隨著現(xiàn)代陶瓷技術(shù)的發(fā)展,人們對陶瓷的性能提出了更高的要求。稀釋劑是建筑陶瓷中常用的一種添加劑。因其用量少、效果好,在陶瓷工業(yè)中被稱為“味精”。陶瓷稀釋劑在陶瓷生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。稀釋劑又稱減水劑、脫膠劑、降凝劑。其主要作用是提高建筑陶瓷坯體和釉漿的流動性,使?jié){料含水量最少,流動性能更好,無絮凝沉淀,操作方便。
同時,合理選擇稀釋劑可以為陶瓷企業(yè)節(jié)約能源消耗,降低生產(chǎn)成本。對于噴霧干燥物料,由于含水率的降低,可以降低干燥能耗,增加粉體產(chǎn)量。對于釉漿,在保證生產(chǎn)工藝的前提下,可防止絮凝,降低含水量。這對于某些需要高釉漿和高固含量的產(chǎn)品尤為重要。有的廠家使用助磨稀釋劑,在相同工藝要求下,可縮短球磨時間,節(jié)約能耗。但是,一些廠家在使用稀釋劑時,由于使用方法不當(dāng),或其他因素,導(dǎo)致使用稀釋劑。結(jié)合佛山市古越陶瓷廠在國外的技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗,分析了影響稀釋劑性能和使用效果的因素。一般來說,有以下幾個方面:
1、 稀釋劑用量的影響
在使用稀釋劑的過程中,不少陶瓷企業(yè)認(rèn)為稀釋劑加入量越多,泥漿稀釋效果越好,這并不一定正確。對于不同的鋼坯,所用稀釋劑的劑量范圍是不同的。當(dāng)稀釋劑用量最少或最多時,泥漿的流動性并不總是好的。只有通過實驗確定范圍,才能使泥漿流動性更好、更經(jīng)濟(jì)。
2、 球磨細(xì)度的影響
在陶瓷生產(chǎn)中,不同的產(chǎn)品對球磨細(xì)度有不同的要求。在稀釋劑試驗過程中,必須注意不同細(xì)度對稀釋劑效果的影響。即使使用相同的稀釋劑,不同細(xì)度的稀釋效果也不同。因此,必須嚴(yán)格按照批量生產(chǎn)的細(xì)度要求進(jìn)行試驗。
3、 粘土礦物結(jié)構(gòu)和組成的影響
在陶瓷原料中,不同的粘土具有不同的礦物結(jié)構(gòu)、成分和性質(zhì)。例如高嶺石和蒙脫石粘土,由于其礦物結(jié)構(gòu)和組成的特點,常規(guī)稀釋劑的作用不是很明顯。伊利石粘土由于其自身的礦物結(jié)構(gòu),具有較好的稀釋效果。在實際使用過程中,很多陶瓷企業(yè)認(rèn)為同一稀釋劑可以用于不同的產(chǎn)品毛坯。事實上,我們針對不同的鋼坯,結(jié)合鋼坯的相關(guān)結(jié)構(gòu),為客戶調(diào)整合適的稀釋劑種類和用量,從而達(dá)到理想的使用效果和成本。
4、 原料中固體顆粒形狀和尺寸的影響
漿液濃度越小,顆粒的平均位移越小。另外,由于水的偶極子性質(zhì)和膠體顆粒的電荷,在每個顆粒周圍會形成一層水化膜,導(dǎo)致固體顆粒的體積比實際體積大得多,從而阻礙了泥漿的流動,使其稀釋效果變差。因此,固體顆粒的形狀和大小對漿液的稀釋效果有很大的影響。
5、 泥漿pH值的影響
控制pH值是改善泥漿流動性和懸浮性的方法之一。膠體顆粒的吸附力(pH值)會改變顆粒表面的吸附力,從而影響顆粒的吸附力。另外,在陶瓷生產(chǎn)中,隨著pH值的降低,泥漿的穩(wěn)定性會形成一種卡結(jié)構(gòu),與游離水結(jié)合,導(dǎo)致泥漿體系粘度增大,泥漿穩(wěn)定性降低。一般情況下,泥漿的pH值控制在7~9之間,不僅泥漿效果好,而且不易腐蝕生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備。在中國陶瓷企業(yè)中,漿料的pH一般控制在8-9之間,而在一些外國陶瓷企業(yè)中,由于坯料本身的pH值的影響,其中一些在5-7之間。例如,作者在馬來西亞的一家陶瓷企業(yè)做了土壤樣品,泥漿的pH值在5-6之間。
6、 水質(zhì)影響
陶瓷生產(chǎn)中使用了大量的水。使用稀釋劑時要注意水質(zhì)的變化,這也是很多陶瓷企業(yè)不注意的地方。在陶瓷生產(chǎn)中,水主要用作分散介質(zhì)。水溶液中的電解質(zhì)會影響粘土-水體系的溶解平衡和離子濃度,溶解平衡受粘土-水體系pH值和離子濃度的影響。下式為中性條件下溶解平衡的建立過程:
2H2O==H3O+OH一 PH=一log[H3O+]
當(dāng)水中存在可溶性鹽時,Ca2+、Mg2+、Cl-等離子體影響溶解平衡的建立。由于Na+的價態(tài)很小,水膜是穩(wěn)定的。相反,Ca2+和Mg2+等二價陽離子會降低分散體系的穩(wěn)定性,甚至產(chǎn)生絮凝作用,不利于泥漿脫膠。因此,二價離子越多,干擾越大,水的硬度也就越大。為了使水變硬,需要更多或更有效的稀釋劑來結(jié)合這些陽離子。
7、 輔助添加劑的作用
在陶瓷生產(chǎn)過程中,一些陶瓷企業(yè)在原料球磨過程中,除了加入稀釋劑外,還加入了一些其他的輔助添加劑,如綠色體增強(qiáng)劑等。由于一些廠家使用輔助添加劑,添加方式不同,間接影響了稀釋劑的使用效果。很多陶瓷企業(yè)做實驗時,在大規(guī)模生產(chǎn)中都加入了助劑,但在小實驗中往往不添加助劑。所得結(jié)果不同,甚至相反,不能正確反映稀釋劑的作用。一些陶瓷企業(yè)在泥漿的大型球磨過程中需要添加一些顏料。當(dāng)漿料研磨到一定的細(xì)度時,加入顏料。一些技術(shù)人員在做實驗的時候,不是一開始就把顏料和原料混在一起,就是有的干脆不加顏料做實驗,這樣會影響稀釋劑的正常效果。因此,稀釋劑的實驗必須按照量產(chǎn)的所有工藝參數(shù)和程序進(jìn)行,這樣才能使結(jié)果更接近量產(chǎn)。