有利于提高分散效果。
优选地,所述增强剂包括无机坯体增强剂和/或有机坯体增强剂。即,增强剂可以为无机坯体增强剂,可以为有机坯体增强剂,也可以为无机坯体增强剂和有机坯体增强剂。
可以理解的是,坯体增强剂可用于增强、增塑陶瓷坯体,具有良好的烧成特征。本发明通过添加适量的有机坯体增强剂和无机坯体增强剂,既不影响泥浆性能,又能大大增强干坯强度,增加粉料流动性,还有助于提高粉体的结合性能,对解决坯体、颗粒裂纹、边角易损等缺陷有明显效果。
优选地,所述无机坯体增强剂包括但不限于磷酸二氢铝、偏磷酸铝或缩聚磷酸盐中的至少一种;例如无机坯体增强剂可以为磷酸二氢铝,可以为偏磷酸铝,可以为缩聚磷酸盐,可以为磷酸二氢铝和缩聚磷酸盐等。较佳的,无机坯体增强剂为磷酸二氢铝。
根据本发明,优选采用磷酸二氢铝作为无机坯体增强剂,可以确保颗粒完整性,是颗粒不会破碎成细粉,提高粉料的颗粒强度。也就是说,以磷酸二氢铝为无机型坯体增强剂,经过高温条件下泥浆喷雾干燥等工序制备成的粉料,可以有效提升粉料颗粒的强度,让粉料在输送过程中不至于破损产生过多细粉。
优选地,所述有机坯体增强剂包括但不限于聚乙烯醇、纤维素、纤维素衍生物、淀粉、改性淀粉和木质素中的至少一种;例如有机坯体增强剂可以为聚乙烯醇,可以为纤维素,可以为纤维素衍生物,可以为淀粉,可以为改性淀粉,可以为木质素,可以为聚乙烯醇和纤维素衍生物,可以为聚乙烯醇、纤维素衍生物和改性淀粉等。
更优选地,有机坯体增强剂包括聚乙烯醇(PVA)、纤维素衍生物、改性淀粉和木质素中的至少两种;例如有机坯体增强剂可以为聚乙烯醇和纤维素衍生物,可以为聚乙烯醇和改性淀粉,可以为纤维素衍生物和改性淀粉,可以为纤维素衍生物、改性淀粉和木质素等。
较佳的,上述有机坯体增强剂包括聚乙烯醇和改性淀粉。
根据本发明,优选采用聚乙烯醇和改性淀粉作为有机坯体增强剂,二者更容易溶于乙二醇等含有的溶剂中,属于有机高分子类的增强剂,为具有足够链长的高分子聚合物,可以在陶瓷颗粒之间架桥,产生交联作用而形成不规则网状结构,并形成凝聚将陶瓷颗粒紧紧包裹;有助于提升粉料颗粒的成球性能。
需要说明的是,上述聚乙烯醇包括完全醇解的聚乙烯醇(普通PVA)和部分醇解的聚乙烯醇。部分醇解的聚乙烯醇的聚合度为2.5-3.5万,醇解度为80-90%(摩尔分数),优选为88%。例如,应用在本发明中的聚乙烯醇可以选用聚乙烯醇PVA17-88。
上述改性淀粉,可以选用本领域熟知的、应用在坯体增强剂中的任何改性淀粉,本发明对于该改性淀粉的具体改性方法、具体类型等不作特殊限制,只要不对本发明的目的产生限制即可。
上述纤维素衍生物,可以选用本领域熟知的、应用在坯体增强剂中的任何纤维素衍生物,只要不对本发明的目的产生限制即可。例如,上述纤维素衍生物可以为甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧丙基纤维素、羧乙基甲基纤维素等。
优选地,所述无机坯体增强剂的质量份数为0.05-0.2份,优选为0.08-0.15份,进一步优选为0.1-0.12份;
优选地,磷酸二氢铝的质量份数为0.05-0.2份,优选为0.08-0.15份,进一步优选为0.1-0.12份;典型但非限制性的,磷酸二氢铝的质量份数例如可以为0.05份、0.06份、0.08份、0.1份、0.12份、0.15份、0.16份、0.18份或0.2份。
优选地,所述聚乙烯醇的质量份数为0.04-0.16份,优选为0.07-0.14份,进一步优选为0.08-0.12份;典型但非限制性的,聚乙烯醇的质量份数例如可以为0.04份、0.05份、0.06份、0.08份、0.1份、0.12份、0.14份、0.15份或0.16份。
优选地,所述改性淀粉的质量份数为0.08-0.2份,优选为0.12-0.18份,进一步优选为0.14-0.16份;典型但非限制性的,改性淀粉的质量份数例如可以为0.08份、0.1份、0.12份、0.14份、0.15份、0.16份、0.18份或0.2份。
