專利名稱：一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑及其制作方法和使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種陶瓷坯體增強劑。特別是涉及一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑及其制作方法和使用方法。
背景技術：
在陶瓷制品中，形狀復雜、尺寸和質 量均較大的制品，要消耗大量的礦產資源和燃料能源。其壁厚越厚，質量越大，原料及能源消耗量也越大，生產成本也就越高。我國陶瓷行業(yè)近十年來，一直以兩位數(shù)的增速在發(fā)展，陶瓷在美化人們生活環(huán)境、提高人們生活品質方面起到了不可替代的作用，但同時也給能源、環(huán)境造成了巨大的負擔，僅根據(jù)2010年全國衛(wèi)生陶瓷產量計算，如果在現(xiàn)有產品質量基礎上減輕10%，則每年將節(jié)約30萬t以上優(yōu)質原料和約2億m 3的天然氣。為了降低生產成本，降低勞動強度，提高勞動效率，節(jié)約有限的礦產資源、燃料能源，研制薄壁輕量化陶瓷產品，是陶瓷行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。近些年來其主要原料優(yōu)質粘土的日益枯竭，由于粘土的不可再生性，陶業(yè)不得不使用含瘠性料較多的粘土，用來生產各種陶瓷產品，然而由于材料的先天不足性，再加上陶瓷制品的薄型化，造成生產出來的產品有裂紋、缺角、缺邊等等缺陷。但是，陶瓷制品的薄型化在節(jié)約資源、減少排放方面與傳統(tǒng)陶瓷相比，有巨大優(yōu)勢，所以陶瓷薄型化的推廣勢在必行。不過陶瓷薄型化的發(fā)展也是一個系統(tǒng)工程，陶瓷坯體用添加劑的作用不可替代。陶瓷坯體在壁厚減薄之后，斷裂負荷會迅速下降，變形度會明顯增大。因此要使坯體減薄輕量化，坯體必須具有更高的抗折強度、更低的變形度。如何提高坯體的抗折強度、降低變形度，實現(xiàn)衛(wèi)生陶瓷坯體薄壁輕量化目標，已經成為衛(wèi)生陶瓷企業(yè)可持續(xù)發(fā)展過程中亟待解決的重要課題。目前市場上雖然出現(xiàn)一些坯體增強劑，但是使用起來會在不同程度影響泥漿性能、粉料流動性，產生針孔黑心現(xiàn)象，甚至影響到坯體的成型，所以急需研究一種產品，在大大增強坯體抗折強度下，對泥漿性能無任何不良影響，對解決坯體裂紋，邊角易損等缺陷有明顯效果，還可以提高坯體在窯爐內的干燥速度、燒成速度。相對于普通增強劑而言，具有這種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑對改善坯體成型后，經過輸送過程中的機械振動、在干燥過程中的，因坯體強度不夠而造成的損壞有良好的改善作用。對燒成無任何不良影響。對解決坯體、顆粒裂紋，邊角易損等缺陷有明顯效果。提高了生坯強度以及陶瓷制品的成品率及質量。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種不影響泥漿性能，又能大大增強陶瓷干坯強度，增加粉料流動性，易于成型且改善陶瓷坯體粒裂，提高粉體的結合性能的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑及其制作方法和使用方法。本發(fā)明所采用的技術方案是一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑及其制作方法和使用方法，改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，按質量百分比計算含有以下組分聚合羥基鋁柱撐膨潤土 6 9%，羧甲基纖維素鈉2 4%，余量為溶劑，制成100目篩余為80 95%的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，其中，所述的聚合羥基鋁柱撐膨潤土為鈣基膨潤土與羥基鋁柱撐劑在水中加熱反應而成。所述的聚合羥基鋁柱撐膨潤土是將過100目篩余90 98%的鈣基膨潤土，按[Al3+]/鈣基膨潤土 =IOmmoVg的比例加到羥基鋁柱撐劑中加熱反應而成。所述的溶劑為水。改性膨潤土陶瓷坯體增強劑的制造方法，包括以下步驟I)在不斷攪拌的情況下，將Na2CO3溶液緩慢滴加到AlCl3 ·6Η20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在50°C 65°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制得羥基鋁柱撐劑(4)； 2)將過100目篩余90 98%的鈣基膨潤土，按[Al3+]/鈣基膨潤土 =10mmol/g的比例加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在50°C 60°C，攪拌4 5小時，冷卻，靜置陳化24小時，移去上層清液，將下層沉淀物干燥，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ；3)按質量百分比取羥基鋁柱撐膨潤土 6 9%，羧甲基纖維素鈉2 4%，水87 92%混合加熱攪拌I 2小時，所得產品即為改性膨潤土陶瓷坯體增強劑。步驟I)中所述的 Na2CO3 為 lmol/L, AlCl3 · 6H20 為 O. 5mol/L,保持
/[Al3+] =2. 4。步驟2)中將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分。步驟3)中所述的攪拌溫度為40 60°C。改性膨潤土陶瓷坯體增強劑的使用方法，在陶瓷坯料球磨欲出前或者球磨完成以后，按陶瓷坯料干基質量的O. 5 O. 8%加入所述的該種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，攪拌均勻后即可。本發(fā)明的一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑及其制作方法和使用方法，具有如下特
占-
