陶瓷减水剂是指用于陶瓷体强化和增塑剂的材料。补强剂一般为有机聚合物,对陶瓷生产过程的各个环节没有不良影响,并且具有良好的烧成特性。陶瓷体常用的增塑剂有变性淀粉、甲基纤维素、聚乙烯醇和丙烯酸聚合物、海藻酸钠、糊精、单宁提取物等。其中,陶瓷绿色增塑剂的强化机理大致可归纳为有机聚合物链强化、氢键强化、附着力强化、静电力强化和纤维增韧。
当绿色陶瓷中没有增塑剂时,绿色陶瓷颗粒之间的键合依赖于范德华力。绿色陶瓷颗粒之间的键合机制取决于增塑剂分子的结构。对于有机聚合物增强剂,具有足够链长的聚合物可以在陶瓷颗粒之间架桥交联,形成不规则的网络结构,形成结合力,将陶瓷颗粒紧密包裹。在机体断裂之前,施加在机体上的部分载荷是由补强剂分子的长链承担的,并且由于分子链中存在许多可以内部旋转的单键,这种单键使得聚合物链具有很强的柔韧性和弹性,从而增加了机体的强度。
在绿色阶段,陶瓷颗粒之间有少量的水,因此颗粒之间存在毛细力。毛细力的存在在颗粒扩散层中产生张力,使颗粒更紧密地聚集在一起。成型压力越高,颗粒之间的距离越近,毛细力越高,颗粒的结合力越强,体的强度越强。在陶瓷体中有增塑剂存在的情况下,除上述范德华力和毛细力外,由于颗粒表面被高分子材料包裹,借助高分子材料,颗粒之间会发生氢键,从而大大提高了体的强度。氢键的强度取决于增强剂分子链的表面电荷密度。电荷密度越高,力就越大。
陶瓷体增塑剂的产品特点:1、加入浆料后,陶瓷浆不会变稠,不影响浆料的流动性,方便浆料的输送,从根本上解决了常用木质素和羧甲基纤维素钠(CMC)陶瓷体增塑剂的缺点。2、浆料喷雾干燥时,其分子链相互交叉形成网状结构,使体粉进入网状结构并结合在一起,起到骨架作用,显著提高体的强度。3、浆料悬浮性和流动性好,增韧效果显著。特别是在干燥前可以明显提高体的强度,减少体的损伤,不会在瓦内形成“黑心”。4、当瓷体浆料仍含5%水分时,增塑剂可显著提高瓷体强度,解决砖刚压出瓷体时缺边缺陷的问题。