根据本发明,在发泡剂组合物中,添加上述合适且适量的无机坯体增强剂和有机坯体增强剂,可提升粉料颗粒的强度,保证颗粒的完整性,提升粉料颗粒的成球性能,使得制得的粉料的流动性好,颗粒无破损,利于稳定生产。
在一种优选的实施方式中,还包括减水剂;
优选地,所述减水剂的质量份数为0.3-1份,优选为0.5-0.8份,进一步优选为0.6-0.7份;典型但非限制性的,减水剂的质量份数例如可以为0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。
上述减水剂的质量份数的计量基准与前述发泡剂、聚乙烯亚胺、有机溶剂等原料的质量份数基准相同。
应当理解的是,减水剂的加入能够减少用水量。任何本领域已知的减水剂均可包括在本发明的发泡剂组合物中,实际应用中,可以根据实际情况选择性的进行添加。本发明对于所涉及到的减水剂的来源、具体类型不作严格限制可以选择本领域已知常用的种类;如可以采用水玻璃、磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、草酸钠、腐殖酸钠、柠檬酸钠、单宁酸钠等。
在一种优选的实施方式中,所述发泡剂组合物主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂90-110份、聚乙烯亚胺5-15份、阴离子型聚丙烯酰胺1-5份、水350-450份、乙二醇100-150份、减水剂0.3-1份、磷酸二氢铝0.05-0.2份、聚乙烯醇0.04-0.16份和改性淀粉0.08-0.2份;或者,
发泡剂90-110份、聚乙烯亚胺5-15份、水350-450份、乙二醇100-150份、减水剂0.3-1份、磷酸二氢铝0.05-0.2份、聚乙烯醇0.04-0.16份和改性淀粉0.08-0.2份;或者,
发泡剂90-110份、阴离子型聚丙烯酰胺1-5份、水350-450份、乙二醇100-150份、减水剂0.3-1份、磷酸二氢铝0.05-0.2份、聚乙烯醇0.04-0.16份和改性淀粉0.08-0.2份。
第二方面,在一些实施例中提供一种上述发泡剂组合物的制备方法,将配方量的各原料混合均匀,得到所述发泡剂组合物。
本发明的发泡剂组合物制备工艺简单,容易操作,只需将各组分混合均匀即可,无需复杂、昂贵的设备,成本低,效率高,利于实现工业化规模化生产。
进一步,上述制备方法包括:按照配方比例分别称量发泡剂、聚乙烯亚胺和/或聚丙烯酰胺、水、有机溶剂、增强剂和任选的减水剂,将各原料加入快速搅拌缸中,搅拌均匀,即可;较佳的,在使用该发泡剂组合物之前再搅拌一段时间。
优选地,将各原料加入快速搅拌缸中,均匀搅拌30-45min;在使用该发泡剂组合物之前再均匀搅拌10-15min。
使用本发明的发泡剂、聚乙烯亚胺、聚丙烯酰胺、水、有机溶剂、增强剂和任选的减水剂作为原料,各原料组分的比例制得,得到的发泡剂组合物,能够改善发泡剂的分散性,确保发泡剂在发泡陶瓷墙板粉料中的均匀性,进而提升最终得到的产品的品质和质量。
第三方面,在一些实施例中提供一种所述的发泡剂组合物在制备发泡陶瓷墙板粉料中的应用。
将本发明的发泡剂组合物应用在发泡陶瓷墙板粉料的制备中,也就是对发泡剂先进行预分散,而后再与粉料中的基础原料混合,这样,可以改善发泡剂的分散性能,确保发泡剂在粉料中的均匀性,在粉料的球磨等后续处理过程中,不会出现发泡剂微粉团聚的现象,显著提升粉料的性能,使得粉料的颗粒强度和粉料级配等都达到合理要求,提升产品的品质和质量。
本领域技术人员能够理解的是,本发明第三方面的应用与前述的发泡剂组合物及其制备方法是基于同一发明构思的,前面针对发泡剂组合物及其制备方法所描述的特征和优点,同样适用该发泡剂组合物的应用,在此不再赘述。
第四方面,在一些实施例中提供一种发泡陶瓷墙板粉料的制备方法,先制备发泡剂组合物,再将制备得到的发泡剂组合物与基础原料混合,再进行后处理,得到发泡陶瓷墙板粉料。
