一种陶瓷坯体增强剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及陶瓷领域，尤其是涉及一种陶瓷坯体增强剂及其制备方法。


背景技术：

2.我国是陶瓷生产和使用大国，日用陶瓷、建筑陶瓷产量连续几年居于世界第一，目前越来越多的生产厂商开始对大规格的陶瓷坯体进行研制，但大部分陶瓷坯体存在抗折强度不高、韧性低、脆性大的问题，且由于陶瓷坯体不像金属板具有塑性变形能力，因此在日常的生产制作过程如压制、干燥、烧成以及后续的中转及运输直至终端的安装使用中，均很容易出现裂碎、缺边、掉角、开裂、破损等问题，因此如何提高陶瓷坯体的抗折强度成为目前研究的重点。


技术实现要素：

3.为了提高陶瓷坯体的抗折强度，本技术提供一种陶瓷坯体增强剂及其制备方法。
4.第一方面，本技术提供的一种陶瓷坯体增强剂采用如下的制备方法：一种陶瓷坯体增强剂，包括以下重量份原料制成：甲基纤维素钠2-18份；改性木质素60-80份；腐殖酸钠2-18份；膨润土5-15份；其中所述改性木质素包括以下原料改性制得：木质素、3-氨丙基三乙氧基硅烷、海藻酸钠和水。
5.通过采用上述技术方案，甲基纤维素钠可以使提高增强剂的粘稠性，有助于提高陶瓷坯体的抗折性能，腐殖酸钠可以提高坯体的干燥强度，提升釉料在坯体上的附着性能，膨润土在制备陶瓷坯体的过程中与水接触，膨润土颗粒分散在水中形成悬浮液，使陶瓷坯体的粘度增加，进而增加陶瓷坯体的抗折性能；本技术通过对木质素进行改性，使改性木质素表面具有良好的表面活性，从而改善增强剂的分散稳定性，在制备陶瓷坯体的过程中加入上述组分制成的陶瓷坯体增强剂，可以对陶瓷坯体的抗折性能得到提高的同时，提高了木质素的相容性，进而使改性木质素还可以使陶瓷坯体的分散稳定性得到一定的提高，通过上述组分可以制得运用在陶瓷坯体上，且可以提高陶瓷坯体的抗折强度的增强剂。
6.优选的，所述改性木质素的制备方法为：将30-50重量份木质素、5-15重量份3-氨丙基三乙氧基硅烷和40-60重量份水混合搅拌，再加入30-50重量份海藻酸钠充分搅拌后静置，干燥后得到改性木质素。
7.通过采用上述技术方案，通过上述的方法对木质素进行改性，使3-氨丙基三乙氧基硅烷和海藻酸钠均在木质素表面分散均匀，使木质素改性后具有良好的表面活性，运用在制备陶瓷坯体增强剂的组分中，使增强剂作用于陶瓷坯体时可以有效提高陶瓷坯体的抗折性能。
8.优选的，所述海藻酸钠为改性海藻酸钠，所述改性海藻酸钠的制备方法为：将20-40重量份海藻酸钠、10-30重量份黄原胶与40-60重量份乙醇混合搅拌后加入三15-25重量份异丙醇胺和5-15重量份环氧氯丙烷混合，再用乙醇洗涤后抽滤干燥，得到改性海藻酸钠。
9.通过采用上述技术方案，本技术通过黄原胶对海藻酸钠进行改性，黄原胶的分子
结构含有活性基团，可以与三异丙醇胺和环氧氯丙烷混合反应，使黄原胶上接枝有具有大量的羟基，黄原胶附着在海藻酸钠表面，使海藻酸钠在对木质素改性的过程中流动性显著提高，同时黄原胶具有粘性，使改性木质素与其他组分之间的黏性增加，进而提高陶瓷坯体浆料的粘稠性，提高陶瓷坯体的抗折性能。
10.优选的，所述木质素、3-氨丙基三乙氧基硅烷和海藻酸钠的重量配比为1：(0.15-0.2)：(1.05-1.2)。
11.通过采用上述技术方案，当木质素、3-氨丙基三乙氧基硅烷和海藻酸钠在特定的重量配比时，上述三者共同配合，使制得的陶瓷坯体增强剂可以有效提高陶瓷坯体的抗折强度外，在制备陶瓷坯体的过程中还可以一定程度上提高泥浆的分散性，促进陶瓷坯体更好成型。
12.优选的，所述膨润土为改性膨润土，所述改性膨润土的制备方法为：将10-20重量份壳聚糖、20-40重量份膨润土和2-8重量份冰醋酸混合搅拌，再加入1-5重量份戊二醛和10-20重量份氢氧化钠继续搅拌，再加入5-15重量份正硅酸乙酯搅拌静置、抽滤、烘干后得到改性膨润土。
13.通过采用上述技术方案，由于天然的膨润土吸附效果较差，本技术通过壳聚糖对膨润土进行改性，壳聚糖的结构链上具有氨基、羟基和羧基等基团，壳聚糖与膨润土混合后，壳聚糖附着在膨润土表面，壳聚糖与正硅酸乙酯形成网状结构，使膨润土具有良好的吸附效果，可以更好的吸附增强剂的其他组分，降低膨润土的吸水量，通过改性后制得的膨润土运用在坯体的增强剂中可以进一步提升釉料在坯体的附着性能。
