本發(fā)明涉及面粉領(lǐng)域，尤其是一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，衛(wèi)生陶瓷的需求越來越大，由于衛(wèi)生陶瓷需要大量的可塑性好的陶土，但是優(yōu)質(zhì)陶土越來越少，提高了衛(wèi)生陶瓷制造成本，隨著陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展，造成優(yōu)質(zhì)粘土資源越來越匱乏。
衛(wèi)生陶瓷是一種形狀復(fù)雜、尺寸和質(zhì)量均較大的制品，要消耗大量的礦產(chǎn)資源和燃料能源。其壁厚越厚，質(zhì)量越大，原料及能源消耗量也越大，生產(chǎn)成本也就越高。根據(jù)2010年全國衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)量計(jì)算，如果在現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量基礎(chǔ)上減輕10 %，則每年將節(jié)約30萬噸以上優(yōu)質(zhì)原料和約2億m3的天然氣。為了降低生產(chǎn)成本，降低勞動強(qiáng)度，提高勞動效率，節(jié)約有限的礦產(chǎn)資源、燃料能源，研制薄壁輕量化衛(wèi)生陶瓷產(chǎn)品，是衛(wèi)生陶瓷行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。
為了保證制品使用的安全性及制品有較好的規(guī)整度，瓷質(zhì)衛(wèi)生陶瓷無釉坯體的抗折強(qiáng)度一般在70MPa以上，成品壁厚一般為9～15mm（其中單面吸漿部位壁厚為9～11mm，雙面吸漿部位壁厚為13～15mm）。一般情況下，10mm厚度的衛(wèi)生陶瓷坯體在200mm跨距上的變形度為20～30mm。衛(wèi)生陶瓷坯體在壁厚減薄之后，斷裂負(fù)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(qiáng)度、更低的變形度。如何提高坯體的抗折強(qiáng)度、降低變形度，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)生陶瓷坯體薄壁輕量化目標(biāo)，已經(jīng)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，為了降低原料成本和能耗，在國家產(chǎn)業(yè)政策的扶持下，陶瓷企業(yè)正在努力研究開發(fā)陶瓷產(chǎn)品的薄壁化和輕量化項(xiàng)目，所以選擇高效的坯體增強(qiáng)劑是非常重要的環(huán)節(jié)。
一般有機(jī)坯體增強(qiáng)劑價格昂貴，而且添加量在千分之幾都會顯著影響泥漿的注漿性能，在陶瓷燒成中揮發(fā)分解氣體，容易使釉面產(chǎn)生缺陷，而無機(jī)坯體增強(qiáng)劑雖然價格低，但含有大量雜質(zhì)，影響泥料物理性能，鐵鈦含量高影響成瓷顏色。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明針對上述問題提出了一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法，基本不影響陶瓷泥料物理性能和成瓷顏色，能夠顯著提高陶瓷坯體可塑性和強(qiáng)度，提高產(chǎn)品優(yōu)級率。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為，一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
①.泥漿制備：選取陶瓷黏土、硬質(zhì)添加料、坯體增強(qiáng)劑，放置球磨機(jī)中研磨后，加入水制備成注漿成形用泥漿；
②.坯體制備：將研磨好的泥漿，陳腐7日后，使用模具，進(jìn)行注漿成形；
