CN115849867A - 一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，由瓷坯体基料和瓷坯体添加剂制得，其中所述瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土55～65wt％、改性钠长石25～35wt％、熔融石英5～15wt％、熟滑石1～3wt％、氧化铝微粉3～10wt％；所述瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，所述增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的6～10wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的10～16wt％。本发明通过将钠长石进行粉末化后，在高氧高温下，使得粉末钠长石中的Na2O可形成热稳定性高的Na2O2，含有Na2O2的改性钠长石可避免了Na2O在高温下产生反应，进而产生粘度急剧下降的情况，防止了瓷胎变形。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷制品技术领域，尤其涉及一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体及其制备方法。
背景技术
陶瓷产业一直以来都是高能耗、高污染和高资源消耗的产业，随着产业的不断发展，优质资源的不断消耗，各种优质坯体原料越来越难找，储存量也越来越少。而随着人们消费能力和审美的不断提高，对该产业的要求却越来越高。在国家提倡节能、减排、高效的大环境下，怎样生产出既能符合国家环保趋势，又能满足人们审美要求追求，而且成本较低的陶瓷砖来，是未来很长一段时间陶瓷行业需要研究和解决的课题。
陶瓷制品在生产过程中，钠长石是坯釉中的主要熔剂原料，如长石质瓷，钠长石在坯体中占25％左右，在釉中占50％左右，主要作用是降低坯釉烧成温度，同时钠长石在高温下熔融成长石玻璃，填充于坯体颗粒之间，并能溶解其它矿物，如高岭石，石英等，使坯体致密，有助于提高制品的机械强度，电气性能和半透明度。
但是若陶瓷配方中采用钠长石较多，在高温时钠长石玻璃随温度的升高，钠长石粘度急剧下降，易引起制品的高温变形，故为了提高钠长石的热稳定性，本发明提供了一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体及其制备方法。
发明内容
本发明提供了一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，由瓷坯体基料和瓷坯体添加剂制得，其中所述瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土55～65wt％、改性钠长石25～35wt％、熔融石英5～15wt％、熟滑石1～3wt％、氧化铝微粉3～10wt％；
所述瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，所述增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的6～10wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的10～16wt％。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述改性钠长石为钠长石通过高氧加热装置而形成，所述改性钠长石由Na2O2、Al2O3和SiO2组成。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述增粘增透剂为硅溶胶。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述增韧增强剂为氧化铝微粉。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述氧化铝微粉的粒径为25-40μm。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土55wt％、改性钠长石35wt％、熔融石英5wt％、熟滑石2wt％、氧化铝微粉3wt％；
所述瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，所述增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的6wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土65wt％、改性钠长石25wt％、熔融石英5wt％、熟滑石1wt％、氧化铝微粉4wt％；
所述瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，所述增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的8wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％。
作为本技术方案的进一步改进方案：所述瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土60wt％、改性钠长石25wt％、熔融石英5wt％、熟滑石2wt％、氧化铝微粉8wt％；