^ \\\ ·I)可使泥漿、釉料穩(wěn)定性更高，質量更好；2)可廣泛用于造成泥、磨漿、制釉工藝中(包括瘠性原料);3)可使泥漿、釉料流動性好，粘度低，滿足噴霧或充型、流平要求；4)投料方便，計量準確，能減輕勞動強度，可較大幅度降低生產成本；5)對泥漿顆料間有潤滑助磨作用，縮短球磨時間，提高工效，節(jié)約能耗；6)能減少泥漿、釉料的含水量，防止生坯干燥時收縮和變型開裂，減少生坯破損率；7)與有機陶瓷坯體增強劑比較，由于不會產生CO2氣體，故其燒成密度較高，成瓷強度有顯著提高；8)與有機陶瓷坯體增強劑比較，這種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑易在水中分散，不用添加解凝劑，消泡劑等助劑。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明的一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑及其制作方法和使用方法做出詳細說明。本發(fā)明的一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，按質量百分比計算含有以下組分聚合輕基招柱撐膨潤土 6 9%,羧甲基纖維素鈉2 4%,余量為溶劑,制成100目篩余為80 95%的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，其中，所述的溶劑為水；所述的聚合羥基鋁柱撐膨潤土為鈣基膨潤土與羥基鋁柱撐劑在水中加熱反應而成。具體是，所述的聚合羥基鋁柱撐膨潤土是將過100目篩余90 98%的I丐基膨潤土,按[Al3+] / I丐基膨潤土 =10mmol/g的比例加到羥基鋁柱撐劑中中加熱反應而成。本發(fā)明的一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑的制造方法，包括以下步驟I)在不斷攪拌的情況下，將Na2CO3溶液緩慢滴加到AlCl3 ·6Η20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在50°C 65°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制得羥基鋁柱撐劑，所述的 Na2CO3 為 lmol/L, AlCl3 · 6H20 為 O. 5mol/L，保持
/[Al3+] =2. 4。
2)將過100目篩余90 98%的鈣基膨潤土(3)，按[Al3+]/鈣基膨潤土 =IOmmol/g的比例加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在50°C 60°C，攪拌4 5小時，冷卻，靜置陳化24小時，移去上層清液，將下層沉淀物干燥，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ；其中，將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分。3)按質量百分比取羥基鋁柱撐膨潤土 6 9%，羧甲基纖維素鈉2 4%，水87 92%混合加熱攪拌I 2小時，所得產品即為改性膨潤土陶瓷坯體增強劑。所述的攪拌溫度為 40 60°C。本發(fā)明的一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑的使用方法，是在陶瓷坯料球磨欲出前或者球磨完成以后，按陶瓷坯料干基質量的O. 5 O. 8%加入所述的該種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，攪拌均勻后即可進入下一步制備工序。下面給出具體的實例，但并不局限于此，如無特殊說明，以下實施例中的“％”均指質量百分比。實例I(I)在不斷攪拌的情況下，將O. 6L lmol/L的Na2CO3溶液緩慢滴加到1L0. 5mol/L的AlCl3 · 6H20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在55°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制的羥基鋁柱撐劑；(2)將50g鈣基膨潤土 (過100目篩余90 98% )加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在55°C，攪拌4. 5小時。冷卻，靜置陳化24小時。移去上層清液，將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ；(3)取聚合羥基鋁柱撐膨潤土 6%羧甲基纖維素鈉2%水92%加熱混合，制備出該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑；(4)使用時，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質量的O. 5%加入該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，待球磨完成以后，即可直接進入下一步制備工序。經測試，陶瓷坯體抗折強度可以增加41%，陶瓷坯體在窯爐內的干燥速度、燒成速度提高了 29%。
實例2(I)在不斷攪拌的情況下，將O. 6L lmol/L的Na2CO3溶液緩慢滴加到1L0. 5mol/L的AlCl3 · 6H20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在50°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制的羥基鋁柱撐劑；(2)將50g鈣基膨潤土 (過100目篩余90 98% )加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在60°C，攪拌4. 5小時。冷卻，靜置陳化24小時。移去上層清液，將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ；(3)取聚合羥基鋁柱撐膨潤土 7.2%羧甲基纖維素鈉3.1%·