③.坯體干燥及燒成：模具內(nèi)的試樣稍干后脫模，然后再進(jìn)行干燥，干燥完后，使用燒成窯爐燒成。
所述的坯體增強(qiáng)劑，其原料按重量份計(jì)包括蒙脫石礦物35～45份、腐殖酸鹽35～45份。
所述的坯體增強(qiáng)劑，按重量份計(jì)，其原料中剩余物質(zhì)為羧甲基纖維素3～6份、螢石3～7份、高嶺土8～12份。
作為優(yōu)選，所述的坯體增強(qiáng)劑，其原料按重量份計(jì)為蒙脫石礦物40份、腐殖酸鹽40份、羧甲基纖維素5份、螢石5份、高嶺土10份。
所述的腐殖酸鹽為腐植酸堿金屬鹽中的一種或多種組合。
所述的陶瓷黏土為球土、高嶺土、瓷土、瓷石、硬質(zhì)高嶺石中的多種組合。
所述的硬質(zhì)添加料為長石、滑石、石英、廢瓷中的一種或多種組合。
所述步驟①中，坯體增強(qiáng)劑的加入量為泥漿總重量的0.1～3 %。
作為優(yōu)選，所述步驟①中，將各原料放置球磨機(jī)中研磨至350目，篩余為3～7 %，經(jīng)過過篩、除鐵后，再制備成注漿成形用泥漿。
作為優(yōu)選，所述步驟③中，坯體放入電熱干燥箱中干燥，將坯體先在室溫～50 ℃干燥11～14 h，然后再在105～110 ℃干燥11～14 h。
作為優(yōu)選，所述步驟③中，使用的燒成窯爐為90 m長的隧道窯，燒成周期為15～17 h，最高燒成溫度為1200~1210 ℃，保溫時間為30~40 min，燒成氣氛為氧化氣氛。
作為優(yōu)選，在所述步驟②與步驟③進(jìn)行的過程中對坯體的指標(biāo)進(jìn)行檢測。
作為優(yōu)選，在泥漿制備之前還有配方設(shè)計(jì)步驟，所述的配方設(shè)計(jì)步驟為以陶瓷黏土、硬質(zhì)添加料、坯體增強(qiáng)劑為原料設(shè)計(jì)一系列的配方，測量各配方的收縮率、變形度、抗折強(qiáng)度（寫上您泥漿配方要測試的主要指標(biāo)），用極差分析法分析影響這些關(guān)鍵指標(biāo)的因素主次關(guān)系，通過綜合平衡法得到適宜的配方水平，再進(jìn)行配方驗(yàn)證，以確定衛(wèi)生陶瓷坯體的最優(yōu)配方組成。
本發(fā)明在泥漿中加入了坯體增強(qiáng)劑，該坯體增強(qiáng)劑中加入蒙脫石礦物能夠有效加強(qiáng)坯體強(qiáng)度與成瓷強(qiáng)度；同時加入了腐殖酸鹽可作為電解質(zhì)及增強(qiáng)劑，能夠有效增加泥漿流動性，且能夠和蒙脫石礦物共同作用，采用無機(jī)與有機(jī)結(jié)合的方式，進(jìn)一步增強(qiáng)坯體強(qiáng)度及成瓷強(qiáng)度；羧甲基纖維素可以作為坯體的膠粘劑、可塑劑，進(jìn)一步增強(qiáng)坯體的強(qiáng)度與可塑性，也可以作為釉藥的懸浮劑、固色劑等；加入螢石作為熔劑，能夠有效降低熔融溫度與高溫黏度、提高表面光澤度，可減少資源浪費(fèi)，降低成本。以上各個組分合作還可以有效降低陶瓷坯體的吃漿厚度，可以消耗更少的泥漿。在生產(chǎn)過程中對坯體的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢測，可以與常規(guī)坯體或加入不同含量坯體增強(qiáng)劑的坯體進(jìn)行比較，從而得到某些指標(biāo)的不足，再進(jìn)一步對配方進(jìn)行調(diào)整，得到更好的原料配比。
具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步闡述本發(fā)明所達(dá)到的預(yù)定目的與技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的具體實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1:一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
