一种陶瓷泥料及其制备方法与流程

本发明属于陶瓷制造，具体涉及一种陶瓷泥料及其制备方法。

背景技术：

1、陶瓷泥料，也被称为陶瓷粘土，是一种在陶瓷制作中广泛使用的材料。它的特点主要包括高粘结力、可塑性和良好的烧结性能。陶瓷泥料在高温下烧制，能够形成具有高硬度、细腻质地和半透明质感的瓷制品。

2、陶瓷泥料一般由无机非金属材料、粘结剂、水和其他系列辅料组成。其中无机非金属材料又分为：可塑性原料包括大同土等黏土等，在生产中主要起塑化和结合的作用，是陶瓷成型的关键；瘠性原料包括石英类矿物；熔剂性原料包括钾长石矿类。陶瓷泥料的基本要求是无机非金属材料的颗粒必须控制在数微米到数十微米，颗粒分布均匀，不发生团聚，粘结性不能太大，流动性好，黏性和流动性的匹配问题是其中的关键。

3、现有陶瓷泥料中粘接剂多为有机物，虽然起到相应的粘接、增塑作用，但是烧结过程中有机物的分解会导致陶瓷泥料整体密度下降，空隙率增加，进而导致制品强度降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种陶瓷泥料及其制备方法，以解决现有陶瓷泥料以有机物作为粘接剂制品强度低的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种陶瓷泥料，包括陶土基料、分散剂、磷酸锆基补强组分、有机无机杂化粘接剂和水，磷酸锆基补强组分的添加量占陶土基料的3-8％,分散剂的添加量占陶土基料的0.1-0.3％，有机无机杂化粘接剂的添加量占陶土基料的1-5％，水的添加量占陶土基料的30-35％。

4、所述陶土基料包括以下重量份原料：大同土32-41份、钾长石6-10份、石英15-20份、粘土20-25份、白云石3-5份、碳酸钡0.5-1份。

5、所述有机无机杂化粘接剂为羧甲基纤维素钠原位接枝纳米氧化锌。

6、进一步地，有机无机杂化粘接剂通过以下步骤制成：

7、向六水合硝酸锌水溶液中加入羧甲基纤维素钠，搅拌均匀得到混合液a，将三乙醇胺水溶液加入无水乙醇中得到混合液b，将混合液a和混合液b加入搅拌罐中搅拌1h后转移至聚四氟乙烯反应釜中，用微波消解仪在600w的条件下快速升温至180℃反应15min，之后冷却至室温，离心，沉淀用乙醇和去离子水反复洗涤3次并在60℃下干燥至恒重即可；

8、上述过程中，六水合硝酸锌水溶液、羧甲基纤维素钠、三乙醇胺水溶液、无水乙醇的用量比为100ml：0.1-0.5g：100ml：10-100ml，六水合硝酸锌水溶液浓度为0.01-0.06mol/l，三乙醇胺水溶液浓度为1.2mo l/l，以六水合硝酸锌和三乙醇胺为原料，利用微波水热法制备纳米zno，同时原位引入羧甲基纤维素钠接枝改性，得到有机无机杂化粘接剂。

9、进一步地，磷酸锆基补强组分通过以下步骤制成：

10、将含羧基聚碳硅烷加入二甲苯中得到混合液c，将纳米载银磷酸锆分散于装有无水乙醇的烧瓶中，45℃下向烧瓶中逐滴加入混合液c，滴加结束后，保温搅拌反应2h，冷却至室温，抽滤，滤饼洗涤干燥，得到磷酸锆基补强组分。

11、进一步地，含羧基聚碳硅烷、二甲苯、纳米载银磷酸锆和无水乙醇的用量比为1-2g：10-20ml：10g：100-150ml。

12、以含羧基聚碳硅烷对纳米载银磷酸锆进行表面改性，使含羧基聚碳硅烷通过氢键等作用与纳米载银磷酸锆结合，一方面提高纳米载银磷酸锆在陶瓷泥料中的分散性，另一方面作为s i c纤维先驱体，在陶瓷泥料烧结过程中在陶瓷制品形成s i c相，提高陶瓷制品的强度。

13、进一步地，含羧基聚碳硅烷通过以下步骤制成：

14、将聚碳硅烷和四氢呋喃混合后转移烧瓶中，氮气保护下，升温至80℃，加入丙烯酸和氯铂酸，搅拌后升温至100-120℃，保温反应8-20h，反应结束后，减压蒸馏去除四氢呋喃即可；

15、上述反应中，聚碳硅烷和丙烯酸质量比为1：0.2-0.5，氯铂酸用量为聚碳硅烷和丙烯酸质量和的0.002％，以含有s i-h键的聚碳硅烷与基料，将其与含有c＝c键的丙烯酸发生硅氢加成反应，得到含羧基聚碳硅烷。

