中國陶瓷工業
２０１１年１０月第１８卷第５期
文章編號
新型陶瓷坯體增強劑的應用研究
餘愛民夏昌奎張勇趙明曾為民樊葉利郭程長李德發
（杭州諾貝爾集團****，浙江杭州３１１１２２）
摘要主要研究了自製的以木質素為主要原料的陶瓷坯體增強荊的應用。考察了不同濃度、不同原料的增強劑對泥漿流動性，
生坯強度，以及燒成後瓷磚黑心現象的影響。結果表明，自製木質素基的增強劑，引入到建築陶瓷坯體配方中，不僅可以明顯提高生坯強度，而且具有一定的解凝效果，對泥漿流動性影響不大。
關鍵詞增強劑；生坯強度；解凝；泥漿流動性中圖分類號文獻標識碼：ａ
０引言在陶瓷牆地磚生產中，為滿足各工藝要求常需要加入不
同的新增劑，雖然用量不大，但卻起著重要的作用。其中，由於採用乾壓成型，隨著產品規格的增大，對陶瓷磚坯體強度提出了更高要求。如果坯體強度不足，造成坯體在成形、輸送、乾燥、施釉等工藝過程中產生破損，破損率可達１０％ ２０％，嚴重制約了生產效率和產品質量的提高。
若要增加陶瓷坯體的強
用而對坯體的強度無任何影響。
本文以自製的木質素衍生物類的坯體增強劑ｎ１為研究對
象，研究了不同濃度、不同原料的增塑劑對泥漿流動性，生坯強度，以及燒成後瓷磚黑心現象的影響。
１實驗１．１增強劑
度，一是在坯體中提高塑性好的粘土含量，使坯體強度提高，
但同時也增大了坯體的乾燥收縮、燒成收縮以及提高了燒成溫度等；二是在配方中加入適量的增強劑（增強劑又稱臨時性粘合劑）。增強劑多為有機高分子聚合物或溶液，主要是利用分子長鏈的交聯作用，將陶瓷顆粒包圍並連線起來，阻止顆粒在受力條件下產生位移，從而起到增強效果。使用增強劑後的陶瓷坯體嘵蝴中，當溫度達到增強劑碳化、燒失，留下少量灰分，對燒成製品的理化效能沒有不良影響。
由於高分子類的增強劑分子量較大、結構鏈較長，在將泥漿中各種微細的原料顆粒聚集在一起時，也會形成網狀結構包裹住泥漿中的自由水，使泥漿的流動性變差，加入越多，泥漿的流動性也越差。生產中為了解決上述問題只有在泥漿增加額外的水量，這樣泥漿的比重降低，含水量增加，噴霧造粒的能耗也隨之增加，因此需要加入解凝劑來降低泥漿的粘度，減少泥漿的含水率以降低噴霧塔造粒工序中乾燥泥漿水分所消耗的燃料。目前陶瓷生產廠家所用的解凝劑主要為水玻璃
採用調控分子量、磺化度等工藝，自製了木質素基的增強劑。１，２ ，３ 樣品為自製增強劑，為微棕黃透明液體，其中１和２ 採用ｓ一木質素為原料，固含量分別為３０ｗｔ％和５０ｗｔ％；３ 以ｓ＆ｇ一木質素為原料，固含量５０ｗｔ％。
１．２效能測試
１．２．１抗絮凝效能
取生產現場泥漿，化學組成見表１。加入自製增強劑溶液（新增量０．５ｗｔ％），使用５０ｍｌ流速杯測試泥漿流速。１．２．２坯體強度增強效能
將泥漿置於搪瓷盤中於１１０℃烘箱中乾燥，乾燥後的泥塊採用乾法球磨，全部過３０目篩；按６％１３１，例噴水、造粒，再過２０目篩，裝袋、混合、陳腐，然後壓制成型條形小試樣，在德國產４０１—３型抗折強度儀上測試強度。強度的計算採用如下公
式具體壓制引數見表２。１．２．３燒成黑心現象
燒成溫度為１１７７ｏｃ，環溫為１０８８℃，燒成週期為６５ｍｉｎ，
目測有無黑心現象。
和三聚磷酸鈉，要求新增在配方中只能起降低放漿流速的作
表１普通瓷質磚高溫燒成產品配方化學組成）