①.泥漿制備：選取陶瓷黏土、硬質(zhì)添加料、坯體增強(qiáng)劑，放置球磨機(jī)中研磨后，加入水制備成注漿成形用泥漿；
②.坯體制備：將研磨好的泥漿，陳腐7日后，使用模具，進(jìn)行注漿成形；
③.坯體干燥及燒成：模具內(nèi)的試樣稍干后脫模，然后再進(jìn)行干燥，干燥完后，使用燒成窯爐燒成。
所述的坯體增強(qiáng)劑，其原料按重量份計(jì)為蒙脫石礦物40份、腐殖酸鈉40份、羧甲基纖維素5份、螢石5份、高嶺土10份。
所述的陶瓷黏土為球土、高嶺土、瓷土、瓷石、硬質(zhì)高嶺石的組合。
所述的硬質(zhì)添加料為長石、滑石、廢瓷的組合。
所述步驟①中，坯體增強(qiáng)劑的加入量為泥漿總重量的0.5 %。
所述步驟①中，將各原料放置球磨機(jī)中研磨至350目，篩余為3～7 %，經(jīng)過過篩、除鐵后，再制備成注漿成形用泥漿。
所述步驟③中，坯體放入電熱干燥箱中干燥，將坯體先在室溫～50 ℃干燥11～14 h，然后再在105～110 ℃干燥11～14 h后，再使用的燒成窯爐為90 m長的隧道窯，燒成周期為15～17 h，最高燒成溫度為1200~1210 ℃，保溫時間為30~40 min，燒成氣氛為氧化氣氛。
在所述步驟②與步驟③進(jìn)行的過程中對坯體的指標(biāo)進(jìn)行檢測。
實(shí)施例2：一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
①.泥漿制備：選取陶瓷黏土、硬質(zhì)添加料、坯體增強(qiáng)劑，放置球磨機(jī)中研磨后，加入水制備成注漿成形用泥漿；
②.坯體制備：將研磨好的泥漿，陳腐7日后，使用模具，進(jìn)行注漿成形；
③.坯體干燥及燒成：模具內(nèi)的試樣稍干后脫模，然后再進(jìn)行干燥，干燥完后，使用燒成窯爐燒成。
所述的坯體增強(qiáng)劑，其原料按重量份計(jì)為蒙脫石礦物35份、腐殖酸鈉20份、腐植酸鉀15份、羧甲基纖維素3份、螢石3份、高嶺土3份。
所述的陶瓷黏土為球土、高嶺土、瓷土、瓷石、硬質(zhì)高嶺石的組合，以上各組分的比例與實(shí)施例1相同。
所述的硬質(zhì)添加料為長石、滑石、廢瓷的組合，以上各組分的比例與實(shí)施例1相同。
所述步驟①中，坯體增強(qiáng)劑的加入量為泥漿總重量的1 %。
所述步驟①中，將各原料放置球磨機(jī)中研磨至350目，篩余為3～7 %，經(jīng)過過篩、除鐵后，再制備成注漿成形用泥漿。
所述步驟③中，坯體放入電熱干燥箱中干燥，將坯體先在室溫～50 ℃干燥11～14 h，然后再在105～110 ℃干燥11～14 h后，再使用的燒成窯爐為90 m長的隧道窯，燒成周期為15～17 h，最高燒成溫度為1200~1210 ℃，保溫時間為30~40 min，燒成氣氛為氧化氣氛。
在所述步驟②與步驟③進(jìn)行的過程中對坯體的指標(biāo)進(jìn)行檢測。
將實(shí)施例1與實(shí)施例2中所述的坯體進(jìn)行檢測并與相同配比下的不添加坯體增強(qiáng)劑的坯體進(jìn)行比較，得到表1：
由表1可得：
1.坯體強(qiáng)度提高幅度：實(shí)施例1坯體較原始坯體增加了16.66 %，實(shí)施例2坯體較原始坯體增加了20.37 %；
2.成瓷強(qiáng)度提高幅度：實(shí)施例1坯體較原始坯體增加了6.74 %，實(shí)施例2坯體較原始坯體增加了10.78 %；
3.泥漿濃度基本一致；
4.粒度：實(shí)施例1與實(shí)施例2較原始配方要細(xì)；
6.吃漿厚度：實(shí)施例1與實(shí)施例2較原始配方薄；
7.坯體干燥收縮：實(shí)施例1與實(shí)施例2小于原始配方。
實(shí)施例3：一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
①.泥漿制備：選取陶瓷黏土、硬質(zhì)添加料、坯體增強(qiáng)劑，放置球磨機(jī)中研磨后，加入水制備成注漿成形用泥漿；
