[发明专利]低成本环保型蜂窝陶瓷成型用复合助剂及应用方法

说明书

本发明涉及材料制备技术领域，公开了一种蜂窝陶瓷专用复合助剂及应用方法。该复合成型助剂包括组分I和组分II，所述组分I包括粘结剂A、任选地粘结剂B和任选地粘结剂C，所述粘结剂A、粘结剂B和粘结剂C具有不同的黏度分布，所述组分II为含有高分子聚合物和电解质的水溶液。该成型助剂制备蜂窝陶瓷的具体使用方法：(1)将蜂窝陶瓷原料与组分I进行混合，然后与组分II捏合成可塑性泥料；(2)所述泥料依次进行粗炼、陈腐、精炼、成型、微波定型及干燥、切割吹灰、焙烧，得到蜂窝陶瓷制品。将本发明提供的复合成型助剂用于制备蜂窝陶瓷，可有效提高蜂窝陶瓷的密度和强度，并有效提高了蜂窝陶瓷的合格率。

技术领域

本发明涉及材料制备技术，具体涉及一种陶瓷制品成型助剂及其应用方法。

背景技术

蜂窝陶瓷是一种具有规则通孔和薄壁结构的多孔陶瓷材料，在窑炉高效蓄热、汽车尾气净化、化工催化剂载体及水处理等节能环保领域已获得越来越广泛的应用。目前国内外生产蜂窝陶瓷产品，通常选用挤出成型工艺，为保证泥料的可塑性、润滑性及干燥后坯体的强度及韧性，往往在泥料制备中加入适量的粘结剂、润滑剂和增塑剂等。

目前国内蜂窝陶瓷生产主要采用桐油、大豆油、菜油、液压油中的一种作为润滑、增塑和增强的综合性助剂，但是，油脂类增塑剂和润滑剂，往往自身带有气味，在干燥和烧成时易挥发大量有毒有害的废气，即便采取净化措施，仍无法完全解决对环境污染和人身健康危害的问题，同时造成产品成本升高；或因坯体在干燥时通风不畅及窑炉内烧成气氛控制不当，蜂窝坯体在干燥及烧成过程中因不断积蓄热量而迅速自燃，导致坯体崩塌，合格率大大降低，生产成本升高。

美国专利US6299678B1、Us6344078B1、US6368992B1公布的成型助剂体系采用主链含12-14个碳原子的轻质矿物油和石蜡作为粘结剂和润滑剂，与传统助剂体系相比，该新型助剂可实现高挤出速度、且挤出孔的形态保持良好，坯体表面光滑。

在国内，近10年中，也有多项蜂窝陶瓷成型助剂专利的申请，如CN101066882公开了一种不用桐油少用纤维素的蜂窝陶瓷生产方法，它是用糯米粉或面粉加工成面糊，并用铝溶胶及硅溶胶混合研磨成临时粘合剂，使用时加入18％～23％的临时粘合剂和0.5％～0.8％de羧甲基纤维素；CN101891496则是将大豆油、甘油和水充分混合制成乳浊液代替桐油；还有一些专利采用羟丙基甲基纤维素(CN102515775)、硬脂酸(CN102276287)、聚乙二醇(CN102728343)、油酸和亚油酸(CN101074161)作为蜂窝陶瓷成型用粘结剂、增塑剂或润滑剂。

在现有不含桐油及油脂类的蜂窝陶瓷成型用粘结剂、增塑剂及润滑剂中，普遍存在成型助剂用量较高问题，一般占蜂窝陶瓷矿物原料总质量的6％以上，往往大于10％，有的甚至高达30％，成型助剂含量高，同时增加了陶瓷泥料的成型水分，导致蜂窝陶瓷坯体的干燥收缩率及烧成收缩率增加，在干燥和烧成过程中产生变形、开裂等缺陷，尤其是生产薄壁大尺寸蜂窝陶瓷产品，此类缺陷大幅增加，产品合格率降低；同时由于大量的有机成型助剂在烧成时发生低温分解，造成燃烧不完全，对环境造成污染，同时有机物助剂及水分的增加，降低了蜂窝陶瓷制品密度和强度。

CN103319196A公布了一种蜂窝陶瓷成型复合助剂代替目前蜂窝陶瓷生产中广泛应用的桐油及其它油脂类为粘结剂和润滑剂的成型助剂，加入量为蜂窝陶瓷原料总量的2wt％～5wt％，该复合助剂包含聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠、羟丙基甲基纤维素、聚乙二醇、柠檬酸钠及三聚磷酸钠，按配比称量，经混料机混合后得到干粉状复合成型助剂，该助剂可满足蜂窝陶瓷挤出成型工艺要求，降低了有机物成型助剂含量及对环境的污染，取得了有益效果。但是，其复合成型助剂应用量为陶瓷干基粉料重量的3％-5％，仍然偏高，而且其所得陶瓷型坯的干燥线收缩率和烧成线收缩率均较高，被期待值得进一步降低。

发明内容