董志軍

(唐山惠達(dá)衛(wèi)浴股份有限公司 河北 唐山 063020)

在衛(wèi)生陶瓷領(lǐng)域為提高成形的成品率，有的企業(yè)引入了高壓成形技術(shù)。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(qiáng)度樹脂模型。這雖然比傳統(tǒng)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(lǐng)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(dǎo)致生產(chǎn)效率低下；

2)所用的高壓泥漿雖然吃漿速度較快，但干燥強(qiáng)度較低、導(dǎo)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(dǎo)致成品易開裂、變形。

1 試驗內(nèi)容

1.1技術(shù)方案

通過引入細(xì)粉料，改變軟質(zhì)料與硬質(zhì)料的比例，優(yōu)化配方組成，達(dá)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(yōu)化配方的化學(xué)組成，達(dá)到降低燒成收縮、變形的目的；通過引入新型增強(qiáng)劑，達(dá)到提高干燥強(qiáng)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(zhì)(包括水玻璃和堿面)組成，再外加一定量的增強(qiáng)劑。所用原料的化學(xué)組成如表1所示。

1.2.1 硬質(zhì)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(xì)粉料。

1.2.2 增強(qiáng)劑

一種有機(jī)高分子聚合物與無機(jī)鹽類相復(fù)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(jié)構(gòu)，起到增加坯體強(qiáng)度的作用。

1.2.3 硅灰石

一種三斜晶系，細(xì)板狀晶體，集合體呈放射狀或纖維狀的白色細(xì)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(xué)成分(質(zhì)量%)

1.3泥漿配方

表2 原料配比(質(zhì)量%)

根據(jù)吃漿速度、干燥強(qiáng)度及吸水率等關(guān)鍵指標(biāo)的影響因素選取主要因素，按正交表設(shè)計若干組配方并進(jìn)行優(yōu)化調(diào)配。其原料配比如表2所示。

1.4 綜合指標(biāo)

對表2的所列配方進(jìn)行全面分析總結(jié)，得到表3各項綜合指標(biāo)。

綜上所述，高壓成形泥漿的原料(按質(zhì)量比)由以下物質(zhì)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(jié)：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(yōu)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(jié)：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(qiáng)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(biāo)

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(qiáng)劑的添加技術(shù)

引入的增強(qiáng)劑是一種有機(jī)高分子聚合物與無機(jī)鹽類相復(fù)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(jié)構(gòu)，起到增加坯體強(qiáng)度的作用。可降低半成品破損率，提高產(chǎn)品一級品率。隨著增強(qiáng)劑的加入，對干燥強(qiáng)度和吃漿速度都會造成一定的影響(見表4)。

表4 增強(qiáng)劑對干燥強(qiáng)度和吃漿厚度的影響

在4#的基礎(chǔ)泥漿中加入增強(qiáng)劑，由表4可知，隨著增強(qiáng)劑加入量的增加，干燥強(qiáng)度不斷增大而吃漿速度相應(yīng)的會有所減小。經(jīng)綜合考慮，既要提高坯體強(qiáng)度又要相應(yīng)提高吃漿速度，增強(qiáng)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(xué)組成(見表5)

2 生產(chǎn)工藝條件

2.1高壓成形泥漿適宜的工藝參數(shù)(見表6)

2.2生產(chǎn)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(zhì)料用細(xì)粉料)，加入適量的解膠劑(水玻璃和堿面)以及適宜的增強(qiáng)劑，最后加入適量水球磨，達(dá)到合適的細(xì)度范圍即可。

2.3燒成制度

表5 高壓成形泥漿配方的化學(xué)組成(質(zhì)量%)

表6 高壓成形泥漿適宜的物理性能工藝參數(shù)

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(wèi)生陶瓷制品，具有以下顯著優(yōu)點：

1)吃漿速度比目前國內(nèi)同行業(yè)(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(chǎn)品，高壓注漿時間與目前同行業(yè)比縮短60 s以上，效率提高約5%；

2)通過引入新型增強(qiáng)劑，干燥抗折強(qiáng)度達(dá)到4.0 MPa以上(國內(nèi)同行業(yè)干燥抗折強(qiáng)度為2.5～3.5 MPa)。達(dá)到了提高干燥抗折強(qiáng)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(yè)標(biāo)準(zhǔn)變形度在30左右)。這在一定程度上，降低了產(chǎn)品燒成開裂、走形缺陷的發(fā)生率。