14.优选的，所述壳聚糖、膨润土和正硅酸乙酯的重量比为1：(2.1-2.4)：(0.46-0.6)。
15.通过采用上述技术方案，当上述三者在特定的重量配比时，三者产生复配，壳聚糖和正硅酸乙酯附着在膨润土颗粒上，使膨润土颗粒之间连接更紧密，改性后的膨润土与增强剂的其他组分连接更紧密，进而提高陶瓷坯体的抗折性能；在陶瓷坯体的制备过程中，使改性膨润土的吸水性能大大降低。
16.优选的，所述改性木质素、腐殖酸钠和改性膨润土的重量比为1：(0.05-0.09)：(0.17-0.22)。
17.通过采用上述技术方案，当上述三者在特定的重量配比时，三者共同配合，制得的增强剂在作用与陶瓷坯体时可以提高陶瓷坯体的抗折强度同时降低陶瓷坯体泥浆的吸水效果，同时可以在一定程度上提高陶瓷坯体浆料的流动性。
18.第二方面，本技术提供的一种陶瓷坯体增强剂的制备方法采用如下的技术方案：一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，包括以下步骤：将膨润土和腐殖酸钠混合搅拌，加入甲基纤维素钠和改性木质素继续搅拌，得到坯体增强剂。
19.通过采用上述技术方案，制成的陶瓷坯体增强剂可以增强陶瓷坯体的抗折性能。
20.综上所述，本技术包括以下有益技术效果：1.本技术通过对木质素进行改性，使改性木质素表面具有良好的表面活性，从而改善增强剂的分散稳定性，在制备陶瓷坯体的过程中加入上述组分制成的陶瓷坯体增强剂，可以对陶瓷坯体的抗折性能得到提高的同时，提高了木质素的相容性，进而使改性木质素还可以使陶瓷坯体的分散稳定性得到一定的提高，通过上述组分可以制得运用在陶瓷坯体上，且可以提高陶瓷坯体的抗折强度的增强剂。
21.2.本技术通过黄原胶对海藻酸钠进行改性，黄原胶的分子结构含有活性基团，可以与三异丙醇胺和环氧氯丙烷混合反应，使黄原胶上接枝有具有大量的羟基，黄原胶附着在海藻酸钠表面，使海藻酸钠在对木质素改性的过程中流动性显著提高，同时黄原胶具有粘性，使改性木质素与其他组分之间的黏性增加，进而提高陶瓷坯体浆料的粘稠性，提高陶瓷坯体的抗折性能。
具体实施方式
22.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明。
23.制备例制备例1一种改性海藻酸钠的制备方法：将20kg海藻酸钠、10kg黄原胶与40kg乙醇放置在水浴锅中在温度为30℃的条件下进行磁力搅拌1h，搅拌完成后加入15kg三异丙醇胺和5kg环氧氯丙烷在温度为75℃的条件下搅拌3h，搅拌完成后再用乙醇洗涤两次，抽滤，放置在烘箱内在温度为60℃的条件下干燥12h，得到改性海藻酸钠。
24.制备例2一种改性海藻酸钠的制备方法：将40kg海藻酸钠、30kg黄原胶与60kg乙醇放置在水浴锅中在温度为30℃的条件下进行磁力搅拌1h，搅拌完成后加入25kg三异丙醇胺和15kg环氧氯丙烷在温度为75℃的条件下搅拌3h，搅拌完成后再用乙醇洗涤两次，抽滤，放置在烘箱内在温度为60℃的条件下干燥12h，得到改性海藻酸钠。
25.制备例3一种改性海藻酸钠的制备方法：将30kg海藻酸钠、20kg黄原胶与50kg乙醇放置在水浴锅中在温度为30℃的条件下进行磁力搅拌1h，搅拌完成后加入20kg三异丙醇胺和10kg环氧氯丙烷在温度为75℃的条件下搅拌3h，搅拌完成后再用乙醇洗涤两次，抽滤，放置在烘箱内在温度为60℃的条件下干燥12h，得到改性海藻酸钠。实施例
26.实施例1一种陶瓷坯体增强剂的制备方法：将5kg膨润土和2kg腐殖酸钠在搅拌机中混合加热至50℃的条件下搅拌2h，再加入2kg甲基纤维素钠和60kg改性木质素继续搅拌30min，得到坯体增强剂。
27.其中改性木质素的制备方法为：将30kg木质素、5kg3-氨丙基三乙氧基硅烷和40kg水投入水浴锅中，在温度为100℃的条件下混合搅拌12h，再加入10kg海藻酸钠在温度为90℃的条件下充分搅拌24h后静置2h，再投入温度为60℃的烘箱中干燥5h后得到改性木质素。
28.实施例2一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，将15kg膨润土和18kg腐殖酸钠在搅拌机中混合加热至50℃的条件下搅拌2h，再加入18kg甲基纤维素钠和80kg改性木质素继续搅拌30min，得到坯体增强剂。