根据本发明,先制备上述发泡剂组合物,即对发泡剂进行预分散,而后再将得到的发泡剂组合物与基础原料混合,然后再进行后处理,得到发泡陶瓷墙板粉料;这样,可以改善发泡剂的分散性,确保发泡剂在粉料中的均匀性,改善粉料性能,使得粉料颗粒强度和粉料级配达到合理要求,提升产品品质和质量。
需要说明的是,上述基础原料是指用于制备发泡陶瓷墙板的主要原材料,即除上述发泡剂组合物以外,其余用于制备发泡陶瓷墙板的原料。本发明对于上述基础原料的具体组分组成不作特殊限制,任何本领域已知的基础原料均可应用在本发明的发泡陶瓷墙板粉料中,实际应用中,可以根据实际情况选择性的进行添加;例如上述基础原料可包括陶瓷固废、铁尾矿、高炉水渣份、高岭土等工业固废。
本发明对于上述发泡剂组合物在粉料中的添加量也不作特殊限制,以发泡陶瓷墙板粉料的总质量为基准,上述发泡剂组合物的添加量例如可以为0.2-15wt%。
在一种优选的实施方式中,所述方法包括以下步骤:
先制备发泡剂组合物,再将制备得到的所述发泡剂组合物与基础原料混合均匀,得到混合泥浆;
将所述混合泥浆进行均化后依次进行造粒和陈腐。
根据本发明,上述制备方法中,先将发泡剂组合物中的各原料混合均匀,得到发泡剂组合物,再将发泡剂组合物与基础原料按照配比混合均匀(制浆),得到混合泥浆;再将混合泥浆进行浆池均化,而后再进行造粒和陈腐备用,即可。
优选地,采用球磨的方式将所述发泡剂组合物与基础原料混合均匀;通过该工艺过程可以使物料具备一定颗粒度,起到物料破碎与粒度均化的作用,得到各组元均匀分布的混合泥浆。
优选地,所述混合泥浆中,水的质量含量为32-40%,优选为35-38%;
优选地,所述混合泥浆的流速≤90s。
根据本发明,所述混合泥浆中,为保证发泡剂在泥浆中的分散性,泥浆水分和流速必须严格控制,一般泥浆水分(质量)含量控制在35-38%之间,流速控制在90s以内,若流速过低、水分合格,需要对流速进行调整至要求范围,方可放浆均化。
所述泥浆按照要求达标后即可放浆均化,均化后即可进入喷雾造粒工序;其中均化的作用是使颗粒更为均匀,避免部分边渣颗粒粗细不均匀,影响制成的发泡陶瓷墙板的强度。
在一种优选的实施方式中,所述造粒采用喷雾造粒的方式;进一步,喷雾造粒工艺采用水煤浆供热的喷雾干燥塔进行。
优选地,喷雾造粒得到的粉料中,水的质量含量为7.5-8.5%;即水分含量为7.5-8.5wt%。
优选地,喷雾造粒得到的粉料的颗粒级配如下:
20目以上颗粒的质量百分比为≥3.0%,40目以上颗粒的质量百分比为65-75%,60目以上颗粒的质量百分比为80-95%,100目以下颗粒的质量百分比为≤1.5%。
根据本发明方法,喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配如下表1所示。
表1喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配
上述颗粒级配通过喷雾造粒方式实现,不需要增加其他额外造粒设备,可提高生产效率,降低设备成本。
需要说明的是,比重是指,生产上为了表征粉料颗粒的堆积性能,采用不锈钢比重杯(如比重杯自身重量200g,比重杯可装水100g,水的密度为1)测定1比重杯粉料与1比重杯水的比。
较佳的,通过喷雾造粒制备的粉料颗粒为空心假颗粒,具有良好的透气性和流动性,便于在窑具内布料。进一步,粉料布好窑车后,窑车各部位粉料推积均匀,这是生产孔径均匀,细密的前提。粉料颗粒较硬,在粉料仓运送至布料机时不会产生大量细粉,利于生产稳定。
参照图1所示,该发泡陶瓷墙板粉料的制备方法的工艺流程,具体的包括发泡剂预分散(制备发泡剂组合物)、基础原料配料、球磨制浆、浆池均化、喷雾造粒和陈腐备用。
根据本发明,通过以上操作方式制备的发泡陶瓷墙板粉料,改善了发泡剂份分散性和粉料性能,并且流动性、颗粒破损、发泡剂均匀性都达到了预期目标并在实际生产中得到了检验,效果良好。
第五方面,在一些实施例中提供一种发泡陶瓷墙板粉料,由上述的发泡陶瓷墙板粉料的制备方法制备得到。