16、进一步地，聚碳硅烷的mn为1084-1387g/mo l，mw为2492-7963g/mo l，软化点为206-260℃。

17、进一步地，分散剂为甘油、三油酸甘油酯和三乙醇胺中的任意一种或多种。

18、上述陶瓷泥料的制备方法，包括以下步骤：

19、按照配方比例，将大同土、钾长石、石英、粘土、白云石、碳酸钡、分散剂、磷酸锆基补强组分、有机无机杂化粘接剂和水加入球磨罐中，并使用行星球磨机进行球磨，设置行星球磨机的参数为转速350-400r/min，旋转时间10-20min，得到泥浆，将泥浆在泥浆池中，温度30-50℃、湿度60-80％下陈腐40-60h，之后进行滤泥操作，滤泥压力为1.4-1.5mpa,得到泥饼，将泥饼加入练泥机中，两遍练泥，得到泥条，将泥条在陈腐室内陈腐6-9天，陈腐室内温度30-50℃、湿度60-80％，再进行三遍练泥，练泥后的泥料分水为20-22wt％，得到陶瓷泥料。

20、本发明的有益效果：

21、本发明提供一种陶瓷泥料，以羧甲基纤维素钠原位接枝纳米氧化锌作为有机无机杂化粘接剂，替代现有羧甲基纤维素钠纯有机粘接剂，不仅发挥良好的粘接、增塑作用，且高温烧结后，纳米氧化锌能够弥补羧甲基纤维素钠分解产生的缺陷，有利于降低陶瓷泥料烧结过程中的收缩率，此外，纳米氧化锌还具有良好的杀菌性能，能够赋予陶瓷制品良好的抗菌性能。

22、本发明还在陶瓷泥料中加入磷酸锆基补强组分，由含羧基聚碳硅烷和纳米载银磷酸锆复合得到，在纳米载银磷酸锆表面引入含羧基聚碳硅烷，一是提高纳米载银磷酸锆在陶瓷泥料中的分散性，使纳米载银磷酸锆在陶瓷基料中分散均匀，基于纳米载银磷酸锆高热稳定性等特点，赋予陶瓷制品热稳定性、抗菌性以及力学性能，二是作为有机结合剂，在烧结过程中，利用含羧基聚碳硅烷的羧基与有机无机杂化粘接剂的羟基反应，生成有机物网络，有机物网络使基料颗粒之间的相互作用增强，进一步提高陶瓷泥料的致密度，三是作为s i c纤维先驱体，在陶瓷泥料烧结过程中在陶瓷制品形成s i c增强相，提高陶瓷制品的强度以及热稳定性。

技术特征：

1.一种陶瓷泥料，其特征在于，包括陶土基料、分散剂、磷酸锆基补强组分、有机无机杂化粘接剂和水，磷酸锆基补强组分的添加量占陶土基料的3-8％,分散剂的添加量占陶土基料的0.1-0.3％，有机无机杂化粘接剂的添加量占陶土基料的1-5％，水的添加量占陶土基料的30-35％；

2.根据权利要求1所述的一种陶瓷泥料，其特征在于，所述陶土基料包括以下重量份原料：大同土32-41份、钾长石6-10份、石英15-20份、粘土20-25份、白云石3-5份、碳酸钡0.5-1份。

3.根据权利要求1所述的一种陶瓷泥料，其特征在于，磷酸锆基补强组分通过以下步骤制成：

4.根据权利要求3所述的一种陶瓷泥料，其特征在于，含羧基聚碳硅烷、二甲苯、纳米载银磷酸锆和无水乙醇的用量比为1-2g：10-20ml：10g：100-150ml。

5.根据权利要求3所述的一种陶瓷泥料，其特征在于，含羧基聚碳硅烷通过以下步骤制成：

6.根据权利要求5所述的一种陶瓷泥料，其特征在于，聚碳硅烷和丙烯酸质量比为1：0.2-0.5，氯铂酸用量为聚碳硅烷和丙烯酸质量和的0.002％。

7.根据权利要求1所述的一种陶瓷泥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种陶瓷泥料及其制备方法，属于陶瓷制造技术领域，包括陶土基料、分散剂、磷酸锆基补强组分、有机无机杂化粘接剂和水，磷酸锆基补强组分的添加量占陶土基料的3‑8％,分散剂的添加量占陶土基料的0.1‑0.3％，有机无机杂化粘接剂的添加量占陶土基料的1‑5％，水的添加量占陶土基料的30‑35％；所述有机无机杂化粘接剂为羧甲基纤维素钠原位接枝纳米氧化锌，本发明在陶瓷泥料中加入有机无机杂化粘接剂，替代现有羧甲基纤维素钠纯有机粘接剂，有利于降低陶瓷泥料烧结过程中的收缩率，此外，还引入了磷酸锆基补强组分，有利于增强陶瓷制品的抗菌性能、强度以及热稳定性。

技术研发人员：潘俊明,易威,卢日高,潘湘川子,胡建,徐娅,白渭平
受保护的技术使用者：醴陵千汇实业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23