陶瓷泥浆及其制成的低变形率的陶瓷及其陶瓷的制备工艺的制作方法

1.本申请涉及陶瓷生产的技术领域，更具体地说，它涉及陶瓷泥浆及其制成的低变形率的陶瓷及其陶瓷的制备工艺。


背景技术：

2.随着陶瓷生产技术的快速发展，陶瓷制品种类繁多，性能各异，传统陶瓷制品包括日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、工业美术陶瓷、化工陶瓷、电气陶瓷等，且陶瓷制品广泛应用于国民经济的各个领域。
3.目前，现有的陶瓷的制备工艺包括以下步骤：s1:将陶瓷泥料置于球磨机中进行球磨16
‑
22h，过筛，得到陶瓷泥浆；s2:将陶瓷泥浆注入石膏模具中，注浆成型得到陶瓷生坯；s3:将陶瓷生坯进行干燥4
‑
7天后进行施釉；s4:将施釉后的陶瓷生坯放入窑炉中进行高温烧成得到陶瓷制品。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为陶瓷生坯在干燥的过程中，由于生坯的坯体含水率不均匀，导致坯体的干燥收缩不一致，使烧成的陶瓷制品的变形率高。


技术实现要素：

5.为了降低陶瓷的变形率，本申请提供一种陶瓷泥浆。
6.为了获得低变形率的陶瓷，本申请提供一种低变形率的陶瓷。
7.为了获得低变形率的陶瓷，本申请提供一种低变形率的陶瓷的制备工艺。
8.本申请提供的一种陶瓷泥浆采用如下的技术方案：第一方面，本申请提供一种陶瓷泥浆，采用如下的技术方案：一种陶瓷泥浆，包括以下质量份数的原料通过搅拌混合得到：陶瓷泥料：球石35
‑
40份，沁阳土75
‑
80份，山西子木节50
‑
55份，球土123
‑
130份，宣化土100
‑
110份，抚宁瓷石58
‑
65份，承德土70
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75份，章村土148
‑
155份，滦县砂岩170
‑
178份，白泥75
‑
85份，白云石5
‑
10份，瓷粉40
‑
48份，黑矸100
‑
105份；胺基磷酸型树脂5
‑
10份；水350
‑
370份。
9.通过采用上述技术方案，由于陶瓷泥浆是泥料悬浮于水中的胶体系统，泥料粒子带负电，在水中能够吸引阳离子形成胶团，如钙离子、镁离子等，泥料粒子上还大量吸附h
+
，由于h
+
离子半径小，电荷密度大，与带负电的泥料粒子作用力也大，易进入胶体吸附层，中和泥料粒子的大部分电荷，使相邻同号电荷粒子间的排斥力减小，使粒子易于粘附凝聚，降低泥浆的流动性；且由于钙离子电价较高，泥料粒子间的静电引力大，易进入胶团吸附层，同样降低泥浆的流动性。
10.陶瓷泥料按照配制比例进行配料混合，保证陶瓷泥浆能够注浆成型形成陶瓷生坯，在陶瓷泥浆中引入胺基磷酸型树脂，胺基磷酸型树脂作为起到稀释分散作用的电解质，
胺基磷酸型树脂能将泥浆中的钙离子和镁离子进行络合形成稳定的络合物，对泥浆体系起到稀释分散的作用，同时由于胺基磷酸型树脂的阳离子离解程度大，能够进入胶团的扩散层，电动电位加大，粒子间的排斥力增大，从而改善泥浆的流动性，使陶瓷泥料更好的在水中分散，使制成的陶瓷生坯含水率均匀，保证生坯坯体的干燥收缩一致，从而减少陶瓷的变形。
11.在陶瓷生坯进行烧成的高温条件下，胺基磷酸型树脂中的磷酸根与泥浆体系中的钙离子反应生成磷酸钙沉淀，且生成磷酸钙会填充在陶瓷气孔中不会随水分挥发，使陶瓷制品的密度增加，降低陶瓷制品的烧失量，使烧成的陶瓷制品更加致密化，强度增加。
12.优选的，还包括交联剂3
‑
6份。
13.通过采用上述技术方案，在陶瓷泥浆中加入交联剂，减少陶瓷生坯进行干燥过程中出现开裂的情况，增强陶瓷泥料之间的粘结性能，减少由于开裂导致的陶瓷变形的情况。
14.优选的，所述交联剂为甲基纤维素。
15.通过采用上述技术方案，甲基纤维素是一种非离子纤维素醚，甲基纤维素具有热凝胶特性，甲基纤维素在低温条件下完全溶于水中，形成透明的水溶液，随温度的升高甲基纤维素会发生溶胶凝胶化反应，在陶瓷泥浆进行注浆成型的过程中对模具进行升温，使甲基纤维素随温度升高粘度增加失去流动性，使陶瓷生坯的形状更加稳定，不易出现变形。
16.优选的，所述甲基纤维素的粒径为45
‑
55微米。
17.通过采用上述技术方案，甲基纤维素的粒径比陶瓷泥料的粒径更细，使甲基纤维素能更好的溶于水中，形成透明的水溶液，从而使甲基纤维素更好的分散在陶瓷泥浆体系中，减少由于干燥时收缩速率过快导致陶瓷生坯开裂的情况，减少陶瓷发生变形。
