陶瓷添加剂国内外发展的现状趋势及展望

1、陶瓷添加剂国内外发展的现状、趋势及展望俞康泰1张俊峰2周孟大3(1武汉理工大学教授430070) (2佛山欧陶企业副总经理工艺工程师528000) (3江苏省拜富色釉料有限公司工程师214221)1前言11何谓陶瓷添加剂 所谓陶瓷添加剂就是在陶瓷工业生产中为满足工艺要求和性能需要所添加的化学添加剂的通称。随着现代科学技术的发展、陶瓷添加剂在陶瓷工业中的应用越益广泛，自粉体制备、浆料、可塑坯料 的制备到成型、干燥、烧成等各道工序中都能见到它的存在，它的加入量虽少，作用却很大，被称为陶瓷工业中的“魔术师”。陶瓷添加剂是无机或有机物质及二者的复合物、衍生物，其中各种新型陶瓷添加剂是现代化学工业中 高

2、新技术的产物，其优异的使用性能有力地促进了陶瓷工业生产向高质量、高效率的方向发展。陶瓷 添加剂在生产中的用量不大(通常在0520)，但作用很关键，陶瓷添加剂的应用和对 各种新型添加剂的开发已成为陶瓷工业发展的一个重要方面。12陶瓷添加剂的应用2 0世纪8 0年代以来，陶瓷添加剂的研究和开发速度加快，其应用范围越来越广，遍及传统陶 瓷产业和新型陶瓷产业的各个领域，如日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、耐火材料、工程陶瓷、功能陶瓷、 生物陶瓷等。 不同陶瓷添加剂有不同特定的作用，包括解凝(或称稀释、减水)、缓凝、促凝、增塑、塑化、粘合、 悬浮、除泡、平整、防腐、润湿、粉体表面改性、助磨及促进干燥、烧结等多种作

3、用，因而用在陶瓷 生产的各个工序中起到了提高产品质量、降低能耗等重要作用，从而受到广泛重视。 此外在环保方面添加剂也得到广泛应用，如絮凝剂在瓷质砖抛光污水和色釉料污水处理中的应用、初 级絮凝和次级絮凝的应用。13陶瓷添加剂的分类 常用的陶瓷添加剂按其状态可分为固体颗粒或粉体和液态流体两大类；按其使用领域可分为传统陶瓷工业用和新型陶瓷工业用二大类；其中传统陶瓷工业包括日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、电瓷、化工 陶瓷、耐火材料、磨料等多个行业；新型陶瓷工业包括电子陶瓷、陶瓷基片、工程陶瓷、生物陶瓷、 特种耐火材料、超高温涂料等。此外，陶瓷添加剂按其化学组成可分为无机和有机高分子二大类，按 其使用功能的不同

4、可分为分散剂、稀释剂、结合剂、润湿剂、表面活性剂、除泡剂、防腐剂、干燥和 烧成、烧结助剂。2陶瓷添加剂国内外著名生产厂家及产品的介绍目前在国际上主要生产陶瓷添加剂的厂家，有德国的司马化工(z s c h i mm e rs c h w a r 2c h e m is c h ef a b r ik e n)，这是一家生产各类化工产品的国际著名公司。 属下设有陶瓷部，专门生产各类陶瓷生产用化工助剂计有坯体制备用添加剂包括解凝剂和分散剂、临 时粘结剂、压形剂；釉料制备用添加剂包括解凝剂和分散剂、釉料临时粘结剂、悬浮稳定剂、流变添 加剂、防腐剂、消泡剂等；制品装饰用添加剂包括印花固定剂、丝网印花介质

5、、辊筒印花介质、拒釉 剂、三次烧成专用印花介质；丝网制备用添加剂包括丝网胶粘剂、感光剂、硬化剂、缕空剂、丝网清 洁剂、丝网去垢剂等；注浆成形用助滤剂、球磨用助磨剂、坯体增强剂、脱模剂、石膏模添加剂(增 强剂、缓凝剂等)、热塑注模粘结剂、等静压成形用添加剂；贴花纸生产用添加剂包括封面油、调墨 油等；特种陶瓷用润湿剂、增塑剂、压形剂、临时粘合剂、化学粘结剂、触变性粘结剂、成孔剂、膨 松剂、絮凝剂；干燥用助剂、烧成和烧结助剂等。该公司在陶瓷添加剂生产中是品种最齐全、质量优 等的一家国际品牌公司。另一家国际公司是美国的罗门哈斯公司(r o hm h a r s)，该公司生产的特种陶瓷用化学添 加剂在国

