一种陶瓷粉料及其制备方法转让专利
申请号 : CN201610208236.3
文献号 : CN105884340B
文献日 : 2018-11-02
发明人 : 刘一军 , 杨晓峰 , 汪庆刚 , 陈欢 , 李超 , 潘利敏
申请人 : 蒙娜丽莎集团股份有限公司
摘要 :
本发明涉及一种陶瓷粉料及其制备方法，所述制备方法包括：将含有陶瓷砂料与粘土的陶瓷原料制成浆料后喷粉制得第一粉料，其中在所述陶瓷原料中，粘土的含量为0～10 wt%；在水中均匀混合添加剂而形成混合水，其中所述添加剂是能均匀分散于水中、且能提高坯体强度的添加剂；将所述混合水雾化并与所述第一粉料均匀混合，即制得陶瓷粉料。
权利要求 :
1.一种陶瓷粉料的制备方法，其特征在于，包括：将陶瓷砂料、或者含有陶瓷砂料与粘土的陶瓷原料制成浆料后喷粉制得第一粉料，其中在所述陶瓷原料中，粘土的含量为大于0且为10 wt%以下，所述浆料中水分为29～32.5%，浆料流速为35～60秒；
在水中均匀混合添加剂而形成混合水，其中所述添加剂是能均匀分散于水中、且能提高坯体强度的添加剂，所述添加剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、和聚氯乙烯中的至少一种；
将所述混合水雾化并与所述第一粉料均匀混合，即制得陶瓷粉料。
2.根据权利要求1 所述的制备方法，其特征在于，在所述陶瓷原料中，所述粘土的含量为大于0且为8 wt%以下。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷砂料包括低温钾钠砂、中温砂和高温砂，其中低温钾钠砂的含量为25～40wt %，中温砂的含量为20～35wt %，高温砂的含量为20～40wt %。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述陶瓷原料中还含有0.1～0.5 wt%的增稠剂。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浆料比重为1.72～1.78。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一粉料的水分为2～4.5 wt%。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，混合水中，水与添加剂的质量比为
100：（3～25）。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，混合水中，水与添加剂的质量比为
100：（5～15）。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述混合水雾化并与所述第一粉料均匀混合后，粉料水分在6.5～9.0 wt%。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，添加剂的添加量为第一粉料质量的
0.3～1.5%。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的制备方法，其特征在于，将所述混合水雾化并与所述第一粉料均匀混合后，还进行陈腐。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，陈腐时间为16～48小时。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，陈腐时间为16～32小时。
14.一种陶瓷坯体的制备方法，其特征在于，包括：根据权利要求1至13中任一项所述的制备方法制备陶瓷粉料；以及将制得的陶瓷粉料成型，即制得陶瓷坯体。
15.一种根据权利要求1至13中任一项所述的制备方法制得的陶瓷粉料。
说明书 :