29.其中改性木质素的制备方法为：将30kg木质素、5kg3-氨丙基三乙氧基硅烷和40kg水投入水浴锅中，在温度为100℃的条件下混合搅拌12h，再加入10kg海藻酸钠在温度为90℃的条件下充分搅拌24h后静置2h，再投入温度为60℃的烘箱中干燥5h后得到改性木质素。
30.实施例3一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，将10kg膨润土和10kg腐殖酸钠在搅拌机中混合加热至50℃的条件下搅拌2h，再加入10kg甲基纤维素钠和70kg改性木质素继续搅拌30min，得到坯体增强剂。
31.其中改性木质素的制备方法为：将30kg木质素、5kg3-氨丙基三乙氧基硅烷和40kg水投入水浴锅中，在温度为100℃的条件下混合搅拌12h，再加入10kg海藻酸钠在温度为90℃的条件下充分搅拌24h后静置2h，再投入温度为60℃的烘箱中干燥5h后得到改性木质素。
32.实施例4一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例3的不同之处在于，改性木质素的制备方法为：将50kg木质素、15kg3-氨丙基三乙氧基硅烷和60kg水投入水浴锅中，在温度为100℃的条件下混合搅拌12h，再加入50kg海藻酸钠在温度为90℃的条件下充分搅拌24h后静置2h，再投入温度为60℃的烘箱中干燥5h后得到改性木质素。
33.实施例5一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例3的不同之处在于，改性木质素的制备方法为：将40kg木质素、10kg3-氨丙基三乙氧基硅烷和50kg水投入水浴锅中，在温度为100℃的条件下混合搅拌12h，再加入40kg海藻酸钠在温度为90℃的条件下充分搅拌24h后静置2h，再投入温度为60℃的烘箱中干燥5h后得到改性木质素。
34.实施例6一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例5的不同之处在于，在改性木质素的制备方法中，将海藻酸钠等量替换成制备例1中制得的海藻酸钠。
35.实施例7一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例5的不同之处在于，在改性木质素的制备方法中，将海藻酸钠等量替换成制备例2中制得的海藻酸钠。
36.实施例8一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例5的不同之处在于，在改性木质素的制备方法中，将海藻酸钠等量替换成制备例3中制得的海藻酸钠。
37.实施例9一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例8的不同之处在于，在制备改性木质素的过程中，木质素的投入量为40kg、3-氨丙基三乙氧基硅烷的投入量为6kg，制备例3中的改性海藻酸钠的投入量为42kg。
38.实施例10一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例8的不同之处在于，在制备改性木质素的过程中，木质素的投入量为40kg、3-氨丙基三乙氧基硅烷的投入量为8kg，制备例3中的改性海藻酸钠的投入量为48kg。
39.实施例11一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例10的不同之处在于，膨润土为改性膨润土，改性膨润土的制备方法为：将10kg壳聚糖、20kg膨润土和2kg冰醋酸投入恒温水浴锅中，在温度为60℃的条件下混合搅拌5min后，加入1kg戊二醛和10kg氢氧化钠继续搅拌30min，再加入5kg正硅酸乙酯搅拌10min，静置2h、抽滤、在温度为90℃的烘箱内烘干2h后得
到改性膨润土。