6、际上享有盛誉，如该公司生产的d u ra m ax d系列分散剂，可用在诸如高铝瓷、电子3陶瓷(如钛酸钡基)的浆料分散上；该公司生产的d u ra m ax系列粘合剂可针对各种不同的成 形方法，诸如等静压成形、干压成形、流延法、辊压法等。意大利的岱德罗斯公司(d a e d a l u s)也是一家国际著名的生产陶瓷添加剂的公司，其添 加剂偏重于建筑卫生陶瓷和其它工业陶瓷用。 与上述这些公司相比，国内专门从事陶瓷添加剂的公司，无论在品种上还是质量上尚存在相当的差距， 但这几年发展得也很快、规模也在不断壮大，以佛山地区的欧陶企业为例，这是一家主要从事陶瓷添 加剂生产的公司，现已颇具规模。其主要产

7、品有陶瓷稀释剂系列、陶瓷增强剂系列和水煤浆复合添加 剂三大类。3陶瓷分散剂介绍分散剂又称为解凝剂、解胶剂、反絮凝剂、减水剂、稀释剂。它的主要功能是提高系统的z eta电位(电动电位)，从而改善浆料的流动性。31常用的料浆解凝剂 陶瓷厂常用的传统解凝剂见表l。 陶瓷厂用到的新型解凝剂名称、组成及应用范围见表2。 不同坯体及原料所用解凝剂的用量范围如表3所示。 常用的釉浆用解凝剂如表4所示。4陶瓷塑化剂介绍 陶瓷塑化剂顾名思义是指增加陶瓷生坯料可塑性、结合性、或釉料悬浮性、结合性的各类添加剂。它包括粘合剂、增塑剂、润滑剂、坯体增强剂、釉用流变添加剂(触变剂)等。 普通陶瓷常用粘土、膨润土来提高其可

8、塑性、生坯强度和坯釉的强度。而特种陶瓷以及某些釉浆则需 要采用有机增塑剂。常用的有机增塑剂有有机醇类和酯类，如甘油、乙二醇、乙酸三甘醇、邻苯二甲 酸二丁酯、钛酸二丁酯、硬脂酸丁酯以及各种纤维素衍生物，如各种c m c，高聚合度多糖等，加入 量通常为0106。专用来提高陶瓷生坯成形的可塑性，增加生坯强度，减少破损的添加剂称为陶瓷坯体增强剂。在 新型增强剂中用得较多的有木质素提取物，还有木质素磺酸盐，如木质素磺酸钙等，其中后者是比较 纯的而前者即木质素提取物中除木质素外还含有葡萄糖、戊糖、半纤维素、树脂酸盐等木材提取物， 通常在造纸厂作为副产品产出。陶瓷工业中采用木质素提取物作粘合剂、坯体增强剂，

9、比采用其它粘合剂既经济又实用。如在某 种墙地砖的生坯中加入o5的木质素干提取物质，强度提高了2 5，木质素提取物在瓷坯烧成 时将被烧掉，无副作用。为提高釉在坯体上的附着能力，提高釉层强度、提高釉的悬浮稳定性要求在釉浆中加入釉用粘合 剂，如表5所示。在众多釉用粘合剂中，高纯纤维素起重要作用如保水性等，且应用最广泛，它包括多种类型纤维素。常见的几种纤维素见表6。 此外还有釉用悬浮稳定剂，这是一种防止釉浆沉淀的添加剂，如表7所示。5水煤浆复合添加剂所谓水煤浆是指由5 o7 o的煤粉、2 94 9的水和l的化学添加剂经搅拌后制 成的浆体，它是一种液体燃料，可以像燃料油一样的泵送、雾化、稳定着火燃烧，可

10、长距离输送与储 存，其热值相当于燃烧油的一半，现已在经改造的普通燃油锅炉、旋风炉甚至链式快装炉上使用。 水煤浆的化学添加剂包括分散剂、稳定剂、消泡剂和缓蚀剂等，主要是指分散剂和稳定剂。 常用的分散剂和稳定剂有腐植酸木质素复合水煤浆添加剂，其它一些有机高分子复合物、磺酸盐 等。一些陶瓷厂在喷雾干燥塔热风炉中使用水煤浆，水煤浆含水率要求4 5，密度11 846、结束语 随着陶瓷工业的发展，陶瓷添加剂在国内外的发展和应用可以说是目新月异，它体现在以下三个方面：一是其应用范围更加广阔，几乎涉及陶瓷生产中的各个领域；二是功能更加齐全，包含环保、节能；三是产品的科技含量不断提高，它与精细化工、纳米科技结合