水89. 7%加熱混合，制備出該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑；(4)使用時，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質量的O. 6%加入該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，待球磨完成以后，即可直接進入下一步制備工序。經測試，陶瓷坯體抗折強度可以增加52%，陶瓷坯體在窯爐內的干燥速度、燒成速度提高了 32%。實例3(I)在不斷攪拌的情況下，將O. 6L lmol/L的Na2CO3溶液緩慢滴加到1L0. 5mol/L的AlCl3 · 6H20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在58°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制的羥基鋁柱撐劑；(2)將50g鈣基膨潤土 (過100目篩余90 98% )加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在55°C，攪拌4. 5小時。冷卻，靜置陳化24小時。移去上層清液，將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ；(3)取聚合羥基鋁柱撐膨潤土 8.5%羧甲基纖維素鈉3.4%水88. 1%加熱混合，制備出該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑；(4)使用時，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質量的O. 6%加入該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，待球磨完成以后，即可直接進入下一步制備工序。經測試，陶瓷坯體抗折強度可以增加55%，陶瓷坯體在窯爐內的干燥速度、燒成速度提高了 32%。實例4(I)在不斷攪拌的情況下，將O. 6L lmol/L的Na2CO3溶液緩慢滴加到1L0. 5mol/L的AlCl3 · 6H20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在55°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制的羥基鋁柱撐劑；(2)將50g鈣基膨潤土 (過100目篩余90 98% )加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在56°C，攪拌4. 5小時。冷卻，靜置陳化24小時。移去上層清液，將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ；(3)取聚合羥基鋁柱撐膨潤土 8.8%
羧甲基纖維素鈉3.8%水87. 4%加熱混合，制備出該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑；(4)使用時，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質量的O. 7%加入該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，待球磨完成以后，即可直接進入下一步制備工序。經測試，陶瓷坯體抗折強度可以增加55%，陶瓷坯體在窯爐內的干燥速度、燒成速度提高了 31%。實例5(I)在不斷攪拌的情況下，將O. 6L lmol/L的Na2CO3溶液緩慢滴加到1L0. 5mol/L的AlCl3 · 6H20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在60°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制的羥基鋁柱撐劑；
·
(2)將50g鈣基膨潤土 (過100目篩余90 98% )加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在58°C，攪拌4. 5小時。冷卻，靜置陳化24小時。移去上層清液，將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ；(3)取聚合羥基鋁柱撐膨潤土 7. 1%羧甲基纖維素鈉3.8%水89. 1%加熱混合，制備出該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑；(4)使用時，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質量的O. 7%加入該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，待球磨完成以后，即可直接進入下一步制備工序。經測試，陶瓷坯體抗折強度可以增加53%，陶瓷坯體在窯爐內的干燥速度、燒成速度提高了 33%。實例6(I)在不斷攪拌的情況下，將O. 6L lmol/L的Na2CO3溶液緩慢滴加到1L0. 5mol/L的AlCl3 · 6H20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在55°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制的羥基鋁柱撐劑；(2)將50g鈣基膨潤土 (過100目篩余90 98% )加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在55°C，攪拌4. 5小時。冷卻，靜置陳化24小時。