一种陶瓷粉料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于陶瓷建材领域，具体涉及一种陶瓷粉料及其制备方法。
背景技术
[0002] 陶瓷粘土是陶瓷配方中必不可少的组成部分，其主要作用是为配方提供强度，粘性和韧性，确保配方在成型、加工过程中不烂，是不可再生资源，经过几十年的使用，好的陶瓷粘土越来越少，且成分、白度、强度等性能越来越差，对高档陶瓷的开发限制越来越大，成本越来越高。目前很多添加剂可很好地提高坯体强度，但是对浆料的流速影响特别大，很难较大地改变减少粘土用量，直接使用增强剂来制造粉料生产。
发明内容
[0003] 针对现有技术存在的以上缺陷，本发明的目的是提供一种制备陶瓷粉料的方法以及由该方法制备的陶瓷粉料，以及制备陶瓷坯体的方法，以降低陶瓷配方粘土使用量，同时确保陶瓷粉料及坯体强度不变或有所增强，对工序的加工不产生影响。
[0004] 在此，一方面，本发明提供一种陶瓷粉料的制备方法，包括：
[0005] 将含有陶瓷砂料与粘土的陶瓷原料制成浆料后喷粉制得第一粉料，其中在所述陶瓷原料中，粘土的含量为0～10wt％；
[0006] 在水中均匀混合添加剂而形成混合水，其中所述添加剂是能均匀分散于水中、且能提高坯体强度的添加剂；
[0007] 将所述混合水雾化并与所述第一粉料均匀混合，即制得陶瓷粉料。
[0008] 本发明中，陶瓷配方中粘土的用量减少到10wt％以下，可解决不可再生资源的缺乏问题，提高陶瓷行业的可持续发展；粘土用量减少后，浆料流速明显提高，可适当提高浆料水分含量，节约水源同时可降低造粉能耗。而且用于增强陶瓷粉料强度的聚乙烯醇不是在制备浆料前而是在制粉后添加，因此，该添加的聚乙烯醇不影响浆料的流速及制粉，即对工序的加工不产生影响，同时可以确保陶瓷粉料强度与现有的粘土含量较高的陶瓷粉料相比保持不变或有所增强。
[0009] 较佳地，所述粘土的含量为0～8wt％。从节省粘土资源的角度考虑，粘土的含量越少越好。粘土越少，后续中添加剂使用量越多，确保湿坯强度和干燥坯强度能保证生产需求即可。
[0010] 较佳地，所述陶瓷砂料包括低温钾钠砂、中温砂和高温砂，其中低温钾钠砂的含量为25～40wt％，中温砂的含量为20～35wt％，高温砂的含量为20～40wt％。
[0011] 较佳地，所述陶瓷原料中还含有0.1～0.5wt％的增稠剂。根据本发明，少量加入增稠添加剂，可以防止浆料沉淀，且不影响浆料的流速。
[0012] 较佳地，所述浆料中水分含量为29～32.5％，流速为35～60秒，比重为1.72～1.78。本发明中，浆料水分含量和流速较高，可节约水源同时可降低造粉能耗。
[0013] 较佳地，所述第一粉料的水分为2～4wt％。通过将第一粉料的水分控制在2～4wt％，可以有利于后面混合水雾化粉料水分的控制。较佳地，所述添加剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、和聚氯乙烯中的至少一种。较佳地，混合水中，水与添加剂的质量比为100：(3～25)，优选为100：(5～15)。
[0014] 较佳地，将所述混合水雾化并与所述第一粉料均匀混合后，粉料水分在6.5～9.0wt％。通过将粉料的水分控制在6.5～9.0wt％，有利于压制成型，减少分层或者烂砖。而且本发明通过控制粉料水分，可以控制在粉料中混合的聚乙烯醇的量。较佳地，添加剂的添加量为第一粉料质量的0.3～1.5％。
[0015] 较佳地，将所述混合水雾化并与所述第一粉料均匀混合后，还进行陈腐，优选地，陈腐时间为16～48h。
[0016] 另一方面，本发明还提供一种陶瓷坯体的制备方法，包括：
[0017] 根据上述任意一种制备方法制备陶瓷粉料；以及
[0018] 将制得的陶瓷粉料成型，即制得陶瓷坯体。
[0019] 根据本发明，可以降低粘土使用量，解决不可再生资源的缺乏问题，提高陶瓷行业的可持续发展，同时确保陶瓷坯体的强度与现有的粘土含量较高的陶瓷坯体相比保持不变或有所增强。
