陶瓷坯體增強(qiáng)劑的產(chǎn)品范圍很廣。從廣義上講,任何能提高陶瓷強(qiáng)度的產(chǎn)品都可以稱為陶瓷增強(qiáng)劑。隨著獲得優(yōu)質(zhì)泥漿的難度逐年加大,陶瓷企業(yè)為了維持生產(chǎn),不得不尋求低品位泥漿。在這種情況下,不僅提高了對高效減水劑的要求,而且陶瓷坯體增強(qiáng)劑也得到了大規(guī)模的應(yīng)用。
常見的陶瓷增強(qiáng)劑有膨潤土、纖維素系列、木質(zhì)素磺酸鹽和各種水溶性聚合物。
1、膨潤土
隨著粘土用量的減少,膨潤土已基本進(jìn)入各陶瓷企業(yè)。以其實力和價格,受到各企業(yè)的青睞。
膨潤土具有良好的結(jié)合性能,適量的加入可以提高坯體的強(qiáng)度。目前市場上的無機(jī)生坯一般有膨潤土、天然膨潤土或人工膨潤土。
膨潤土有很多種,如鈉基膨潤土和鈣基膨潤土。膨潤土的成分非常多,鋁含量從12分到20分不等,甚至更寬。用作坯體增強(qiáng)劑的膨潤土一般為鈉基膨潤土。鈣基膨潤土較易對脫膠產(chǎn)生不利影響。由于膨潤土粒徑較小,應(yīng)注意膨潤土的用量。如果用量過高,容易造成坯體因收縮過大而干燥開裂。
2、木質(zhì)素
木質(zhì)素是造紙廠從制漿廢液中提取的副產(chǎn)品。纖維束和木質(zhì)素是從造紙工業(yè)中提取出來的,剩余的一半纖維和木質(zhì)素留在廢液中。木質(zhì)素按原料不同可分為堿木質(zhì)素和木質(zhì)素磺酸鹽。
堿木質(zhì)素的制備工藝是:將木材和NaOH溶液加熱煮熟,木材中的木質(zhì)素形成堿木質(zhì)素和硫化木質(zhì)素,溶解在堿液中。紙漿經(jīng)過洗滌和纖維素分析后,木質(zhì)素進(jìn)入廢液中,廢液因其顏色較黑而被稱為黑液。
采用化學(xué)沉淀法分離堿木質(zhì)素和硫木質(zhì)素,然后回收。在使用過程中,堿木素的作用一般。同時,由于硫、磷含量高,在球磨過程中易揮發(fā),制漿時氣味較大。相對而言,它對球磨機(jī)的工作環(huán)境影響較大。
在當(dāng)前環(huán)境保護(hù)的壓力下,許多造紙企業(yè)開始重視黑液的使用,許多大型造紙企業(yè)和高校聯(lián)合開發(fā)黑液在建筑陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用。堿木質(zhì)素的發(fā)展前景值得關(guān)注。
木質(zhì)素磺酸鹽。木質(zhì)素磺酸鈣的制備來源于酸性制漿。含亞硫酸鈣、亞硫酸鎂、亞硫酸鈉或亞硫酸銨的酸性亞硫酸鹽與木材加熱,木質(zhì)素磺化形成水溶性木質(zhì)素磺酸鹽。因為它是紅色的,所以變成了紅色的液體。木質(zhì)素磺酸鹽的強(qiáng)化效果優(yōu)于堿木質(zhì)素。
3、水溶性聚合物
常見的水溶性聚合物有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、淀粉、橡子栲膠、阿拉伯膠等。液體增強(qiáng)劑一般是事先溶解,然后加入球磨機(jī)。
值得注意的是,要充分利用水溶性聚合物,必須了解聚合物中碳鏈及其支鏈的數(shù)目,以及聚合物的官能團(tuán),才能很好地利用水溶性聚合物。有些聚合物不能球磨,分子鏈在高溫下容易斷裂,不能起到增強(qiáng)作用。如果分子鏈過長,會導(dǎo)致燒結(jié)過程中的黑心現(xiàn)象,因為溫度過高,不能有效地完全燃燒。
相對而言,無機(jī)增強(qiáng)劑的效果相對較好,對脫膠的效果相對有限。為了避免缺陷的產(chǎn)生,需要對有機(jī)增強(qiáng)劑的分子量和碳鏈支鏈進(jìn)行適當(dāng)?shù)男揎?。同時,要注意有機(jī)增強(qiáng)劑對泥漿脫膠的影響。