所述瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，所述增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的16wt％。
作为本技术方案的进一步改进方案：高氧加热装置包括固定箱，所述固定箱的底侧壁上固定连接有多个支撑柱，所述固定箱内设有加工腔室，所述加工腔室的底侧壁呈锥形设置，所述固定箱的底壁中央固定连接有流出管，所述流出管的底端设有第一封堵盖，所述固定箱的侧壁上固定连接有真空泵，所述真空泵的吸气端固定连接有吸气管，所述吸气管的一端贯穿固定箱的侧壁，所述固定箱的上侧固定连接有氧气输入管，所述固定箱的顶部侧壁上固定连接有研磨箱，所述研磨箱的内部开设有研磨槽，所述研磨槽底端与加工腔室相连通，所述研磨箱的顶侧壁固定连接有第二机箱，所述第二机箱内部固定连接有第二电机，所述第二电机的输出轴固定连接有转动杆，所述转动杆贯穿研磨箱的顶侧壁延伸进入到研磨槽内并固定连接有研磨球，所述研磨球与研磨槽之间的间隙从下到上逐渐扩大，所述研磨箱的顶部侧壁上开设有与研磨槽相连通的进料孔，所述进料孔上端设有第二封堵盖，所述加工腔室的顶部侧壁上固定连接有固定杆，所述固定杆的底端固定连接有呈倾斜设置的传输筒，所述传输筒的上端固定连接有第一机箱，所述第一机箱内侧壁上固定连接有第一电机，所述传输筒内转动连接有螺旋杆，所述螺旋杆的上端贯穿第一机箱的侧壁并与第一电机的输出轴固定连接，所述传输筒的顶部底侧壁固定连接有竖直向下的排出管，所述传输筒的底端位于加工腔室的中央底侧壁，所述固定箱的侧壁上固定连接有加热板，所述加热板靠近排出管的下方。
本发明还提供一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体的制备方法包括以下步骤：
步骤一：按照所述质量配比，将高岭土、改性钠长石、熔融石英、熟滑石、氧化铝微粉混合球磨17-19h，再加入增粘增透剂和增韧增强剂继续球磨2-3h；
步骤二：过筛后依次进行注浆成型、脱模、修坯、烘干，然后经过低温慢烧与高温快烧，制得高岭土瓷坯体，其中，所述低温慢烧与高温快烧具体为：经10～12h烧成时间内升温至升至900～1050℃，保温6h，随后经1.5～2h升至烧成温度1250℃～1300℃，保温0.5～1h后，自然冷却至室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过将钠长石进行粉末化后，在高氧高温下，使得粉末钠长石中的Na2O可形成热稳定性高的Na2O2，含有Na2O2的改性钠长石可避免了Na2O在高温下产生反应，进而产生粘度急剧下降的情况，防止了瓷胎变形；
同时本发明采用先低温慢烧，使得坯体均匀且离散地缓慢生成一定玻璃相，有助于提高坯体的烧结致密度；随后快速升温至烧成温度，使离散玻璃相在很短的时间内形成连续玻璃相，完成坯体致密化过程。由于后续烧成时间非常短，即使在瞬间形成大量的玻璃相，但坯体还来不及发生形变就已经完成烧结过程并开始降温，从而有效地防止了坯体的形变。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明提出的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体的制备方法示意图；
图2为对坯体变形的测量时所采用具有延伸段的石膏模型示意图；
图3为石膏模型所注坯体烧成后的样品示意图；
图4为本发明提出的高氧加热装置立体结构示意图；
图5为本发明提出的高氧加热装置正面剖视结构示意图；
图6为本发明提出的高氧加热装置中第一机箱和传输筒的结构示意图；
图7为图5中A的局部放大结构示意图；
图8为图5中B的局部放大结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、氧气输入管；2、第一机箱；3、加热板；4、传输筒；5、固定箱；6、支撑柱；7、第一封堵盖；8、流出管；9、吸气管；10、加工腔室；11、转动杆；12、第二电机；13、第二机箱；14、研磨箱；15、研磨槽；16、研磨球；17、真空泵；18、螺旋杆；19、固定杆；20、排出管；21、第二封堵盖；22、进料孔；23、第一电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1
实施例1
一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，由瓷坯体基料和瓷坯体添加剂制得，其中瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土55wt％、改性钠长石35wt％、熔融石英5wt％、熟滑石2wt％、氧化铝微粉3wt％，其中改性钠长石为钠长石通过高氧加热装置而形成，改性钠长石由Na2O2、Al2O3和SiO2组成；
瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的6wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％，其中，增粘增透剂为硅溶胶，增韧增强剂为氧化铝微粉，氧化铝微粉的粒径为25-40μm。
实施例2
一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，由瓷坯体基料和瓷坯体添加剂制得，其中瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土65wt％、改性钠长石25wt％、熔融石英5wt％、熟滑石1wt％、氧化铝微粉4wt％，其中改性钠长石为钠长石通过高氧加热装置而形成，改性钠长石由Na2O2、Al2O3和SiO2组成；
瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的8wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％，其中，增粘增透剂为硅溶胶，增韧增强剂为氧化铝微粉，氧化铝微粉的粒径为25-40μm。
实施例3
一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，由瓷坯体基料和瓷坯体添加剂制得，其中瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土60wt％、改性钠长石25wt％、熔融石英5wt％、熟滑石2wt％、氧化铝微粉8wt％，其中改性钠长石为钠长石通过高氧加热装置而形成，改性钠长石由Na2O2、Al2O3和SiO2组成；
瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的16wt％，其中，增粘增透剂为硅溶胶，增韧增强剂为氧化铝微粉，氧化铝微粉的粒径为25-40μm。
对比例1
一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，由瓷坯体基料和瓷坯体添加剂制得，其中瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土60wt％、钠长石25wt％、熔融石英5wt％、熟滑石2wt％、氧化铝微粉8wt％；
瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的16wt％，其中，增粘增透剂为硅溶胶，增韧增强剂为氧化铝微粉，氧化铝微粉的粒径为25-40μm
本发明对坯体变形的测量，采用图2所示具有延伸段的石膏模型。由石膏模型所注坯体烧成后的样品如图3所示，由于烧成收缩后坯体会变形，因此制得的样品其延伸段会发生下弯。取注浆成型后的生坯的延伸段为水平面(0°角)，测量烧成后样品延伸段与生坯延伸段水平面的夹角(α)，以此来衡量坯体的变形量，角度α越小，坯体的抗变形性。
下面表1为本发明实施例所制得产品的性能指标
本发明的工作原理是：
需要说明的是，高氧加热装置包括固定箱5，固定箱5的底侧壁上固定连接有多个支撑柱6，固定箱5内设有加工腔室10，加工腔室10的底侧壁呈锥形设置，固定箱5的底壁中央固定连接有流出管8，流出管8的底端设有第一封堵盖7，固定箱5的侧壁上固定连接有真空泵17，真空泵17的吸气端固定连接有吸气管9，吸气管9的一端贯穿固定箱5的侧壁，固定箱5的上侧固定连接有氧气输入管1，固定箱5的顶部侧壁上固定连接有研磨箱14，研磨箱14的内部开设有研磨槽15，研磨槽15底端与加工腔室10相连通，研磨箱14的顶侧壁固定连接有第二机箱13，第二机箱13内部固定连接有第二电机12，第二电机12的输出轴固定连接有转动杆11，转动杆11贯穿研磨箱14的顶侧壁延伸进入到研磨槽15内并固定连接有研磨球16，研磨球16与研磨槽15之间的间隙从下到上逐渐扩大，研磨箱14的顶部侧壁上开设有与研磨槽15相连通的进料孔22，进料孔22上端设有第二封堵盖21，加工腔室10的顶部侧壁上固定连接有固定杆19，固定杆19的底端固定连接有呈倾斜设置的传输筒4，传输筒4的上端固定连接有第一机箱2，第一机箱2内侧壁上固定连接有第一电机23，传输筒4内转动连接有螺旋杆18，螺旋杆18的上端贯穿第一机箱2的侧壁并与第一电机23的输出轴固定连接，传输筒4的顶部底侧壁固定连接有竖直向下的排出管20，传输筒4的底端位于加工腔室10的中央底侧壁，固定箱5的侧壁上固定连接有加热板3，加热板3靠近排出管20的下方，首先通过真空泵17将加工腔室10内通过吸气管9抽成真空，并通过氧气输入管1将搞浓度氧气输入填充到固定箱5内，之后将钠长石从进料孔22输入到研磨槽15内，之后启动第二电机12，第二电机12通过转动杆11带动研磨球16转动，研磨球16可将钠长石进行研磨粉碎，之后粉末状的钠长石从研磨槽15流落到加工腔室10的底部，再启动第一电机23，使得螺旋杆18转动，进而使得传输筒4底端的粉末钠长石沿着螺旋杆18逐渐上升，直到排出管20处，并从排出管20流落，此时可再启动加热板3，加热板3加热温度大于400℃，加热板3可对粉末钠长石进行加热，粉末钠长石中的Na2O在高氧加热下，可形成热稳定性高的Na2O2，进而可得到改性钠长石。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，其特征在于，由瓷坯体基料和瓷坯体添加剂制得，其中所述瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土55～65wt％、改性钠长石25～35wt％、熔融石英5～15wt％、熟滑石1～3wt％、氧化铝微粉3～10wt％；
所述瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，所述增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的6～10wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的10～16wt％。
2.根据权利要求1所述的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，其特征在于，所述改性钠长石为钠长石通过高氧加热装置而形成，所述改性钠长石由Na2O2、Al2O3和SiO2组成。