[0020] 再一方面，本发明提供一种根据上述任意一种陶瓷粉料的制备方法制得的陶瓷粉料。本发明的陶瓷粉料中粘土含量少，且强度高。
具体实施方式
[0021] 以下结合下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。以下各配方中，如无特别说明，各成分的含量均指重量百分比。
[0022] 本发明提供了一种陶瓷粉料的制备方法，主要通过调整陶瓷粉料配方，减少配方中的粘土含量，并且在制粉后的粉料中再混合用于提高强度的添加剂，制得陶瓷粉料。本发明中，“粘土”是指陶瓷用粘土性材料，例如是水洗球土、混合泥、高岭土、膨润土(主要组成为蒙脱石)、活性白土(组成不定)等。
[0023] 以下，作为示例，说明本发明的陶瓷粉料的制备方法。
[0024] 陶瓷粉料的配方
[0025] 陶瓷粉料的配方中，含有粘土以及其它常用的陶瓷原料成分，例如陶瓷砂料等。本发明中，调整陶瓷粉料配方，减少粘土含量。粘土的含量可为0～10wt％，优选为0～8wt％。从节省粘土资源的角度考虑，粘土的含量越少越好，甚至可以完全不含有粘土(即粘土含量为0wt％)。粘土越少，后续中用于提高强度的添加剂使用量越多，确保由陶瓷粉料制得的湿坯强度和干燥坯强度能保证生产需求即可。作为除粘土以外的其它常用陶瓷原料成分，没有特别限定，例如可以包括低温钾钠砂原材料、中温原材料、高温原材料等。低温钾钠砂原材料包括但不限于南峰低温砂、精选钠石粒、水洗钠砂，其配比可为25～40％。中温原材料包括但不限于中温白砂、超白中温砂，其配比可为20～35％。高温原材料包括但不限于高铝砂、煅烧高岭土、兴源砂，其配比可为20～40％。另外，因粘土使用量偏少，为防止沉淀，可少量加入增稠添加剂，但不能影响流速。优选地，增稠添加剂的含量为0.1～0.5％。作为增稠添加剂，包括但不限于具有一定强度的聚乙烯醇、甲基纤维素、有机增强剂。在一个示例中，陶瓷粉料的配方如下：
[0026] 粘土性原材料配比：0～10％；
[0027] 低温钾钠砂原材料配比：25～40％；
[0028] 中温原材料配比：20～35％；
[0029] 高温原材料配比：20～40％；
[0030] 增稠添加剂：0.1～0.5％。
[0031] 按照配方将陶瓷原料混合并湿法球磨，制备浆料。球磨时间可为10h～15h。球磨后过筛(例如过80目筛)、除铁(例如电磁除铁)等。本发明中，粘土用量减少后，浆料流速明显提高，可适当降低浆料水分含量，节约水源同时可降低造粉能耗。例如，浆料中水分可以是29～32.5％。浆料流速可为35～60秒。浆料比重可为1.72～1.78。
[0032] 将所得的陶瓷浆料制粉。本发明可以用喷雾塔喷雾制粉。将陶瓷浆料用喷枪在塔内喷洒成雾滴状，与热风炉产生的热风相接触，由于雾滴细，具有巨大的蒸发面积，可以快速完成干燥，得到合乎要求的颗粒状粉料。本发明的制备方法具有粉料水分、粒径易调节；粉料为空心球状颗粒，流动性好，简化工艺，提高了生产率的优点。制得的粉体的水分要求可以是2～4.5％。
[0033] 然后，将所配制好的混合水充分雾化在粉料上，边雾化边均混，确保水分均匀。所述混合水是通过在水中均匀混合添加剂而制成。混合水里面加入特殊添加剂，其主要目的是为了提高坯体的强度。添加剂只要能够满足能均匀分散于水中(例如可通过搅拌、球磨的方式使添加剂均匀分散于水中)、能提高坯体强度的添加剂都可以，例如包括但不限于聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、聚氯乙烯等。添加剂可以是单一添加剂，也可以是混合添加剂。添加剂与水混合球磨均匀，有利于粉料的雾化均匀，可有效的提高坯体强度。混合水中水与添加剂的比例可以是100：(3～25)。这样的比例可以有利于混合水的雾化以及与上述粉料的均匀混合；此范围既能满足坯体强度，又能有利于添加剂溶于水。