一種衛生陶瓷高壓成形泥漿的研制*

董志軍

(唐山惠達衛浴股份有限公司 河北 唐山 063020)

在衛生陶瓷領域為提高成形的成品率，有的企業引入了高壓成形技術。與普通石膏模型相比，它的注漿壓力由原來的約0.02 MPa提高到了2 MPa左右，并使用了高強度樹脂模型。這雖然比傳統的普通石膏模型成形效率提高了很多，但同時也對所使用的泥漿提出了更高的要求。目前該領域所存在的主要問題有：

1)所用的高壓泥漿吃漿速度較慢，導致生產效率低下；

2)所用的高壓泥漿雖然吃漿速度較快，但干燥強度較低、導致半成品破損率高；

3)所用的高壓泥漿雖然吃漿速度較快，但燒成收縮、燒成變形較大，導致成品易開裂、變形。

1 試驗內容

1.1技術方案

通過引入細粉料，改變軟質料與硬質料的比例，優化配方組成，達到提高吃漿速度，提升效率的目的；通過引入礦化劑硅灰石原料，優化配方的化學組成，達到降低燒成收縮、變形的目的；通過引入新型增強劑，達到提高干燥強度，降低半成品破損的目的。

1.2所用原料

高壓成形泥漿配方由以下原料和電解質(包括水玻璃和堿面)組成，再外加一定量的增強劑。所用原料的化學組成如表1所示。

1.2.1 硬質料(長石、廢瓷粉、秦皇島瓷石)

使用100目篩下,粒度(≤10 μm)控制在10%～15%的細粉料。

1.2.2 增強劑

一種有機高分子聚合物與無機鹽類相復合的高分子化合物，加入到泥漿中與其中的微顆粒形成鏈狀結構，起到增加坯體強度的作用。

1.2.3 硅灰石

一種三斜晶系，細板狀晶體，集合體呈放射狀或纖維狀的白色細粉狀礦化原料。250目篩余0%～5%，粒度(≤10 μm)控制在35%～45%，D[4，3]∶12～15 μm。

表1 原料化學成分(質量%)

1.3泥漿配方

表2 原料配比(質量%)

根據吃漿速度、干燥強度及吸水率等關鍵指標的影響因素選取主要因素，按正交表設計若干組配方并進行優化調配。其原料配比如表2所示。

1.4 綜合指標

對表2的所列配方進行全面分析總結，得到表3各項綜合指標。

綜上所述，高壓成形泥漿的原料(按質量比)由以下物質組成：秦皇島瓷石：10%～20%，河南瓷石：6%～15%，法庫瓷土：4%～8%，山西紫木節：2%～10%，沁陽土：6%～15%，球土：0～7%，高州水洗泥：6%～16%，圍場瓷土：0～6%，長石：10%～25%，廢瓷粉：4%～15%。其中優選組成為4#即：秦皇島瓷石：15%，河南瓷石：8%，法庫瓷土：4%，山西紫木節：6%，沁陽土：10%，湛江粘土：8%，球土：3%，高州水洗泥：14%，硅灰石：2%，圍場瓷土：4%，長石：18%，廢瓷粉：8%。總體上吃漿速度較快，干燥強度較高，且變形度和吸水率都較小，即為所研制的高壓成形泥漿配方。

表3 綜合指標

4#358.09.08015.09.63.09.50.222.03.480.55#357.59.58515.59.73.19.31.022.53.370.5

1.5增強劑的添加技術

引入的增強劑是一種有機高分子聚合物與無機鹽類相復合的高分子化合物，加入到泥漿中與其中的微顆粒形成鏈狀結構，起到增加坯體強度的作用。可降低半成品破損率，提高產品一級品率。隨著增強劑的加入，對干燥強度和吃漿速度都會造成一定的影響(見表4)。

表4 增強劑對干燥強度和吃漿厚度的影響

在4#的基礎泥漿中加入增強劑，由表4可知，隨著增強劑加入量的增加，干燥強度不斷增大而吃漿速度相應的會有所減小。經綜合考慮，既要提高坯體強度又要相應提高吃漿速度，增強劑加入量在0.2%～0.3%較為適宜。

1.6高壓成形泥漿配方的化學組成(見表5)

2 生產工藝條件

2.1高壓成形泥漿適宜的工藝參數(見表6)

2.2生產制漿工藝

按本研究的適宜的配方比例，將各種原料入磨(其中所述的硬質料用細粉料)，加入適量的解膠劑(水玻璃和堿面)以及適宜的增強劑，最后加入適量水球磨，達到合適的細度范圍即可。

2.3燒成制度

表5 高壓成形泥漿配方的化學組成(質量%)

表6 高壓成形泥漿適宜的物理性能工藝參數

燒成氣氛為氧化氣氛，燃料為天然氣，燒成周期為15～20 h；最高燒成溫度為1 160～1 220 ℃，保溫時間為20～40 min，一次燒成。

采用本研究的高壓成形泥漿配方制造的衛生陶瓷制品，具有以下顯著優點：

1)吃漿速度比目前國內同行業(吃漿速度在7.0～8.5 mm/45 min)增加0.5 mm/45 min以上，高壓成形分體坐便類產品，高壓注漿時間與目前同行業比縮短60 s以上，效率提高約5%；

2)通過引入新型增強劑，干燥抗折強度達到4.0 MPa以上(國內同行業干燥抗折強度為2.5～3.5 MPa)。達到了提高干燥抗折強度的目的，有效地降低了半成品的破損率；

3)通過引入礦化劑硅灰石，不僅降低了燒成收縮，還降低了自身的變形度22(目前同行業標準變形度在30左右)。這在一定程度上，降低了產品燒成開裂、走形缺陷的發生率。