陶瓷杯把粘結泥漿的性能研究

摘要：通過調整粘結泥漿的配方組成，改變粘結泥漿的保水性能和收縮率，成功研制了適合陶瓷杯干法粘結把的粘結泥漿配方。同時，分析了影響粘結成功與否的工藝條件。

關鍵詞：粘結泥漿；干法粘結；陶瓷杯把

1 前言

陶瓷件的粘結工藝分為濕法粘結和干法粘結。濕法粘結工藝已被廣泛應用于生產中。干法粘結因對粘結泥漿及工藝有較高的要求，其操作也稍微復雜，所以在生產中應用得較少。近年來，隨著人們對高檔瓷器的青睞，要求陶瓷杯是輕而薄，而濕法粘結工藝極易造成產品的擠壓應力變形，所以干法粘結工藝逐漸受到工廠的重視。筆者通過對粘結介質——粘結泥漿配方的調整，同時添加羧甲基纖維素鈉和腐植酸鈉等添加劑，并在粘結操作細節上稍加改變，成功研制了適于陶瓷杯干法粘結把的粘結泥漿。

2 試驗過程

2.1試驗原料

根據生產實際需要，選用以下幾種原料進行試驗：諸城長石、安徽石英、大同土、煅燒大同土、汶南土、白瓷粉等。所用原料的化學組成見表1。

2.2粘結泥料的配方組成

干法粘結杯把的難點在于過干的坯體與粘結泥漿的濕度梯度太大，水分擴散速度快，造成泥漿的劇烈收縮而產生應力。同時，擴散過快易形成水流，可能會帶動一部分微細的顆粒嵌入到坯體的粘結表面，堵塞毛細孔，造成粘結層粗細顆粒分層。這些因素將直接影響粘結的牢固度，造成把裂。因此，在濕度梯度不能進行調整的前提下，降低泥漿水分的擴散速度至關重要。擴散速度降低，可以減小泥漿的干燥收縮從而降低粘結應力，增加粘結的牢固度。因此，要求粘結泥漿具有保水性強、干燥收縮率小等特點。

根據干法粘結杯把對粘結泥漿性能的要求，筆者對粘結泥漿的配方結構進行了調整。經過反復試驗，終于確定了粘結泥料的配方及含量，如表2所示。其化學組成及含量見表3，兩種泥漿的性能比較見表4。

試驗配方是在原配方的基礎上加入部分廢瓷粉。同時對部分粘土原料進行煅燒，并向泥漿中添加適量的羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、腐植酸鈉等添加劑。由表4可知，泥漿的流動性提高了，并具有一定的保水性能。同時，減小了泥漿的干燥收縮率以及燒成收縮率。最終獲得了粘結性能較好的粘結泥料的配方。

2.3試驗內容

粘結泥料要求滿足以下工藝參數：

(1)料：球：水=1：2：0.5；

(2)泥漿細度：萬孔篩余為0.15％～0.2％；

(3)泥漿陳腐時間：一周：

(4)粘結泥漿水分：28％～30％。

粘結工藝：粘結操作非常關鍵，粘結時為了減少濕度梯度的差異，先對粘把處進行補水，同時將杯把粘結面快速放進水中浸濕一下，然后沾上泥漿進行粘結。粘結杯把要求快而穩，用力均勻，粘接面要保持水平，粘好后使粘結面水平略停片刻，并觀察有無粘結缺陷，然后輕輕地放在托板上，并盡量避免震動。

干燥及燒成：坯體粘把后干燥不宜過急，最好先在室溫下放置2～3h后，再轉入干燥室進行干燥，否則粘結層會因收縮過急而開裂。其燒成是在筆者公司80m燃氣隧道窯內進行，燒成周期為16h，燒成溫度為1310℃。

3 結果與分析

3.1粘結面的吻合程度對粘結效果的影響

如果粘結面吻合不好，可能是粘結層的厚度不一。薄處的水分滲入坯體內的速度較快，收縮也先于厚處結束，從而形成不均勻的應力，造成產品開裂。采用于法粘結工藝，可避免出現粘結面吻合不好的現象。因為杯把此時已干燥，具有一定的強度，可借助兩條平行且轉速不同的皮擦帶進行自動修把，提高接觸面的吻合程度。

3.2羧甲基纖維素鈉在泥漿中的作用機理及對泥漿粘結效果的影響

羧甲基纖維素鈉是一種高分子陰離子型的纖維素醚，外觀為白色或微黃色粉末，易溶于水。羧甲基纖維素鈉在粘結泥漿中主要有以下幾方面的作用：粘結、懸浮、保水。羧甲基纖維素鈉的粘結作用主要是大分子依靠氫鍵和范德華力形成牢固的網狀結構表現出來的。當水滲入到羧甲基纖維素鈉膠塊內部時，親水基少的地方發生膨脹，而親水基多的地方在膨脹后與膠塊分離，由于親水基不均勻而使膠團分散的大小粒度不一；膠團內部處于水合膨脹狀態，外部則結合一層水合物(結合水層)，膠團在初溶階段是游離于膠液中，由于大小、形狀不對稱，并通過范德華力相互有規律地靠攏，結合水層逐漸形成網狀結構，體積大，故有較強的粘結能力。

為了減小粘結泥漿的干燥收縮，配方中加入較多的瘠性料，由于重力作用這些瘠性料易沉淀而分層。羧甲基纖維素鈉由于形成網狀結構，其分子或離子像帶子一樣在泥漿中伸張并占據一定空間，防止了泥漿中微粒間引力的產生，使空間定性得到提高。特別是帶負電荷的羧甲基纖維素鈉陰離子與帶負電荷的粘土粒子相斥，更加增大泥漿的懸浮性，能使泥漿中的粒子不易沉淀而分層。同時，羧甲基纖維素鈉還能提高泥漿的表面張力，使泥漿具有較強的保水性能，防止粘結后水分從粘結泥漿中快速擴散到坯體中。從而避免因水分擴散過快而導致粘結泥漿的劇烈收縮，提高粘結強度。

由于羧甲基纖維素鈉對泥漿性能具有顯著的影響，其品質和用量對粘結效果也有較大的影響。因此需選擇高聚合度、粘度較高、純度較高，不含有色雜質，燒后無殘留的羧甲基纖維素鈉產品。試驗表明，羧甲基纖維素鈉加入量在0.5％時效果較好，太低則泥漿的保水性差，易出開裂。如超過0.5％時，泥漿穩定性反而降低，泥漿含水率增大，效果不好。

3.3泥漿陳腐工藝對粘結的影響

泥漿在一定的濕度下進行陳腐，使泥漿水分均勻。同時，陳腐又是一個氧化、水解和細菌活動的過程。通過陳腐使泥漿中的有機質變成腐植質，并使離子交換進一步趨于平衡，達到提高可塑性、結合性的目的。筆者對泥漿陳腐和不陳腐進行了對比試驗，結果發現未陳腐的泥漿粘結后裂把率達17.4％。而陳腐了一周后再進行粘結，裂把率只有5.5％，粘結成功率遠高于未陳腐的泥漿。

4 結論

(1)泥漿具有較好的保水性能和較小的干燥收縮率是干法粘結能否進行的決定性要素。羧甲基纖維素鈉能顯著提高泥漿的保水性能，增強泥漿的粘結能力。

(2)結合面的吻合程度及泥漿的陳腐、嚴格的接把操作工藝是干法粘結把的關鍵因素。

參考文獻

[1]凌子炳，論釉漿添加劑羧甲基纖維素的選用m，山東陶瓷，1997，20(3)30-31，