若混合水中添加剂的比例过低，则会导致坯体强度不够，或者用量过大，粉料水分超标，不利于成型；若添加剂的比例过高，则会导致粉料粘性过大，不利于混合均匀，且水分过小，不利于成型。混合水中水与添加剂的比例优选为100：(5～15)。具体比例与配方强度有关，能满足生产即可。喷雾后的粉料水分可以控制在6.5～9.0％(具体水分根据生产工艺要求而定)。通过调节混合水的用量、水与添加剂的比例，可以控制喷在粉料上的添加剂的量。在一个示例中，添加剂的添加量为上述粉料质量的0.3～1.5％。另外，添加剂的添加量还可根据上述粘土的用量来调节，粘土越少，添加剂使用量越多，只要能确保湿坯强度和干燥坯强度能保证生产需求即可。
[0034] 将喷雾后的粉料过筛、陈腐，制备得到陶瓷粉料。其中过筛可以根据所需的陶瓷粉料粒度来选择，优选过20目筛。陈腐时间可以是16～32小时。
[0035] 本发明还提供了陶瓷坯体的制备方法。将上述制得的陶瓷粉料成型，制得陶瓷坯体。成型方式没有特别限定，包括但不限于干压成型、半干压成型等。
[0036] 本发明的制备陶瓷粉料及陶瓷坯体方法降低了陶瓷配方粘土使用量，同时确保了陶瓷粉料及坯体强度不变或有所增强，对工序的加工不产生影响。
[0037] 本发明制得的陶瓷粉料及陶瓷坯体中，粘土含量低(0～10wt％)，同时含有用于增加强度的添加剂而可以确保陶瓷粉料及陶瓷坯体的强度。
[0038] 本发明的有益效果是：与现有技术的陶瓷配方相比，本发明的陶瓷粉料粘土用量的从22～30％减少到10％以下，可解决不可再生资源的缺乏问题，提高陶瓷行业的可持续发展；粘土用量减少后，浆料流速明显提高，可适当降低浆料水分含量，节约水源同时可降低造粉能耗。同时，本发明的制备方法具有粉料水分、粒径易调节；粉料为空心球状颗粒，流动性好，简化工艺，提高了生产率的优点。
[0039] 下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。以下各实施例中，钠长石粉购自小乔采矿厂，钾长石粉购自东信陶瓷采矿厂，高温砂购自华盛陶瓷原料经营部，中温砂购自磊鑫矿业有限公司，混合泥购自尚德冠宏瓷土场，聚乙烯醇购自永创陶瓷原料经营部。
[0040] 实施例1
[0041] 表1：各原材料名称、配比及其化学成分如下：
[0042]序号 原料名称 配比 IL SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 合计
1 钠长石粉 18％ 4.94 67.21 17.1 0.2 0.2 0.3 0.14 1.5 8.01 99.6
2 钾长石粉 20％ 3.86 69.76 18.66 0.30 0.25 0.20 0.08 5.66 1.10 99.87
3 高温砂 30％ 5.88 67.99 21.35 0.99 0.20 0.36 0.37 2.47 0 99.96
4 中温砂 27％ 2.97 68.66 20.20 0.47 0.04 0.10 0.31 3.13 3.20 99.91
5 混合泥 5％ 9.46 62.28 24.62 1.37 0.35 0 0 0.98 0.35 99.98
6 聚乙烯醇 0.3％
1 钠长石粉 18％ 4.94 67.21 17.1 0.2 0.2 0.3 0.14 1.5 8.01 99.6
2 钾长石粉 20％ 3.86 69.76 18.66 0.30 0.25 0.20 0.08 5.66 1.10 99.87
3 高温砂 30％ 5.88 67.99 21.35 0.99 0.20 0.36 0.37 2.47 0 99.96
4 中温砂 27％ 2.97 68.66 20.20 0.47 0.04 0.10 0.31 3.13 3.20 99.91
5 混合泥 5％ 9.46 62.28 24.62 1.37 0.35 0 0 0.98 0.35 99.98
6 聚乙烯醇 0.3％