3.根据权利要求1所述的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，其特征在于，所述增粘增透剂为硅溶胶。
4.根据权利要求1所述的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，其特征在于，所述增韧增强剂为氧化铝微粉。
5.根据权利要求1所述的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，其特征在于，所述氧化铝微粉的粒径为25-40μm。
6.根据权利要求1所述的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，其特征在于，所述瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土55wt％、改性钠长石35wt％、熔融石英5wt％、熟滑石2wt％、氧化铝微粉3wt％；
所述瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，所述增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的6wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％。
7.根据权利要求1所述的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，其特征在于，所述瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土65wt％、改性钠长石25wt％、熔融石英5wt％、熟滑石1wt％、氧化铝微粉4wt％；
所述瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，所述增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的8wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％。
8.根据权利要求1所述的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，其特征在于，所述瓷坯体基料由按照质量百分比计的如下原料组成：高岭土60wt％、改性钠长石25wt％、熔融石英5wt％、熟滑石2wt％、氧化铝微粉8wt％；
所述瓷坯体添加剂为增粘增透剂和增韧增强剂，所述增粘增透剂的添加量为坯体基料总质量的10wt％，增韧增强剂的添加量为坯体基料总质量的16wt％。
9.根据权利要求2所述的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体，其特征在于，高氧加热装置包括固定箱(5)，所述固定箱(5)的底侧壁上固定连接有多个支撑柱(6)，所述固定箱(5)内设有加工腔室(10)，所述加工腔室(10)的底侧壁呈锥形设置，所述固定箱(5)的底壁中央固定连接有流出管(8)，所述流出管(8)的底端设有第一封堵盖(7)，所述固定箱(5)的侧壁上固定连接有真空泵(17)，所述真空泵(17)的吸气端固定连接有吸气管(9)，所述吸气管(9)的一端贯穿固定箱(5)的侧壁，所述固定箱(5)的上侧固定连接有氧气输入管(1)，所述固定箱(5)的顶部侧壁上固定连接有研磨箱(14)，所述研磨箱(14)的内部开设有研磨槽(15)，所述研磨槽(15)底端与加工腔室(10)相连通，所述研磨箱(14)的顶侧壁固定连接有第二机箱(13)，所述第二机箱(13)内部固定连接有第二电机(12)，所述第二电机(12)的输出轴固定连接有转动杆(11)，所述转动杆(11)贯穿研磨箱(14)的顶侧壁延伸进入到研磨槽(15)内并固定连接有研磨球(16)，所述研磨球(16)与研磨槽(15)之间的间隙从下到上逐渐扩大，所述研磨箱(14)的顶部侧壁上开设有与研磨槽(15)相连通的进料孔(22)，所述进料孔(22)上端设有第二封堵盖(21)，所述加工腔室(10)的顶部侧壁上固定连接有固定杆(19)，所述固定杆(19)的底端固定连接有呈倾斜设置的传输筒(4)，所述传输筒(4)的上端固定连接有第一机箱(2)，所述第一机箱(2)内侧壁上固定连接有第一电机(23)，所述传输筒(4)内转动连接有螺旋杆(18)，所述螺旋杆(18)的上端贯穿第一机箱(2)的侧壁并与第一电机(23)的输出轴固定连接，所述传输筒(4)的顶部底侧壁固定连接有竖直向下的排出管(20)，所述传输筒(4)的底端位于加工腔室(10)的中央底侧壁，所述固定箱(5)的侧壁上固定连接有加热板(3)，所述加热板(3)靠近排出管(20)的下方。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种防止瓷胎变形的高岭土瓷坯体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：按照所述质量配比，将高岭土、改性钠长石、熔融石英、熟滑石、氧化铝微粉混合球磨17-19h，再加入增粘增透剂和增韧增强剂继续球磨2-3h；
步骤二：过筛后依次进行注浆成型、脱模、修坯、烘干，然后经过低温慢烧与高温快烧，制得高岭土瓷坯体，其中，所述低温慢烧与高温快烧具体为：经10～12h烧成时间内升温至升至900～1050℃，保温6h，随后经1.5～2h升至烧成温度1250℃～1300℃，保温0.5～1h后，自然冷却至室温。
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