移去上層清液，將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ；(3)取聚合羥基鋁柱撐膨潤土 6.5%羧甲基纖維素鈉3.7%水89.8%加熱混合，制備出該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑；(4)使用時，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質量的O. 7%加入該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，待球磨完成以后，即可直接進入下一步制備工序。經測試，陶瓷坯體抗折強度可以增加54%，陶瓷坯體在窯爐內的干燥速度、燒成速度提高了 35%。實例7(I)在不斷攪拌的情況下，將O. 6L lmol/L的Na2CO3溶液緩慢滴加到1L0. 5mol/L的AlCl3 · 6H20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在55°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制的羥基鋁柱撐劑；(2)將50g鈣基膨潤土 (過100目篩余90 98% )加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在55°C，攪拌4. 5小時。冷卻，靜置陳化24小時。移去上層清液，將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ；(3)取聚合羥基鋁柱撐膨潤土 9%羧甲基纖維素鈉4%水87%加熱混合，制備出該改性膨潤土陶瓷坯體增強劑；(4)使用時，在陶瓷坯料球磨欲出球前，按陶瓷坯料干基質量的O. 8%加入該改性 膨潤土陶瓷坯體增強劑，待球磨完成以后，即可直接進入下一步制備工序。經測試，陶瓷坯體抗折強度可以增加61%，陶瓷坯體在窯爐內的干燥速度、燒成速度提高了 37%。
權利要求
1.一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，其特征在于，按質量百分比計算含有以下組分聚合羥基鋁柱撐膨潤土 6 9%，羧甲基纖維素鈉2 4%，余量為溶劑，制成100目篩余為80 95%的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，其中，所述的聚合羥基鋁柱撐膨潤土為鈣基膨潤土與羥基鋁柱撐劑在水中加熱反應而成。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，其特征在于，所述的聚合羥基鋁柱撐膨潤土是將過100目篩余90 98%的鈣基膨潤土，按[Al3+]/鈣基膨潤土=10mmol/g的比例加到羥基鋁柱撐劑中加熱反應而成。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，其特征在于，所述的溶劑為水。
4.一種權利要求I所述的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 1)在不斷攪拌的情況下，將Na2CO3溶液緩慢滴加到AlCl3·6Η20溶液中，用電熱棒加熱，溫度控制在50°C 65°C，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌2小時，靜置陳化過夜，制得羥基鋁柱撐劑(4)； 2)將過100目篩余90 98%的鈣基膨潤土，按[Al3+]/鈣基膨潤土=10mmol/g的比例加到羥基鋁柱撐劑中，用電熱棒加熱，溫度控制在50°C 60°C，攪拌4 5小時，冷卻，靜置陳化24小時，移去上層清液，將下層沉淀物干燥，即得聚合羥基鋁柱撐膨潤土 ； 3 )按質量百分比取羥基鋁柱撐膨潤土 6 9%，羧甲基纖維素鈉2 4%，水87 92%混合加熱攪拌I 2小時，所得產品即為改性膨潤土陶瓷坯體增強劑。
5.根據(jù)權利要求4所述的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑的制造方法，其特征在于，步驟1)中所述的Na2CO3 為 lmol/L, AlCl3 · 6H20 為 O. 5mol/L，保持
/[Al3+] =2. 4。
6.根據(jù)權利要求4所述的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑的制造方法，其特征在于，步驟2)中將下層沉淀物在干燥箱中100°C條件下干燥24小時，然后轉至真空干燥箱中，在105°C下干燥24小時以去除游離水分。
7.根據(jù)權利要求4所述的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑的制造方法，其特征在于，步驟3)中所述的攪拌溫度為40 60°C。
8.—種權利要求I所述的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑的使用方法，其特征在于，在陶瓷坯料球磨欲出前或者球磨完成以后，按陶瓷坯料干基質量的O. 5 O. 8%加入所述的該種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，攪拌均勻后即可。
全文摘要
一種改性膨潤土陶瓷坯體增強劑及其制作方法和使用方法，增強劑按質量百分比計算含有以下組分聚合羥基鋁柱撐膨潤土6～9%，羧甲基纖維素鈉2～4%，余量為溶劑，制成100目篩余為80～95%的改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，聚合羥基鋁柱撐膨潤土為鈣基膨潤土與羥基鋁柱撐劑在水中加熱反應而成。制造方法制得羥基鋁柱撐劑，制得聚合羥基鋁柱撐膨潤土；將羥基鋁柱撐膨潤土6～9%，羧甲基纖維素鈉2～4%，水87～92%混合加熱攪拌得該增強劑。使用方法在陶瓷坯料球磨欲出前或者球磨完成后，按陶瓷坯料干基質量的0.5～0.8%加入上述改性膨潤土陶瓷坯體增強劑，攪拌均勻后即可。本發(fā)明可使泥漿、釉料穩(wěn)定性更高，流動性好，粘度低，質量更好。
文檔編號C04B35/71GK102942377SQ20121046960
公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權日2012年11月19日
發(fā)明者張翔, 雷冠英, 孟祥瑞, 王克明 申請人:天津金明達陶瓷材料有限公司