收稿日期
通訊聯絡人：張勇
２０１１年第５期中國陶瓷工業無１３
ｌ２３４５６７８９
３ｌ３２ｌ３２３２ｌ
表３不同濃度和原料的增強劑對豚體強度和抗絮凝的影響
船毗卯叭
∞ ∞增塑劑生坯編號漿速乾燥水量增塑劑生坯編號漿速專乾燥篙水量堪樣
ｌ一２一
３一４一
５一６一
７一８一
９一２７７平均值２．４７平均值２．６８４．０２
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２結果與討論
２．１濃度和原料對坯體強度和抗絮凝的影響
顆粒表面，增強顆粒表面溶劑化膜，產生位阻效應，使泥漿顆
粒之間的排斥力增加，將泥漿水化過程中形成的空間網狀結構中的束縛水釋放出來，從而增加泥漿的流動性。使它在增塑
的同時起到抗絮凝的作用。
如表３所示，採用ｓ一木質素為原料，隨著增強劑含量的增加，生坯強度得到增強，３０％濃度和５０％濃度的樣品分別由
不加增強劑時的２．４７ｍｐａ增加到２．６８ｍｐａ和３．２３ｍｐａ。漿料的流動性在配料量為１３００ｇ條件下比較。雖然加入濃度３０％的＃ｌ增強劑後，漿料的流速會變低，但是增強劑濃度增加到５０％後，＃２流速明顯增加，說明自製增強劑在高濃度起到增強的同時可以起到抗絮凝的作用。
這是由於木質素基的增塑劑分子量較大，具有較長的結構鏈，在坯體泥漿中加入後會在最後的瓷磚坯體壓延成型中形成網狀結構，從而顯著增加其斷裂強度［２１。同時，它電離出的特徵離子吸附在原料
相同５０％濃度下，２ 和３ 分別採用不同原料的木質素，比較發現３ 增強作用不明顯，但漿料流動性尚可，含水量最
低。說明如果要同時達到增強和解凝的作用，需要對木質素原料進行嚴格的實驗比對。
２．２坯體增強效果的均一性
從圖１同次實驗中，９個樣品的生坯強度測試結果看出，隨使用濃度增加，自製增強劑增強效果越明顯，且增強均一性
越好。綜合考慮原料處理後的使用成本，樣品２，５０％固含量的增強劑，０．５ｗｔ％新增量為比較合適的選擇。
１４中國陶瓷工業２０１１年第５期
芝豫ｌ州
懋州第一次第二次第三次
圖１同次實驗九個樣品空間的增強效果比對
圖２三次實驗九個樣品增強效果平均比對
從三次實驗中（如圖２），９個樣品的生坯強度測試結果的平均值看出，自製增強劑樣品增強效果穩定。２．３燒成後黑心現象
３２１０在燒結後，所有樣品均瓷化，無黑心現象。４５
３５２５
１５ｏ定的解凝效果，對泥漿流動性影響不大，減少了生產中的裂
磚，對提高半成品成品率有很大裨益，對今後的陶瓷牆地磚的薄型化有一定幫助。但值得注意的是木質素是單體問以碳一碳鍵和醚鍵隨機聚合的極其複雜的網狀高分子，沒有嚴格的固定結構，其中的活性基團在分離、提取時很容易造成結構的變化【引，使用不同廠家的原料時，必須嚴格調控分子量、磺化度等工藝引數，保證產品質量穩定。
說明自製陶瓷增強劑中的碳會在陶瓷坯體燒成過程中碳化、燒失，留下少量灰分，對燒成製品的效能沒有不良影響。
３結論從整個實驗可以看出，自製木質素衍生物基的增強劑引入到建築陶瓷坯體配方中，不僅提高了坯體強度，而且具有一
，參考文獻
１蔣挺大木質素．北京：化學世出版社，２００９一
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