CN1903535A

CN1903535A - 一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺

Info

Publication number: CN1903535A
Application number: CN 200610089245
Authority: CN
Inventors: 彭红
Original assignee: CHUANGDAO AOFU FINE CERAMICS Co Ltd BEIJING
Current assignee: SHANDONG AOFU ENVIRONMENTAL PROTECTION SCIENCE & TECHNOLOGY CO., LTD.
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2026-08-11
Also published as: CN100515706C

Abstract

针对现有挤出成型制造陶瓷过程存在挤压阻力大、原料粉体颗粒分散性差、烧成时耗能高和易于污染环境的问题，本发明提供了一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺，包括选料、加入聚醚多元醇替代现有技术成型助剂的油脂类成分、搅拌捏合及真空练泥。本发明利用了聚醚多元醇的润湿性、润滑性、分散性、高惰性的特性，使得挤出成型陶瓷泥料更易于产品的成形和产品性能的提升，同时减少了产品烧成所需要的燃料量，不产生污染气体。

Description

一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺

技术领域

本发明涉及制造陶瓷的工艺，特别是一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺。

背景技术

目前挤出成型制造陶瓷的过程中在制备泥料的程序，都要添加包含碳氢长链成分的动植物油脂类的成型助剂，主要利用这类成分的润滑性能使得泥料在后续的挤出成型工艺中减小泥料与模具间的摩擦阻力，易于成型。但由于油脂类助剂本身的特性如：不溶于水、表面张力大、粉体颗粒间的微观润滑性差、加热易自燃、高分子量导致燃烧不充分易产生污染气体等，使得在应用这类油脂助剂时会带来很多负面效应。油脂类助剂不溶于水的特性使得成型助剂不均匀；油脂类助剂表面张力大、粉体颗粒间的微观润滑性差的特性，使得此类润滑剂的使用不能满足高润滑性能要求需要；油脂类助剂加热易自燃、高分子量导致燃烧不充分易产生污染气体，当温度达到一定程度，油脂类助剂就会在产品中发生自燃，使产品产生很大的温差容易开裂，为了防止自燃而采用还原焰烧成，但此法烧成不但造成燃料的使用量会大大的增加，增加了产品生产的能耗，同时还会产生大量的没有燃烧完全的有害气体，给环境带来重大的污染。

发明内容

针对现有挤出成型制造陶瓷工艺过程中制备泥料的程序会造成产品生产过程存在润滑不理想、耗能高、易于污染环境的问题，本发明提供了一种新的挤出成型陶瓷泥料制备工艺。

本发明的具体内容如下：

陶瓷泥料制备工艺包括如下步骤：

A、按照生产配方配置各种制备陶瓷所须的原料，添加粉状有机粘接剂，这里所述的有机粘接剂一般为MC或HPMC，有机粘接剂加入量占无机原料总量的10％以下，并通过搅拌将所有的粉料充分地混合均匀；

B、配制成型助剂，所述成型助剂包括一种同时具备润湿、润滑、分散等功效的表面活性剂--聚醚多元醇，其分子式为R[(AO)_nH]，此类产品的纯度要求在96％以上，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量一般在4000-60000之间，优选8000-20000分子量，外加量为整个无机原料的0.05-10％，以及占无机原料总重量20-50％的泥料调和水。配制成型助剂时，要先将聚醚多元醇充分地溶解在调和水中，并充分地搅拌均匀，配制成成型助剂；