[0043] 首先，按照配方将上述除聚乙烯醇以外的原料和水分别称量后于20吨球磨机中球磨10～15h，筛余控制在0.6-0.8％(250目)；后过80目筛，电磁除铁后得到陶瓷浆料，浆料水分31％；流速45秒；比重1.75；
[0044] 将陶瓷浆料采用普通陶瓷喷雾造粒塔喷粉，喷粉后粉料水分4.0％；
[0045] 配制混合水：聚乙烯醇与水按100:10的比例混合球磨3-6h；
[0046] 然后，将所配制好的混合水用水刀机充分雾化均匀地喷在粉料上，边雾化边均混，确保水分均匀，混合水的用量与粉料的比例为4：100，其雾化后的粉料水分可以控制在7.5～8.0％；将雾化后的粉料过筛、陈腐，陶瓷粉料制备好。其中过筛过20目筛陈腐时间24小时；
[0047] 将制得的陶瓷粉料送压机处压制成型，制成陶瓷坯体。
[0048] 经抗折强度仪DPK-300/1000检测，所得陶瓷坯体的强度为1.22Mpa。
[0049] 参考例1
[0050] 表2：各原材料名称、配比及其化学成分、生产厂家如下：
[0051]序号 原料名称 配比 IL SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 合计
1 钠长石粉 18％ 4.94 67.21 17.1 0.2 0.2 0.3 0.14 1.5 8.01 99.6
2 钾长石粉 15％ 3.86 69.76 18.66 0.30 0.25 0.20 0.08 5.66 1.10 99.87
3 高温砂 22％ 5.88 67.99 21.35 0.99 0.20 0.36 0.37 2.47 0 99.96
4 中温砂 23％ 2.97 68.66 20.20 0.47 0.04 0.10 0.31 3.13 3.20 99.91
5 混合泥 22％ 9.46 62.28 24.62 1.37 0.35 0 0 0.98 0.35 99.98
1 钠长石粉 18％ 4.94 67.21 17.1 0.2 0.2 0.3 0.14 1.5 8.01 99.6
2 钾长石粉 15％ 3.86 69.76 18.66 0.30 0.25 0.20 0.08 5.66 1.10 99.87
3 高温砂 22％ 5.88 67.99 21.35 0.99 0.20 0.36 0.37 2.47 0 99.96
4 中温砂 23％ 2.97 68.66 20.20 0.47 0.04 0.10 0.31 3.13 3.20 99.91
5 混合泥 22％ 9.46 62.28 24.62 1.37 0.35 0 0 0.98 0.35 99.98
[0052] 首先，按照配方将上述原料和水分别称量后于20吨球磨机中球磨10～15h，筛余控制在0.6-0.8％(250目)；后过80目筛，电磁除铁后得到陶瓷浆料，浆料水分33.5％；流速65秒；比重1.72；
[0053] 将陶瓷浆料采用普通陶瓷喷雾造粒塔喷粉，喷粉后粉料水分8.0％；；
[0054] 将制得的陶瓷粉料按实施例1的方法制成陶瓷坯体。
[0055] 经抗折强度仪DPK-300/1000检测，所得陶瓷坯体的强度为1.08Mpa。
[0056] 由本实施例1可知，粘土用量减少后，浆料流速明显提高，可适当提高浆料水分含量，节约水源同时可降低造粉能耗。由实施例1和参考例1可知，本发明降低粘土使用量制备的陶瓷坯体与现有的正常粘土使用量的陶瓷坯体相比，强度增强。
[0057] 实施例2
[0058] 表3：各原材料名称、配比及其化学成分如下：
[0059]序号 原料名称 配比 IL SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 合计
1 钠长石粉 18％ 4.94 67.21 17.1 0.2 0.2 0.3 0.14 1.5 8.01 99.6
2 钾长石粉 20％ 3.86 69.76 18.66 0.30 0.25 0.20 0.08 5.66 1.10 99.87