18.优选的，还包括表面活性剂2
‑
4份。
19.通过采用上述技术方案，表面活性剂可使陶瓷泥料和胺基磷酸型树脂更好的分散在陶瓷泥浆中，同时在陶瓷生坯进行脱模时，减少粘模的情况，从而减少陶瓷坯体的变形，使陶瓷制品的变形率更低。
20.优选的，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。
21.通过采用上述技术方案，十六烷基三甲基溴化铵为离子型表面活性剂，十六烷基三甲基溴化铵可以通过其所带的疏水基团与甲基纤维素链上的甲基基团的相互作用聚集在其周围形成类似胶束的聚集体，从而在不同的甲基纤维素间形成网络结构，从而保证陶瓷生坯在干燥过程中不易开裂，且陶瓷生坯的形状更加稳定，不易变形。
22.优选的，还包括氯化钠2
‑
4份。
23.通过采用上述技术方案，氯化钠作为可溶性盐类电解质，对陶瓷泥浆的性能进行调整，且氯化钠的存在可以诱导十六烷基三甲基溴化铵在泥浆体系中形成自由的球状胶束，降低自由能，从而促使甲基纤维素的溶胶凝胶化转变，使溶胶凝胶化转变后的甲基纤维素与陶瓷泥料更好的交联，在陶瓷注浆成型的升温条件下，甲基纤维素的粘度下降形成凝胶，后续对陶瓷生坯进行干燥的过程中抵抗陶瓷干燥过程中的收缩力，减少陶瓷形变。
24.第二方面，本申请提供一种低变形率的陶瓷，包括上述所述的陶瓷泥浆制备获得。
25.通过采用上述技术方案，在陶瓷泥料中引入胺基磷酸型树脂，胺基磷酸型树脂能够对泥浆体系中的钙离子、镁离子进行络合，改善浆料的性能，保证生坯的含水率均匀，干燥收缩一致，减少变形，且胺基磷酸型树脂上的磷酸根与钙离子形成磷酸钙，陶瓷烧成的高
温条件下能够有效填充陶瓷坯体中的气孔，减少烧失量，增加密度，从而提高陶瓷制品的强度；在陶瓷泥浆中加入甲基纤维素，甲基纤维素是一种非离子纤维素醚，甲基纤维素具有热凝胶特性，甲基纤维素在低温条件下完全溶于水中，形成透明的水溶液，随温度的升高甲基纤维素会发生溶胶凝胶化反应，在陶瓷泥浆进行注浆成型的过程中对模具进行升温，使甲基纤维素随温度升高粘度增加失去流动性，使陶瓷生坯的形状更加稳定，不易出现变形；在陶瓷泥浆中加入十六烷基三甲基溴化铵可以通过其所带的疏水基团与甲基纤维素链上的甲基基团的相互作用聚集在其周围形成类似胶束的聚集体，从而在不同的甲基纤维素间形成网络结构，从而保证陶瓷生坯在干燥过程中不易开裂，且陶瓷生坯的形状更加稳定，不易变形；在陶瓷泥浆中加入氯化钠作为可溶性盐类电解质，氯化钠的存在可以诱导十六烷基三甲基溴化铵在泥浆体系中形成自由的球状胶束，从而促使甲基纤维素的溶胶凝胶化转变，使溶胶凝胶化转变后的甲基纤维素与陶瓷泥料更好的交联，减少陶瓷变形。
26.第三方面，本申请提供一种低变形率的陶瓷的制备工艺，采用如下的技术方案：一种低变形率的陶瓷的制备工艺，包括以下步骤，s1:将陶瓷泥浆注入石膏模具中，在45℃
‑
65℃的温度下，注浆成型得到陶瓷生坯；s2:将陶瓷生坯进行干燥4
‑
7天后进行施釉；s3:将施釉后的陶瓷生坯放入窑炉中进行高温烧成得到陶瓷制品。
27.通过采用上述技术方案，陶瓷泥浆经过注浆成型、干燥、施釉、高温烧成等步骤制备获得低变形率的陶瓷。
28.综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用胺基磷酸型树脂，由于胺基磷酸型树脂能将泥浆中的钙离子和镁离子进行络合形成稳定的络合物，对泥浆体系起到稀释分散的作用，同时由于胺基磷酸型树脂的阳离子离解程度大，能够进入胶团的扩散层，电动电位加大，粒子间的排斥力增大，从而改善泥浆的流动性，使陶瓷泥料更好的在水中分散，使制成的陶瓷生坯含水率均匀，保证生坯坯体的干燥收缩一致，从而减少陶瓷的变形。在陶瓷烧成的高温条件下，胺基磷酸型树脂中的磷酸根与泥浆体系中的钙离子反应生成磷酸钙，生成磷酸钙会填充在陶瓷气孔中不会随水分挥发，降低陶瓷制品的烧失量，使陶瓷制品的密度增加，使烧成的陶瓷制品的强度更好；2、本申请中优选采用甲基纤维素，甲基纤维素是一种非离子纤维素醚，甲基纤维素具有热凝胶特性，甲基纤维素在低温条件下完全溶于水中，形成透明的水溶液，随温度的升高甲基纤维素会发生溶胶凝胶化反应，在陶瓷泥浆进行注浆成型的过程中对模具进行升温，使甲基纤维素随温度升高粘度增加失去流动性，使陶瓷生坯的形状更加稳定，不易出现变形；3、本申请的方法，将陶瓷泥浆通过注浆成型得到陶瓷生坯，陶瓷生坯经过干燥、施釉、烧成等工序得到陶瓷制品，因此获得了低变形率的陶瓷。