本领域技术人员能够理解的是,本发明第五方面的发泡陶瓷墙板粉料与前述的发泡剂组合物及其制备方法和应用、发泡陶瓷粉料的制备方法是基于同一发明构思的,前面针对发泡剂组合物及其制备方法和应用、发泡陶瓷粉料的制备方法所描述的特征和优点,同样适用该发泡陶瓷墙板粉料的应用,在此不再赘述。
应当理解的是,上述发泡剂组合物及其制备方法和应用、发泡陶瓷粉料及其制备方法的说明中未详细描述的内容,均是本领域技术人员容易想到的常用参数或常规操作方式,例如喷雾造粒的具体操作方式等,可以参照现有技术,或由本领域技术人员根据实际情况进行调控,因此可以省略对其的详细说明。
为了便于理解本发明,下面结合具体实施例、对比例,对本发明作进一步说明。
实施例1
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂95份、聚乙烯亚胺6份、水360份、乙二醇110份、聚乙烯醇0.08份和改性淀粉0.12份。
实施例2
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂105份、聚乙烯亚胺10份、水400份、乙二醇140份、聚乙烯醇0.14份和改性淀粉0.18份。
实施例3
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂90份、聚丙烯酰胺1份、水350份、乙二醇100份、聚乙烯醇0.04份和改性淀粉0.08份。
实施例4
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂100份、阴离子型聚丙烯酰胺3份、水375份、乙二醇125份、磷酸二氢铝0.1份、聚乙烯醇0.1份和改性淀粉0.15份。
实施例5
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂100份、聚乙烯亚胺8份、阴离子型聚丙烯酰胺3份、水375份、乙二醇125份、减水剂0.66份、磷酸二氢铝0.1份、聚乙烯醇0.1份和改性淀粉0.15份。
实施例6
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂101份、聚乙烯亚胺9份、阴离子型聚丙烯酰胺3.5份、水380份、乙醇125份、减水剂0.65份、缩聚磷酸盐0.1份、聚乙烯醇0.1份和改性淀粉0.16份。
实施例7
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂99份、聚乙烯亚胺7份、阴离子型聚丙烯酰胺2.5份、水370份、异丙醇120份、减水剂0.6份、磷酸二氢铝0.1份、甲基纤维素0.08份和改性淀粉0.12份。
实施例8
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂110份、阴离子型聚丙烯酰胺3份、水430份、乙二醇125份、减水剂0.7份、缩聚磷酸盐0.15份、部分醇解的聚乙烯醇0.12份和木质素0.14份。
上述实施例的发泡剂组合物的制备方法包括:将配方量的各原料加入快速搅拌缸中,均匀搅拌30-45min,得到所述发泡剂组合物。
实施例9-16
一种发泡陶瓷墙板粉料的制备方法,包括以下步骤:
分别按照实施例1-8所述的发泡剂组合物的配方(实施例9的方法与实施例1的配方相对应,实施例10的方法与实施例2的配方相对应,以此类推),进行发泡剂预分散,即按配方比例将发泡剂组合物中的各原料加入快速搅拌缸中均匀搅拌30-45min,待使用前再均匀搅拌10-15min,加入球磨机中与基础原料共同球磨制浆,得到混合泥浆;混合泥浆的水分的质量含量控制在35-38%之间,流速控制在90s以内;
所述混合泥浆按照要求达标后放浆均化,均化后进行喷雾造粒工艺;
所述喷雾造粒工艺采用水煤浆供热的喷雾干燥塔进行;
本实施例喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配如下表2所示。