3 高温砂 30％ 5.88 67.99 21.35 0.99 0.20 0.36 0.37 2.47 0 99.96
4 中温砂 24％ 2.97 68.66 20.20 0.47 0.04 0.10 0.31 3.13 3.20 99.91
5 混合泥 8％ 9.46 62.28 24.62 1.37 0.35 0 0 0.98 0.35 99.98
6 聚乙烯醇 0.4％
1 钠长石粉 18％ 4.94 67.21 17.1 0.2 0.2 0.3 0.14 1.5 8.01 99.6
2 钾长石粉 20％ 3.86 69.76 18.66 0.30 0.25 0.20 0.08 5.66 1.10 99.87
3 高温砂 30％ 5.88 67.99 21.35 0.99 0.20 0.36 0.37 2.47 0 99.96
4 中温砂 24％ 2.97 68.66 20.20 0.47 0.04 0.10 0.31 3.13 3.20 99.91
5 混合泥 8％ 9.46 62.28 24.62 1.37 0.35 0 0 0.98 0.35 99.98
6 聚乙烯醇 0.4％
[0060] 首先，按照配方将上述除聚乙烯醇以外的原料和水分别称量后于20吨球磨机中球磨10～15h，筛余控制在0.6-0.8％(250目)；后过80目筛，电磁除铁后得到陶瓷浆料，浆料水分30.5％；流速50秒；比重1.76；
[0061] 将陶瓷浆料采用普通陶瓷喷雾造粒塔喷粉，喷粉后粉料水分3.0％；
[0062] 配制混合水：聚乙烯醇与水按100:15的比例混合球磨3-6h；
[0063] 然后，将所配制好的混合水用水刀机充分雾化均匀地喷在粉料上，边雾化边均混，确保水分均匀，混合水的用量与粉料的比例为5：100，其雾化后的粉料水分可以控制在7.5～8.0％；将雾化后的粉料过筛、陈腐，陶瓷粉料制备好。其中过筛过20目筛陈腐时间24小时；
[0064] 将制得的陶瓷粉料送压机处压制成型，制成陶瓷坯体。经抗折强度仪DPK-300/1000检测，所得陶瓷坯体的强度为1.8Mpa。
[0065] 对比例1
[0066] 表4：各原材料名称、配比及其化学成分如下：
[0067]序号 原料名称 配比 IL SiO2 Al2O3 Fe2O3 TiO2 CaO MgO K2O Na2O 合计
1 钠长石粉 18％ 4.94 67.21 17.1 0.2 0.2 0.3 0.14 1.5 8.01 99.6
2 钾长石粉 20％ 3.86 69.76 18.66 0.30 0.25 0.20 0.08 5.66 1.10 99.87
3 高温砂 30％ 5.88 67.99 21.35 0.99 0.20 0.36 0.37 2.47 0 99.96
4 中温砂 24％ 2.97 68.66 20.20 0.47 0.04 0.10 0.31 3.13 3.20 99.91
5 混合泥 8％ 9.46 62.28 24.62 1.37 0.35 0 0 0.98 0.35 99.98
6 聚乙烯醇 1.0％
1 钠长石粉 18％ 4.94 67.21 17.1 0.2 0.2 0.3 0.14 1.5 8.01 99.6
2 钾长石粉 20％ 3.86 69.76 18.66 0.30 0.25 0.20 0.08 5.66 1.10 99.87
3 高温砂 30％ 5.88 67.99 21.35 0.99 0.20 0.36 0.37 2.47 0 99.96
4 中温砂 24％ 2.97 68.66 20.20 0.47 0.04 0.10 0.31 3.13 3.20 99.91
5 混合泥 8％ 9.46 62.28 24.62 1.37 0.35 0 0 0.98 0.35 99.98
6 聚乙烯醇 1.0％
[0068] 按照配方将上述原料和水分别称量后于20吨球磨机中球磨10～15h，检测无流速，无法制粉。