具体实施方式
29.原料来源：
陶瓷泥料和釉料等原料的化学成分如下
实施例1一种陶瓷泥浆，包括以下质量的原料通过搅拌混合得到：陶瓷泥料：球石38kg，沁阳土77kg，山西子木节52kg，球土126kg，宣化土106kg，抚
宁瓷石60kg，承德土72kg，章村土149kg，滦县砂岩174kg，白泥80kg，白云石8kg，瓷粉44kg，黑矸103kg；胺基磷酸型树脂7kg；水360kg；交联剂5kg；表面活性剂3kg；氯化钠3kg。
30.其中交联剂为甲基纤维素，粒径为50微米；表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵；低变形率的陶瓷由上述陶瓷泥浆制备获得。
31.以上陶瓷泥浆制备出的低变形率的陶瓷的制备工艺，包括以下步骤：s1:将陶瓷泥料和水置于球磨机中进行球磨20h，球磨后加入胺基磷酸型树脂、甲基纤维素、十六烷基三甲基溴化铵和氯化钠，过250目筛，得到陶瓷泥浆；s2:将陶瓷泥浆注入石膏模具中，在65℃的温度下，进行注浆成型，注浆厚度为10mm，成型时间为2h，注浆成型得到陶瓷生坯；s3:将陶瓷生坯进行干燥6天后进行施釉，施釉厚度为0.8
±
0.2mm；s4:将施釉后的陶瓷生坯放入隧道窑炉中进行烧制，烧成温度阶段分别为低温段490
±
5℃、中温段1000
±
5℃、高温段1155
±
5℃、急冷段685
±
5℃、缓冷段509
±
5℃、尾冷段224
±
5℃，烧成时间14h，烧成后得到陶瓷制品。
32.上述施釉过程所加入的釉浆是通过将石英30kg、长石25kg、氧化锌4kg、方解石13kg、白云石7.5kg、碳酸钡8kg、三氧化二铝2kg、苏州土6kg、熔块3kg和混合水60kg经球磨机研磨、过筛后得到。
33.实施例2
‑
5一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于原料用量不同。
34.实施例1
‑
实施例5的原料用量如下表所示。
35.表一，实施例1
‑
实施例5的原料用量
实施例6一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于胺基磷酸型树脂的用量为0kg。
36.对实施例1
‑
5和实施例6的陶瓷进行测试。
37.测试包括：1.变形率测试按照gb/t 3300
‑
2008《日用陶瓷变形检验方法》中规定的方法对陶瓷进行测定。分别对100个陶瓷样品进行测试，测试出的陶瓷的外口径差的平均值和口沿高度差的平均值为基准值，以基准值的倍数代表陶瓷的变形程度。
38.2.陶瓷强度测试按照gb/t4740
‑
1999《陶瓷材料抗压强度试验方法》中规定的方法对陶瓷进行测定。
39.测试结果如下表。
40.表二，实施例1
‑
5和实施例6的陶瓷测试结果
实施例1
‑
5的变形率测试优于实施例6，故本申请中在陶瓷泥浆中引入胺基磷酸型树脂，胺基磷酸型树脂作为起到稀释分散作用的电解质，胺基磷酸型树脂能将泥浆中的钙离子和镁离子进行络合形成稳定的络合物，对泥浆体系起到稀释分散的作用，同时由于胺基磷酸型树脂的阳离子离解程度大，能够进入胶团的扩散层，电动电位加大，粒子间的排斥力增大，从而改善泥浆的流动性，使陶瓷泥料更好的在水中分散，使制成的陶瓷生坯含水率均匀，保证生坯坯体的干燥收缩一致，从而减少陶瓷的变形。
41.实施例1
‑
5的抗压强度优于实施例6，故本申请中胺基磷酸型树脂中的磷酸根与泥浆体系中的钙离子反应生成磷酸钙，且生成磷酸钙到达其自身熔点后会发生熔融，熔融后的磷酸钙会自动填充陶瓷烧成过程由于水分挥发产生的气孔，使陶瓷制品的密度增加，降低陶瓷制品的烧失量，使烧成的陶瓷制品更加致密化，强度增加。
42.实施例7一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于交联剂的用量为0kg。
43.实施例8一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于交联剂为n,n
‑
亚甲基双丙烯酰胺。
