耐酸搪瓷釉浆的悬浮稳定性研究

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搪瓷生产中,釉浆悬浮稳定性差的问题一直困扰着搪瓷工作者,主要原因是瓷釉成分比较多,不同瓷釉组成成分也各不相同,且彼此间相互影响,釉浆添加剂也不相同,因此分析起来比较复杂。本文通过对瓷釉粒度的控制,复合添加剂的确定,陈化过程中釉浆的性能控制,以及对高岭土进行改性插层并将插层复合物应用于釉浆中,旨在通过分析各方面的影响因素来提高耐酸搪瓷釉浆的悬浮稳定性。第一,瓷釉粒度的控制。通过搪烧实验,发现当瓷釉颗粒平均粒径为17.92μm时,能够有效避免釉面缺陷。第二,复合添加剂体系的设计。首先通过XRD、BET、ζ-电位分析、热分析等各手段,综合比较四种粘土。分析得出苏州高岭土的结晶有序度高,粒度分布均匀,ζ-电位较高,热稳定性好,比表面积大,能在同质量承载更多离子,故被选做实验悬浮剂;其次是釉浆解凝剂的选择,釉浆悬浮性能差的一部分原因是解凝剂选用不当。分别对纯碱,六偏磷酸钠,三聚磷酸钠以及纯碱与三聚磷酸钠以1:2组合的复合解凝剂进行分析,通过对釉浆粘度、ζ-电位的测定表明,当添加的复合解凝剂添加量为0.3%时,釉浆触变性最好,ζ-电位最高,达到-76.96mv;最后还添加偏铝酸钠和硼酸缓解釉浆变稀,碳酸镁提高釉浆打板时的停留性,以此保证釉面质量。以4d的粘度变化(△η),釉面初始厚度和釉面厚度变化为指标,通过正交实验得出添加剂比例为高岭土:复合解凝剂:偏铝酸钠:硼酸:碳酸镁=120:6:2:2:1。第三,考察陈化过程中的釉浆性能。加入氨水至釉浆pH值为11.5,同时升高温度至40℃,釉浆ζ-电位达到-85.10mv,△η降低,在一定程度上提高了釉浆的悬浮稳定性。第四,将高岭土进行有机改性插层并将高岭土有机插层复合物代替高岭土应用于釉浆中。在pH值为11,温度为40℃的条件下,分别对CTAB,PAM超声48h,进行XRD及IR分析发现CTAB,PAM能够插层进高岭土层间且分别引起高岭土层间距达到2.622nm,2.870nm。将高岭土有机插层复合物引入釉浆后发现CTAB/Kaolin-釉浆△η进一步变小,ζ-电位达到-131.02mv,对釉浆性能的稳定性进一步提高,同时不影响瓷釉耐酸性能。最后得出:在瓷釉颗粒平均粒径为17.92μm,高岭土、复合解凝剂、偏铝酸钠、硼酸、碳酸镁添加比例为120:6:2:2:1,陈化pH为11.5,温度40℃时,釉浆悬浮稳定性得到提高。将制备的CTAB/Kaolin插层复合物代替高岭土按上述条件制备釉浆,能进一步提高釉浆悬浮稳定性。因此将高岭土有机插层复合物引入釉浆中有可行性,能为搪瓷生产工作者提供一定的理论依据。
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