11、，其产品的档次和质量有明显的 进步。陶瓷添加剂是化学添加剂中的一个重要分支，化学添加剂亦称为助剂，它是精细化工中的一个重 要门类，其种类繁多，甩途十分广泛。添加剂的应用直接关系到产品质量的提高、性能的改进、品种 的增加和工艺条件的改善。世界各国对助剂工业都给予高度的重视，在企业经营机制的转换和经济市 场化的今天，产销信息和市场信息发挥越来越大的作用，沟通助剂应用的信息，促进助剂的发展，开 发出更多品种，更好性能的陶瓷专用添加剂是市场的需要。展望未来，面向2 1世纪陶瓷添加剂将在 陶瓷行业中得到更加广泛的应用，并取得更快的发展。表1陶瓷厂常用的传统解凝剂类别 名称 主要性状 使用特点(加入量范围

12、) 水玻璃 浅、黄、粘稠液 0105无机电解质 碳酸钠 白色吸水性粉末或颗粒0103可与水玻璃合用 磷酸钠 00502焦磷酸钠 白色粉末 0050200502 六偏磷酸钠 白色粉末 005o2 三聚磷酸钠 o0501 氢氧化钠 白色片状或粉末易潮解 与其它解凝剂合用00501与其它解凝剂合 草酸钠 白色粉末 用草酸铵白色颗粒或片状 白色结晶粉末无色结晶或颗粒有机电解质 腐殖酸钠 黑色颗粒或粉末 0102与水玻璃合用 白色结晶颗粒或粉末 0205柠檬酸钠 白色粉末 o205单宁酸钠5表2部分国外引进的新型解凝剂名称 化学成份 应用范围 特点dolafluxb腐植酸盐一硅酸盐 注浆成形 解凝范围宽

13、 腐植酸盐一硅酸盐 注浆成形减水性强dolafluxf 腐植酸盐一硅酸盐 流动性好dolafluxsp neu 合成聚合物 注浆成形 腐蚀性小dolapix pc 67 硅酸盐 有些还具有助磨作用dolapix 162 硅酸盐 注浆成形giessfix zs 腐植酸盐一硅酸盐dolaflux kw 合成聚合物 注浆成形dolapix pcn 腐植酸盐一硅酸盐dolaflux spneul 磷酸盐一硅酸盐 注浆成形 giessfix c30 磷酸盐硅酸盐 喷雾干燥 giessfix c9 1注浆成形 喷雾干燥 喷雾干燥 喷雾干燥表3不同陶瓷坯体及原料用解凝剂的用量范围坯(原)料名称 解凝剂 加入

14、量(质量) 墙地砖坯料 三聚磷酸钠+硅酸钠 0408 用喷雾干燥泥浆 新型添加剂 0205 卫生陶瓷坯料泥浆硅酸钠+碳酸钠 05o8聚丙烯酸钠 0103聚丙稀酸铵o204普通日用陶瓷坯料硅酸钠+碳酸钠 0305聚丙烯酸钠 o1025(注浆) 聚丙烯酸钠 0304骨灰瓷坯料 硅酸钠 0406(注浆) 单宁酸钠 0104钛酸铝陶瓷坯料 硅酸钠 003008(注浆) 腐植酸钠 003005氧化铝(90瓷)硅酸钠 o203浆料 焦磷酸钠 0208高岭土 焦磷酸钠 0508滑石 焦磷酸钠 0306 粘土熟料 焦磷酸钠 0305 石墨 脂肪酸钠 04066表4常用釉用解凝剂传统釉用解凝剂 新型釉用解凝剂

15、偏硅酸钠(水玻璃) 聚丙烯酸钠 碳酸钠(苏打) 聚丙烯酸乙酯 焦磷酸钠 磷酸盐聚合物 六偏磷酸钠 dolapixg6(进口)树皮斛 dolapix pc67(合成聚合物、进口) 三聚磷酸钠 dolapix pc66(合成聚合物、进口) 柠檬酸钠 giessfix g1(进口)腐植酸钠 giessfix g3(进口) 丙烯酸钠复合解凝剂(两种以上传统解凝剂并用或有机盐与无机盐复合)表5常用的釉用粘合剂 传统釉用粘合剂 新型釉用粘合剂 高岭土、膨润土纤维素衍生物(如mc、cmc) 淀粉、糊精改性生物多糖、聚乙烯醇 天然多糖水溶性有机聚合物 木质素磺酸盐醋酸乙烯、丙烯乙烯酯表6釉用纤维素粘合剂名称 性能及作用羧甲基纤维素(cmc) 溶解作用强、粘度低、解凝粘合、室温施釉低聚合度cmc中聚合度cmc粘度较大，粘合作用，室温50900c施釉 (如司马公司的of叮apix)kg25高聚合度cmc(如司马公司的粘度大，稠化，悬浮与粘合，50900c砖面施釉0p1apix)kgl00甲基纤维素(mc)非电解质，粘合作用 表7釉用悬浮稳定剂传统悬浮稳定