C、在捏合机中加入步骤A输出的粉体混合原料，再加入步骤B配制好的成型助剂，将粉体原料捏合成泥块。泥块的效果要达到象准备拉拉面的面团那样的练熟的状态；

D、将步骤C制备的泥块进行真空练泥，练制出内部没有空气或空气含量极低的、与挤出成型机尺寸配套的挤出成型用泥段。

上述B步骤中加入的聚醚多元醇量也可以占所有无机原料的重量0.1-2％，优选量为0.1-1％。

上步骤D中采用真空练泥机进行真空练泥，真空室的真空度要求室内负压在-0.06MPa以下，真空度优化范围在-0.09MPa以下。

技术效果：

本发明采用聚醚多元醇替代各种动植物油脂(如：桐油、蓖麻油、椰子油、机油等)作为制备挤出成型陶瓷泥料的成型助剂的主要成分，是利用了聚醚多元醇的润湿性-使调和水能很容易填充到粉体的颗粒与颗粒之间，降低调和水的用量，减少粉体捏合的时间；润滑性-不但能增加挤出成型时，泥料与相关的治具和模具之间的润滑性能，同时也能大大的增加泥料中原料的颗粒与颗粒之间的润滑功能，使挤出成型所须的压力大大的减少；以及分散性-使生产陶瓷产品所须的无机原料能很好的分散，不会出现颗粒团聚现象，有利于原材料的混合均匀度的提高从而大大的提高产品的品质。同时聚醚多元醇是一种惰性很高的高分子化学聚合物，不易与其它有机、无机类产品发生反应，既不会影响其它添加剂性能的发挥，同时也不会破坏自身的结构而影响以上优秀性能的发挥。还有聚醚多元醇在产品烧成过程中，在较低温度下(一般在100-200℃之间)即可被加热挥发，不会象其它的油脂类助剂一样，当温度达到一定程度，就会在产品中发生自燃，使产品产生很大的温差容易开裂。同时由于不会自燃，烧成过程就可以采用氧化焰烧成，不会象添加油脂类助剂时，为了防止自燃而采用还原焰烧成(此法烧成不但燃料的使用量会大大的增加，同时还会产生大量的没有燃烧完全的有害气体，给环境带来重大的污染。)。

聚醚多元醇的加入量占整个无机原料的0.05-10％，也可以进一步优化这一比例为0.1-2％，在2％-10％之间的加入比例会对成型助剂的性能有些不利影响。

聚醚多元醇的加入量更优选用占外加无机原料总量的0.1-1％这一比例，能达到更好的综合效果，而现有该工艺中的油脂类助剂的外加量为无机原料总重的4-8％，而两类助剂的单价差不多，这样就使得生产成本大大降低。

具体实施方式：

实施例1：

制备挤出成型陶瓷泥料的工艺步骤：

A、选用制备陶瓷所需原料以及粉体粘结剂，并将所有粉体原料充分混合均匀；对于挤出成型陶瓷制品加工工艺，可选用滑石、高岭土、氧化铝、二氧化硅等无机原料，粘结剂可选用MC或HPMC(分子量在4000-10000之间)。

B、配制成型助剂，成型助剂是由占无机原料总量20％的水，以及占无机原料总量0.05％的聚醚多元醇充分混合均匀所得的混合溶液。聚醚多元醇，其分子式为R[(AO)_nH]，此类产品的纯度要求在96％以上，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量一般在4000-60000之间，优选8000-20000分子量，由于聚醚多元醇的型号较多，可以选用一种或几种型号的产品同时使用，在这里选用聚醚多元醇的型号为1050。

C、在装有A步骤所配的粉体原料的捏合机中，加入B步骤所配的成型助剂，成型助剂的加入方式采用高压气体雾状喷入的方式。捏合搅拌的时间以泥料完全练熟(达到像准备拉拉面的面团那样的状态)，而泥料又没有发热为准；

D、将步骤C制备的泥块进行真空练泥。真空室内的负压要达到-0.06MPa以下，如果发现泥料的练制效果达不到对泥中空气含量的要求，或真空度达不到要求，可以通过反复真空练泥达到满意的效果。

上述制得的泥料在后续挤出成型工艺中所生产的陶瓷产品，由于产品中不存在会在产品烧成阶段自燃的油脂类助剂，所以产品烧成时就可以采用氧化焰烧成，这样不但大大的降低了烧成的能耗，同时也不会产生未燃烧充分的有害污染气体。

实施例2：

制备挤出成型陶瓷泥料的工艺步骤：

A、选用制备陶瓷所需原料以及粉体粘结剂，并将所有粉体原料充分混合；对于挤出成型陶瓷制品加工工艺，可选用滑石、高岭土、氧化铝、二氧化硅等无机原料，粘结剂可选用MC或HPMC(分子量在8000-20000之间)。

B、配制成型助剂，成型助剂是由占无机原料总量50％的水，以及占无机原料总量10％的聚醚多元醇充分混合均匀所得的混合溶液。该比例的聚醚多元醇虽然会对成型助剂的性能有些不利影响，但润湿性、润滑性和分散性仍然能够发挥作用，而且同样具有环保的效果。聚醚多元醇，其分子式为R[(AO)_nH]，此类产品的纯度要求在96％以上，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量一般在4000-60000之间，优选8000-20000分子量，由于聚醚多元醇的型号较多，可以选用一种或几种型号的产品同时使用，在这里选用聚醚多元醇的型号为450、360和403。