40.实施例12一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例10的不同之处在于，膨润土为改性膨润土，改性膨润土的制备方法为：将20kg壳聚糖、40kg膨润土和8kg冰醋酸投入恒温水浴锅中，在温度为60℃的条件下混合搅拌5min后，加入5kg戊二醛和20kg氢氧化钠继续搅拌30min，再加入15kg正硅酸乙酯搅拌10min，静置2h、抽滤、在温度为90℃的烘箱内烘干2h后得到改性膨润土。
41.实施例13一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例10的不同之处在于，膨润土为改性膨润土，改性膨润土的制备方法为：将15kg壳聚糖、30kg膨润土和5kg冰醋酸投入恒温水浴锅中，在温度为60℃的条件下混合搅拌5min后，加入3kg戊二醛和15kg氢氧化钠继续搅拌30min，再加入10kg正硅酸乙酯搅拌10min，静置2h、抽滤、在温度为90℃的烘箱内烘干2h后得到改性膨润土。
42.实施例14一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例13的不同之处在于：在制备改性膨润土的过程中，壳聚糖的投入量为15kg、膨润土的投入量为32kg、正硅酸乙酯的投入量为7kg。
43.实施例15一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例13的不同之处在于：在制备改性膨润土的过程中，壳聚糖的投入量为15kg、膨润土的投入量为36kg、正硅酸乙酯的投入量为9kg。
44.实施例16一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例15的不同之处在于：改性木质素的投入量为70kg、腐殖酸钠的投入量为4kg，改性膨润土的投入量为12kg。
45.实施例17一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例15的不同之处在于：改性木质素的投入量为70kg、腐殖酸钠的投入量为6kg，改性膨润土的投入量为15kg。
46.对比例对比例1一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于：将木质素等量替换成市售的木质素。
47.对比例2一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于：不加入甲基纤维素钠。
48.对比例3一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于：将膨润土等量替换成高岭土。
49.对比例4一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，与实施例1的不同之处在于：将改性木质素等量替换成纤维素。
50.性能检测试验：
抗折强度测试：根据gb/t17657-2013(三点弯曲法测静曲强度)标准对实施例1-17和对比例1-4中制得的陶瓷坯体增强剂分别运用在制备陶瓷坯体的过程中，对烧制后的陶瓷坯体进行测试；吸水率测试：根据实施例1-17和对比例1-4中制得的陶瓷坯体增强剂分别运用在陶瓷坯体的制备过程中，根据gb 6952-2015的测定方法对烧制完成的陶瓷坯体进行吸水率测试；泥浆流动性能测试：根据qb/t1545-1992《陶瓷泥浆相对粘度、相对流动性及触变性测定方法》测试实施例1-17和对比例1-4中制得的陶瓷坯体增强剂加入到制备陶瓷坯体的原料，在制备陶瓷坯体的过程中测试陶瓷泥浆的流动性。的原料，在制备陶瓷坯体的过程中测试陶瓷泥浆的流动性。
51.根据实施例1-5和对比例1-4的数据对比可得，本技术通过对木质素进行改性，使改性木质素表面具有良好的表面活性，从而改善增强剂的分散稳定性，在制备陶瓷坯体的
过程中加入上述组分制成的陶瓷坯体增强剂，可以对陶瓷坯体的抗折性能得到提高的同时，提高了木质素的相容性，进而使改性木质素还可以使陶瓷坯体的分散稳定性得到一定的提高，通过上述组分可以制得运用在陶瓷坯体上，且可以提高陶瓷坯体的抗折强度的增强剂。
52.根据实施例5-8的数据对比可得，本技术通过黄原胶对海藻酸钠进行改性，黄原胶的分子结构含有活性基团，可以与三异丙醇胺和环氧氯丙烷混合反应，使黄原胶上接枝有具有大量的羟基，黄原胶附着在海藻酸钠表面，使海藻酸钠在对木质素改性的过程中流动性显著提高，同时黄原胶具有粘性，使改性木质素与其他组分之间的黏性增加，进而提高陶瓷坯体浆料的粘稠性，提高陶瓷坯体的抗折性能。
53.根据实施例8-10的数据对比可得，当木质素、3-氨丙基三乙氧基硅烷和海藻酸钠在特定的重量配比时，上述三者共同配合，使制得的陶瓷坯体增强剂可以有效提高陶瓷坯体的抗折强度外，在制备陶瓷坯体的过程中还可以一定程度上提高泥浆的分散性，促进陶瓷坯体更好成型。
54.根据实施例10-13的数据对比可得，本技术通过壳聚糖对膨润土进行改性，壳聚糖的结构链上具有氨基、羟基和羧基等基团，壳聚糖与膨润土混合后，壳聚糖附着在膨润土表面，壳聚糖与正硅酸乙酯形成网状结构，使膨润土具有良好的吸附效果，可以更好的吸附增强剂的其他组分，降低膨润土的吸水量，通过改性后制得的膨润土运用在坯体的增强剂中可以进一步提升釉料在坯体的附着性能。
55.根据实施例13-15的数据对比可得，当上述三者在特定的重量配比时，三者产生复配，壳聚糖和正硅酸乙酯附着在膨润土颗粒上，使膨润土颗粒之间连接更紧密，改性后的膨润土与增强剂的其他组分连接更紧密，进而提高陶瓷坯体的抗折性能；在陶瓷坯体的制备过程中，使改性膨润土的吸水性能大大降低。
56.根据实施例15-17的数据对比可得，当上述三者在特定的重量配比时，三者共同配合，制得的增强剂在作用与陶瓷坯体时可以提高陶瓷坯体的抗折强度同时降低陶瓷坯体泥浆的吸水效果，同时可以在一定程度上提高陶瓷坯体浆料的流动性。
57.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都收到专利法的保护。

技术特征：
1.一种陶瓷坯体增强剂，其特征在于：包括以下重量份原料制成：甲基纤维素钠2-18份；改性木质素60-80份；腐殖酸钠2-18份；膨润土5-15份；其中所述改性木质素包括以下原料改性制得：木质素、3-氨丙基三乙氧基硅烷、海藻酸钠和水。2.根据权利要求1所述的一种陶瓷坯体增强剂，其特征在于：所述改性木质素的制备方法为：将30-50重量份木质素、5-15重量份3-氨丙基三乙氧基硅烷和40-60重量份水混合搅拌，再加入30-50重量份海藻酸钠充分搅拌后静置，干燥后得到改性木质素。3.根据权利要求1 所述的一种陶瓷坯体增强剂，其特征在于：所述海藻酸钠为改性海藻酸钠，所述改性海藻酸钠的制备方法为：将20-40重量份海藻酸钠、10-30重量份黄原胶与40-60重量份乙醇混合搅拌后加入三15-25重量份异丙醇胺和5-15重量份环氧氯丙烷混合，再用乙醇洗涤后抽滤干燥，得到改性海藻酸钠。4.根据权利要求1所述的一种陶瓷坯体增强剂，其特征在于：所述木质素、3-氨丙基三乙氧基硅烷和海藻酸钠的重量配比为1：（0.15-0.2）：（1.05-1.2）。5.根据权利要求1所述的一种陶瓷坯体增强剂，其特征在于：所述膨润土为改性膨润土，所述改性膨润土的制备方法为：将10-20重量份壳聚糖、20-40重量份膨润土和2-8重量份冰醋酸混合搅拌，再加入1-5重量份戊二醛和10-20重量份氢氧化钠继续搅拌，再加入5-15重量份正硅酸乙酯搅拌静置、抽滤、烘干后得到改性膨润土。6.根据权利要求1所述的一种陶瓷坯体增强剂，其特征在于：所述壳聚糖、膨润土和正硅酸乙酯的重量比为1：（2.1-2.4）：（0.46-0.6）。7.根据权利要求1所述的一种陶瓷坯体增强剂，其特征在于：所述改性木质素、腐殖酸钠和改性膨润土的重量比为1：（0.05-0.09）：（0.17-0.22）。8.一种陶瓷坯体增强剂的制备方法，其特征在于：用于制备权利要求1-7任一项所述陶瓷坯体增强剂，包括以下步骤：将膨润土和腐殖酸钠混合搅拌，加入甲基纤维素钠和改性木质素继续搅拌，得到坯体增强剂。

技术总结
本发明公开了一种陶瓷坯体增强剂及其制备方法，涉及陶瓷领域，包括以下重量份原料制成：甲基纤维素钠2-18份；改性木质素60-80份；腐殖酸钠2-18份；膨润土5-15份；其中所述改性木质素包括以下原料改性制得：木质素、3-氨丙基三乙氧基硅烷、海藻酸钠和水。本申请具有提高陶瓷坯体的抗折强度的效果。高陶瓷坯体的抗折强度的效果。


技术研发人员：彭湘晖 彭滨晖 毛元信
受保护的技术使用者：佛山市奥林万达新型建材有限公司
技术研发日：2023.07.22
技术公布日：2023/10/5