表2实施例9-16喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配
对实施例9-16的制得的发泡陶瓷墙体粉料进行性能测试,结果表明:该粉料经过大生产规模化检验,流动性好、粉料输送过程中无明显破损,粉料级配和水分符合大生产要求;
所述粉料烧成温度为1185℃,烧成周期为15H;
所述粉料烧制成品孔径均匀细密,粉料连续生产无出现较大气孔较大熔洞泡;且生产产品外观品质高,产品优等率高,窑炉烧成周期可以减短1小时。
对比例1
一种发泡陶瓷墙板粉料的制备方法,与实施例9的区别在于:
本对比例中,发泡剂不作预分散处理,即直接将所有混合制浆;
本对比例喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配如下表3所示。
表3对比例1喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配
对对比例1的制得的发泡陶瓷墙体粉料进行性能测试,结果表明:窑炉在实施例9烧成制度下可实现正常生产,但提速增产过程中会出现局部气泡和大熔洞导致裂板,影响产品品质和产质量。
实施例17
一种发泡陶瓷墙板粉料的制备方法,与实施例13的区别在于:
按照实施例5所述的发泡剂组合物的配方,进行发泡剂预分散。
本实施例喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配如下表4所示。
表4实施例17喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配
实施例18
一种发泡陶瓷墙板粉料的制备方法,与实施例13的区别在于:
按照实施例5所述的发泡剂组合物的配方,进行发泡剂预分散。
本实施例喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配如下表5所示。
表5实施例18喷雾造粒得到的粉料的水分和颗粒级配
对比例2
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂50份、聚乙烯亚胺8份、阴离子型聚丙烯酰胺3份、水375份、乙二醇125份、减水剂0.66份、磷酸二氢铝0.1份、聚乙烯醇0.1份和改性淀粉0.15份。
本对比例与实施例13的区别在于,发泡剂的含量不在本发明的保护范围内。
对比例3
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂100份、聚乙烯亚胺0.3份、阴离子型聚丙烯酰胺0.2份、水375份、乙二醇125份、减水剂0.66份、磷酸二氢铝0.1份、聚乙烯醇0.1份和改性淀粉0.15份。
本对比例与实施例13的区别在于,聚乙烯亚胺和阴离子型聚丙烯酰胺的含量不在本发明的保护范围内。
对比例4
一种发泡剂组合物,主要由如下质量份的原料制备而成:
发泡剂100份、聚乙烯亚胺8份、阴离子型聚丙烯酰胺3份、水320份、乙二醇50份、减水剂0.66份、磷酸二氢铝0.1份、聚乙烯醇0.1份和改性淀粉0.15份。
本对比例与实施例13的区别在于,乙二醇和水的含量不在本发明的保护范围内。
性能测试
分别对实施例10-18制备的发泡陶瓷墙板粉料性能进行测试(对比例1-4也按相应的标准测试),包括密度、抗压强度、产品的表观孔径和优等品率,检测结果如下表6所示。
测试方法参照《建筑用轻质隔墙条板》GB/T 23451-2009,及《发泡陶瓷隔墙板》T/CBCSA 12-2019的相关规定。
表6性能测试结果
以上可以看出,本发明实施例的发泡剂分散性好,粉料中发泡剂分布均匀,颗粒强度高,改善了发泡陶瓷墙板粉料的性能,提升了产品品质和质量,能够满足工艺要求。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。