②.坯體制備：將研磨好的泥漿，陳腐7日后，使用模具，進(jìn)行注漿成形；
③.坯體干燥及燒成：模具內(nèi)的試樣稍干后脫模，然后再進(jìn)行干燥，干燥完后，使用燒成窯爐燒成。
所述的坯體增強(qiáng)劑，其原料按重量份計(jì)為蒙脫石礦物45份、腐殖酸鈉25份、腐植酸鉀20份、羧甲基纖維素6份、螢石7份、高嶺土12份。
所述的陶瓷黏土為球土、高嶺土、瓷土的組合。
所述的硬質(zhì)添加料為滑石。
所述步驟①中，坯體增強(qiáng)劑的加入量為泥漿總重量的0.1 %。
所述步驟①中，將各原料放置球磨機(jī)中研磨至350目，篩余為3～7 %，經(jīng)過過篩、除鐵后，再制備成注漿成形用泥漿。
所述步驟③中，坯體放入電熱干燥箱中干燥，將坯體先在室溫～50 ℃干燥11～14 h，然后再在105～110 ℃干燥11～14 h后，再使用的燒成窯爐為90 m長的隧道窯，燒成周期為15～17 h，最高燒成溫度為1200~1210 ℃，保溫時間為30~40 min，燒成氣氛為氧化氣氛。
在所述步驟②與步驟③進(jìn)行的過程中對坯體的指標(biāo)進(jìn)行檢測。
實(shí)施例4：一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
①.泥漿制備：選取陶瓷黏土、硬質(zhì)添加料、坯體增強(qiáng)劑，放置球磨機(jī)中研磨后，加入水制備成注漿成形用泥漿；
②.坯體制備：將研磨好的泥漿，陳腐7日后，使用模具，進(jìn)行注漿成形；
③.坯體干燥及燒成：模具內(nèi)的試樣稍干后脫模，然后再進(jìn)行干燥，干燥完后，使用燒成窯爐燒成。
所述的坯體增強(qiáng)劑，其原料按重量份計(jì)為蒙脫石礦物40份、腐殖酸鉀40份、羧甲基纖維素5份、螢石5份、高嶺土10份。
所述的陶瓷黏土為球土、高嶺土、瓷土的組合，以上各組分的添加量與實(shí)施例3相同。
所述的硬質(zhì)添加料為滑石，滑石添加量與實(shí)施例3相同。
所述步驟①中，坯體增強(qiáng)劑的加入量為泥漿總重量的3 %。
所述步驟①中，將各原料放置球磨機(jī)中研磨至350目，篩余為3～7 %，經(jīng)過過篩、除鐵后，再制備成注漿成形用泥漿。
所述步驟③中，坯體放入電熱干燥箱中干燥，將坯體先在室溫～50 ℃干燥11～14 h，然后再在105～110 ℃干燥11～14 h后，再使用的燒成窯爐為90 m長的隧道窯，燒成周期為15～17 h，最高燒成溫度為1200~1210 ℃，保溫時間為30~40 min，燒成氣氛為氧化氣氛。
在所述步驟②與步驟③進(jìn)行的過程中對坯體的指標(biāo)進(jìn)行檢測。
實(shí)施例5：一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
①配方設(shè)計(jì)：將實(shí)施例3與實(shí)施例4中所述的坯體進(jìn)行檢測并與相同配比下的不添加坯體增強(qiáng)劑的坯體進(jìn)行比較，得到表2：
根據(jù)表2可得：
1.坯體強(qiáng)度提高幅度：實(shí)施例3坯體較原始坯體增加了12.5 %，實(shí)施例4坯體較原始坯體增加了30 %；
2.成瓷強(qiáng)度提高幅度：實(shí)施例3坯體較原始坯體增加了4.79 %，實(shí)施例4坯體較原始坯體增加了32.85 %；
3.泥漿濃度基本一致；
4.吃漿厚度：實(shí)施例3與原始配方接近，實(shí)施例4比較原始配方薄；
5.坯體干燥收縮和燒成收縮變大，因?yàn)樵鰪?qiáng)劑主要為無機(jī)非金屬材料，含有鉀鈉鈣鎂氧化物，使瓷體的玻璃相增加；
根據(jù)以上可以推斷出為了得到性能更好的衛(wèi)生陶瓷應(yīng)當(dāng)降低相應(yīng)的鉀鈉鈣鎂氧化物的含量，因此本實(shí)施例的配方與實(shí)施例3、實(shí)施例4相比，滑石用量為原滑石用量的25 %，坯體增強(qiáng)劑原料按重量份計(jì)為蒙脫石礦物35份、腐殖酸鈉35、羧甲基纖維素6份、螢石3份、高嶺土8份，坯體增強(qiáng)劑的加入量為泥漿總重量的1.5 %。其余制作步驟與實(shí)施例3、實(shí)施例4相同。