44.实施例9一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于交联剂为羟丙基甲基纤维素。
45.实施例10一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于甲基纤维素的粒径为100微米。
46.对实施例7
‑
10的陶瓷进行测试。
47.测试结果如下表。
48.表三，实施例7
‑
10的陶瓷测试结果 实施例7实施例8实施例9实施例10外口径差的倍数1.641.581.531.42口沿高度差的倍数1.741.691.621.48结合实施例1和实施例7并结合表二、三可以看出，实施例1的变形率测试优于实施例7，故本申请中在陶瓷泥浆中加入交联剂，减少陶瓷生坯进行干燥过程中出现开裂的情况，增强陶瓷泥料之间的粘结性能，减少由于开裂导致的陶瓷变形的情况。
49.结合实施例1和实施例8
‑
9并结合表二、三可以看出，实施例1的变形率测试优于实施例8
‑
9，故本申请中甲基纤维素是一种非离子纤维素醚，甲基纤维素具有热凝胶特性，甲基纤维素在低温条件下完全溶于水中，形成透明的水溶液，随温度的升高甲基纤维素会发生溶胶凝胶化反应，在陶瓷泥浆进行注浆成型的过程中对模具进行升温，使甲基纤维素随温度升高粘度增加失去流动性，使陶瓷生坯的形状更加稳定，不易出现变形。
50.结合实施例1和实施例10并结合表二、三可以看出，实施例1的变形率测试优于实施例10，故本申请中甲基纤维素的粒径比陶瓷泥料的粒径更细，使甲基纤维素能更好的溶于水中，形成透明的水溶液，从而使甲基纤维素更好的分散在陶瓷泥浆体系中，减少由于干燥时收缩速率过快导致陶瓷生坯开裂的情况，减少陶瓷发生变形。
51.实施例11一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于表面活性剂的用量为0kg。
52.实施例12一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠。
53.实施例13一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于表面活性剂为十二烷基三甲基溴化铵。
54.实施例14一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于氯化钠的用量为0kg。
55.实施例15一种陶瓷泥浆，基于实施例1的基础上，其区别在于氯化钠的用量为10kg。
56.对实施例11
‑
15的陶瓷进行测试。
57.测试结果如下表。
58.表四，实施例11
‑
15的陶瓷测试结果15的陶瓷测试结果结合实施例1和实施例11并结合表二、四可以看出，实施例1的变形率测试优于实施例11，故本申请中表面活性剂可使陶瓷泥料和胺基磷酸型树脂更好的分散在陶瓷泥浆中，同时在陶瓷生坯进行脱模时，减少粘模的情况，从而减少陶瓷坯体的变形，使陶瓷制品的变形率更低。
59.结合实施例1和实施例12
‑
13并结合表二、四可以看出，实施例1的变形率测试优于实施例12
‑
13，故本申请中十六烷基三甲基溴化铵为离子型表面活性剂，十六烷基三甲基溴化铵可以通过其所带的疏水基团与甲基纤维素链上的甲基基团的相互作用聚集在其周围形成类似胶束的聚集体，从而在不同的甲基纤维素间形成网络结构，从而保证陶瓷生坯在干燥过程中不易开裂，且陶瓷生坯的形状更加稳定，不易变形。
60.结合实施例1和实施例14
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15并结合表二、四可以看出，实施例1的变形率测试优于实施例14
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15，故本申请中氯化钠作为可溶性盐类电解质，对陶瓷泥浆的性能进行调整，且氯化钠的存在可以诱导十六烷基三甲基溴化铵在泥浆体系中形成自由的球状胶束，降低自由能，从而促使甲基纤维素的溶胶凝胶化转变，使溶胶凝胶化转变后的甲基纤维素与陶瓷泥料更好的交联，在陶瓷注浆成型的升温条件下，甲基纤维素的粘度下降形成凝胶，后续对陶瓷生坯进行干燥的过程中抵抗陶瓷干燥过程中的收缩力，减少陶瓷形变。
61.本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。