D、将步骤C制备的泥块进行真空练泥。真空室内的负压要达到-0.09MPa以下，如果发现泥料的练制效果达不到对泥中空气含量的要求，或真空度达不到要求，可以通过反复真空练泥达到满意的效果。

实施例3：

制备挤出成型陶瓷泥料的工艺步骤：

B、配制成型助剂，成型助剂是由占无机原料总量30％的水，以及占无机原料总量0.1％的聚醚多元醇充分混合均匀所得的混合溶液。本比例的聚醚多元醇能使其润湿性、润滑性和分散性得到更充分的体现。聚醚多元醇，其分子式为R[(AO)_nH]，此类产品的纯度要求在96％以上，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量一般在4000-60000之间，优选8000-20000分子量，在这里选用聚醚多元醇的型号为210和220。

实施例4：

制备挤出成型陶瓷泥料的工艺步骤：

B、配制成型助剂，成型助剂是由占无机原料总量40％的水，以及占无机原料总量0.5％的聚醚多元醇充分混合均匀所得的混合溶液，本比例的聚醚多元醇同样能使其润湿性、润滑性和分散性得到更充分的体现。聚醚多元醇，其分子式为R[(AO)_nH]，此类产品的纯度要求在96％以上，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量一般在4000-60000之间，优选8000-20000分子量，由于聚醚多元醇的型号较多，可以选用一种或几种型号的产品同时使用，在这里选用聚醚多元醇的型号为451和365。

实施例5：

本实施例A、B、D步骤采用前四个实施例之任一具体步骤和条件，B步骤除聚醚多元醇占无机原料总量2％外其他条件和参数采用前四个实施例之任一的条件和参数。本实施例为较优实施例。

实施例6：

本实施例A、B、D步骤采用前四个实施例之任一具体步骤和条件，B步骤除聚醚多元醇占无机原料总量1％外其他条件和参数采用前四个实施例之任一的条件和参数。本实施例为优选实施例。

实施例7：

本实施例A、B、D步骤采用前四个实施例之任一具体步骤和条件，B步骤除聚醚多元醇占无机原料总量0.01％外其他条件和参数采用前四个实施例之任一的条件和参数。本实施例聚醚多元醇能起到一定作用。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明专利的保护范围当中。

Claims

1、一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：

A、选用制备陶瓷的粉状原料，以及粉状有机粘接剂，并通过搅拌将所有的粉料混合均匀，有机粘接剂加入量占无机原料总量的10％以下；

B、配制成型助剂，所述成型助剂包括聚醚多元醇，以及泥料调和水，将聚醚多元醇溶解在泥料调和水中，并搅拌均匀，配置成成型助剂；

C、将步骤A输出的原料加入捏合机中，向其中加入步骤B配制的成型助剂，将粉体原料捏合成泥块；

D、将步骤C制备的泥块进行真空练泥，得到适合挤出成型的泥段。

2、根据权利要求1所述一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺，其特征在于步骤B中所述聚醚多元醇其分子式为R[(AO)_nH]，主要是碳氧长链组成的高分子有机物，分子量在4000-60000之间，其纯度大于96％。

3、根据权利要求1或2所述一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺，其特征在于步骤B中所述聚醚多元醇的重量占整个无机原料重量的0.05-10％。

4、根据权利要求3所述一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺，其特征左于步骤B中所述聚醚多元醇的重量占整个无机原料重量的0.1-2％。

5、根据权利要求4所述一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺，其特征在于步骤B中所述聚醚多元醇的重量占整个无机原料重量的0.1-1％。

6、根据权利要求1所述一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺，其特征在于步骤A中所述的有机粘接剂为MC或HPMC。

7、根据权利要求1所述一种挤出成型陶瓷泥料的制备工艺，其特征在于步骤B中所述泥料调和水占无机原料总重量20-50％。

8、根据权利要求1所述一种陶瓷泥料制备工艺，其特征在于步骤D中采用真空练泥机进行真空练泥。

9、根据权利要求8所述一种陶瓷泥料制备工艺，其特征在于真空练泥机真空室真空度要在室内负压-0.06MPa以下。

10、根据权利要求9所述一种陶瓷泥料制备工艺，其特征在于真空练泥机真空室真空度要在室内负压-0.09MPa以下。