實(shí)施例6：一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
①.泥漿制備：選取陶瓷黏土、硬質(zhì)添加料、坯體增強(qiáng)劑，放置球磨機(jī)中研磨后，加入水制備成注漿成形用泥漿；
②.坯體制備：將研磨好的泥漿，陳腐7日后，使用模具，進(jìn)行注漿成形；
③.坯體干燥及燒成：模具內(nèi)的試樣稍干后脫模，然后再進(jìn)行干燥，干燥完后，使用燒成窯爐燒成。
所述的坯體增強(qiáng)劑，其原料按重量份計(jì)為蒙脫石礦物40份、腐殖酸鉀40份、羧甲基纖維素5份、螢石5份、高嶺土10份。
所述的陶瓷黏土為球土、高嶺土、瓷石的組合。
所述的硬質(zhì)添加料為滑石與石英的組合。
所述步驟①中，坯體增強(qiáng)劑的加入量為泥漿總重量的1.5 %。
所述步驟③中，坯體放入電熱干燥箱中干燥，將坯體先在室溫～50 ℃干燥11～14 h，然后再在105～110 ℃干燥11～14 h后。
在所述步驟②與步驟③進(jìn)行的過程中對坯體的指標(biāo)進(jìn)行檢測。
實(shí)施例7：一種含坯體增強(qiáng)劑的衛(wèi)生陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
①.泥漿制備：選取陶瓷黏土、硬質(zhì)添加料、坯體增強(qiáng)劑，放置球磨機(jī)中研磨后，加入水制備成注漿成形用泥漿；
②.坯體制備：將研磨好的泥漿，陳腐7日后，使用模具，進(jìn)行注漿成形；
③.坯體干燥及燒成：模具內(nèi)的試樣稍干后脫模，然后再進(jìn)行干燥，干燥完后，使用燒成窯爐燒成。
所述的坯體增強(qiáng)劑，其原料按重量份計(jì)為蒙脫石礦物40份、腐殖酸鉀40份、羧甲基纖維素5份、螢石5份、高嶺土10份。
所述的陶瓷黏土為球土、高嶺土、瓷石的組合，以上各組分的添加量與實(shí)施例6相同。
所述的硬質(zhì)添加料為滑石、石英的混合物，所述滑石與石英的添加量與實(shí)施例6相同。
所述步驟①中，坯體增強(qiáng)劑的加入量為泥漿總重量的2 %。
所述步驟③中，坯體放入電熱干燥箱中干燥，將坯體先在室溫～50 ℃干燥11～14 h，然后再在105～110 ℃干燥11～14 h后。
在所述步驟②與步驟③進(jìn)行的過程中對坯體的指標(biāo)進(jìn)行檢測。
將實(shí)施例6與實(shí)施例7中所述的坯體進(jìn)行檢測并與相同配比下的不添加坯體增強(qiáng)劑的坯體進(jìn)行比較，得到表3：
由表3可得：
1.坯體強(qiáng)度提高幅度：實(shí)施例6坯體較原始坯體增加了22.22 %，實(shí)施例7坯體較原始坯體增加了27.78 %。
2.成瓷強(qiáng)度提高幅度：實(shí)施例6坯體較原始坯體增加了15.75 %，實(shí)施例7坯體較原始坯體增加了22.58 %。
4.泥漿流動性基本一致。
5.吃漿厚度：實(shí)施例6比較原始配方薄，實(shí)施例7較實(shí)施例6薄。
由表1、表2、表3可得：添加坯體增強(qiáng)劑后，使坯體和成瓷強(qiáng)度平均提高10~30 %，對于衛(wèi)生瓷的薄壁輕量化，提高成品率均有好處。
實(shí)施例8：與實(shí)施例1基本相似，其不同之處在于：所述的陶瓷黏土為高嶺土、瓷土、硬質(zhì)高嶺石的組合，所述的硬質(zhì)添加料為石英、廢瓷的組合。
如上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故任凡未脫離本方案技術(shù)內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例做出任何簡單的更改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍。