随着现代陶瓷技术的发展,人们对陶瓷的性能提出了更高的要求。稀释剂是建筑陶瓷中常用的一种添加剂。因其用量少、效果好,在陶瓷工业中被称为“味精”。陶瓷稀释剂在陶瓷生产中发挥着越来越重要的作用。稀释剂又称减水剂、脱胶剂、降凝剂。其主要作用是提高建筑陶瓷坯体和釉浆的流动性,使浆料含水量最少,流动性能更好,无絮凝沉淀,操作方便。
同时,合理选择稀释剂可以为陶瓷企业节约能源消耗,降低生产成本。对于喷雾干燥物料,由于含水率的降低,可以降低干燥能耗,增加粉体产量。对于釉浆,在保证生产工艺的前提下,可防止絮凝,降低含水量。这对于某些需要高釉浆和高固含量的产品尤为重要。有的厂家使用助磨稀释剂,在相同工艺要求下,可缩短球磨时间,节约能耗。但是,一些厂家在使用稀释剂时,由于使用方法不当,或其他因素,导致使用稀释剂。结合佛山市古越陶瓷厂在国外的技术服务经验,分析了影响稀释剂性能和使用效果的因素。一般来说,有以下几个方面:
1、 稀释剂用量的影响
在使用稀释剂的过程中,不少陶瓷企业认为稀释剂加入量越多,泥浆稀释效果越好,这并不一定正确。对于不同的钢坯,所用稀释剂的剂量范围是不同的。当稀释剂用量最少或最多时,泥浆的流动性并不总是好的。只有通过实验确定范围,才能使泥浆流动性更好、更经济。
2、 球磨细度的影响
在陶瓷生产中,不同的产品对球磨细度有不同的要求。在稀释剂试验过程中,必须注意不同细度对稀释剂效果的影响。即使使用相同的稀释剂,不同细度的稀释效果也不同。因此,必须严格按照批量生产的细度要求进行试验。
3、 粘土矿物结构和组成的影响
在陶瓷原料中,不同的粘土具有不同的矿物结构、成分和性质。例如高岭石和蒙脱石粘土,由于其矿物结构和组成的特点,常规稀释剂的作用不是很明显。伊利石粘土由于其自身的矿物结构,具有较好的稀释效果。在实际使用过程中,很多陶瓷企业认为同一稀释剂可以用于不同的产品毛坯。事实上,我们针对不同的钢坯,结合钢坯的相关结构,为客户调整合适的稀释剂种类和用量,从而达到理想的使用效果和成本。
4、 原料中固体颗粒形状和尺寸的影响
浆液浓度越小,颗粒的平均位移越小。另外,由于水的偶极子性质和胶体颗粒的电荷,在每个颗粒周围会形成一层水化膜,导致固体颗粒的体积比实际体积大得多,从而阻碍了泥浆的流动,使其稀释效果变差。因此,固体颗粒的形状和大小对浆液的稀释效果有很大的影响。
5、 泥浆pH值的影响
控制pH值是改善泥浆流动性和悬浮性的方法之一。胶体颗粒的吸附力(pH值)会改变颗粒表面的吸附力,从而影响颗粒的吸附力。另外,在陶瓷生产中,随着pH值的降低,泥浆的稳定性会形成一种卡结构,与游离水结合,导致泥浆体系粘度增大,泥浆稳定性降低。一般情况下,泥浆的pH值控制在7~9之间,不仅泥浆效果好,而且不易腐蚀生产机械设备。在中国陶瓷企业中,浆料的pH一般控制在8-9之间,而在一些外国陶瓷企业中,由于坯料本身的pH值的影响,其中一些在5-7之间。例如,作者在马来西亚的一家陶瓷企业做了土壤样品,泥浆的pH值在5-6之间。
6、 水质影响
陶瓷生产中使用了大量的水。使用稀释剂时要注意水质的变化,这也是很多陶瓷企业不注意的地方。在陶瓷生产中,水主要用作分散介质。水溶液中的电解质会影响粘土-水体系的溶解平衡和离子浓度,溶解平衡受粘土-水体系pH值和离子浓度的影响。下式为中性条件下溶解平衡的建立过程:
2H2O==H3O+OH一 PH=一log[H3O+]
当水中存在可溶性盐时,Ca2+、Mg2+、Cl-等离子体影响溶解平衡的建立。由于Na+的价态很小,水膜是稳定的。相反,Ca2+和Mg2+等二价阳离子会降低分散体系的稳定性,甚至产生絮凝作用,不利于泥浆脱胶。因此,二价离子越多,干扰越大,水的硬度也就越大。为了使水变硬,需要更多或更有效的稀释剂来结合这些阳离子。
7、 辅助添加剂的作用
在陶瓷生产过程中,一些陶瓷企业在原料球磨过程中,除了加入稀释剂外,还加入了一些其他的辅助添加剂,如绿色体增强剂等。由于一些厂家使用辅助添加剂,添加方式不同,间接影响了稀释剂的使用效果。很多陶瓷企业做实验时,在大规模生产中都加入了助剂,但在小实验中往往不添加助剂。所得结果不同,甚至相反,不能正确反映稀释剂的作用。一些陶瓷企业在泥浆的大型球磨过程中需要添加一些颜料。当浆料研磨到一定的细度时,加入颜料。一些技术人员在做实验的时候,不是一开始就把颜料和原料混在一起,就是有的干脆不加颜料做实验,这样会影响稀释剂的正常效果。因此,稀释剂的实验必须按照量产的所有工艺参数和程序进行,这样才能使结果更接近量产。