一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆及其制作方法与流程

1.本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆及其制作方法。


背景技术：

2.卫生陶瓷产品一般用于注浆的方法成型，目前，高压注浆在卫生洁具成型中应用越来越多，高压注浆成型实际上是一个过滤过程，起过滤材料作用是多孔塑料模具，注浆过程中浆料的颗粒运动到模具的工作面并依次沉积，形成一定强度的坯体，多孔塑料模具为水分排除提供通道并赋予产品一定的形状。
3.随着高压注浆在卫生洁具成型中应用越来越多，与之相对应的高压设备也越来越多，但是现有的高压注浆浆料的性能难以匹配高压设备，导致收坯率和效率低，造成卫浴制造企业亏损。
4.目前，高压注浆成型的浆料大部分是在普通立交线注浆成型配方的基础上进行改良，但是在普通立交线注浆成型配方的基础上进行改良，通常会出现吸浆慢、成型后的坯体内部软外部硬的问题，使坯体在干燥的过程中容易开裂，导致收坯率低下，同时，烧成后暗裂也会造成烧成缺陷高等问题。为了进一步解决浆料吸浆慢的问题，许多陶瓷企业一般会在现有配方中减少吸浆慢的黑泥，增加吸浆快的高岭土、叶腊石或者原矿砂，由于黑泥具有高塑性，而叶腊石和原矿砂的塑性较差，减少配方配方体系中的黑泥，会导致浆料的塑性较低，在高压注浆时容易导致坯体开裂，也会造成收坯率低的问题。


技术实现要素：

5.针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆，通过在高压注浆泥浆中加入伊利石类粘土和绢云母类粘土，使得高压注浆泥浆具有高塑性、吸浆速度快和透水性好的性能，能够解决采用现有浆料进行高压注浆而导致形成的坯体内部软外部硬的问题和解决坯体干燥收缩时出现开裂的问题。
6.本发明的另一目的在于提出一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆的制备方法，用于制备上述的高塑性高透水性的高压注浆泥浆，能够进一步提升高压注浆泥浆的排水效果，更好的解决高压注浆时因内外湿差大造成的干燥裂问题。
7.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
8.一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆，所述高压注浆泥浆的原料包括伊利石类粘土、绢云母类粘土、黑泥、水洗高岭土、绢云母原矿砂、长石、废瓷粉。
9.进一步的，按质量份数计算，所述高压注浆泥浆的原料包括伊利石类粘土20～30份、绢云母类粘土20～30份、黑泥10～15份、水洗高岭土15～25份、绢云母原矿砂20～30份、长石10～20份、废瓷粉4～6份和镁质泥0～3份。
10.进一步的，按质量百分数计算，所述高压注浆泥浆的化学成分包括氧化硅62～67％、氧化铝20～24％、氧化钙0～0.5％、氧化镁0～0.5％、氧化钾3～4％和氧化钠0.5～
1.5％，余量为烧失量。
11.一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆的制备方法，用于制备上述的高塑性高透水性的高压注浆泥浆，包括以下步骤：
12.(1)按配方将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥进行球磨，球磨结束后将球磨浆料放置于搅拌池内，依次加入伊利石类粘土、绢云母类粘土、水洗高岭土和长石进行分散搅拌；
13.(2)将步骤(1)中分散搅拌后的浆料置于混合池中混合后，依次进行过筛、除铁和参数调试后，将得到的泥浆进行陈腐得到高压注浆泥浆。
14.进一步的，所述步骤(1)的操作方法如下：按配方将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥进行球磨，直至球磨浆料的细度为过325目筛网的筛余量为2～5％后，进行放磨，将球磨浆料放置于搅拌池内，球磨浆料的体积占搅拌池容积的35～45％，向搅拌池中依次加入伊利石类粘土、绢云母类粘土、水洗高岭土和长石进行分散搅拌，搅拌时间为4～8h。
15.进一步的，在所述步骤(2)中，采用100～120目的筛网进行过筛。
16.进一步的，在所述步骤(2)中，进行陈腐的时间为10～20天。
17.进一步的，在所述步骤(1)中，在搅拌池搅拌过程中加入水玻璃和减水剂进行调试。
18.以上技术方案具有以下的有益效果：
19.1、本技术方案高压注浆泥浆中添加了伊利石类粘土和绢云母类粘土，由于伊利石类粘土和绢云母类粘土是原矿石(即伊利石和绢云母)经过锤式机械加工得到的具有片状晶体结构的高塑性粘土，在高压注浆时泥浆颗粒在高压压力下，泥浆中的水从高压模型内吸走从而形成坯体层，此时，由于伊利石类粘土和绢云母类粘土具有片状晶体结构的特性，在泥浆注浆过程中起到骨架般的支撑固定作用，从而能有效提高高压注浆泥浆塑性，解决了现有高压注浆泥浆塑性差的问题，而且，伊利石类粘土和绢云母类粘土不仅具有高塑性，由于伊利石类粘土和绢云母类粘土是由原矿石精加工得到的，还具有石质的吸浆速度快和透水性好的性能，结合其片状结构在注浆时起骨架作用，有利于排水，能够有效防止坯体干燥收缩时出现开裂的问题。
20.2、导致现有泥浆吸浆慢、成型后的坯体内部软和外部硬的问题，主要是由于排水不畅导致的，使得坯体内部的水分难以排除，由于伊利石类粘土和绢云母类粘土具有片状晶体结构，在高压注浆泥浆中作为骨架，可以在内部起支撑作用，使得内部的水更容易排出，而且有骨架支撑后使得坯体更能保持形状，不发软，能够有效解决现有的高压注浆泥浆，在高压注浆的第10-30min注浆期间由于颗粒急剧排列产生的定向排列组合后的内部软外部硬的问题。
具体实施方式
21.下面结合具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
22.一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆，所述高压注浆泥浆的原料包括伊利石类粘土、绢云母类粘土、黑泥、水洗高岭土、绢云母原矿砂、长石、废瓷粉。
23.值得指出的是，本技术方案中的伊利石类粘土是采用伊利石通过锤式破碎机精加工后得到的具有片状晶体结构的高塑性粘土，绢云母类粘土是绢云母通过锤式破碎机精加
工后得到的具有片状晶体结构的高塑性粘土，使用可塑性仪分别检测伊利石类粘土和绢云母类粘土的可塑性，检测得到伊利石类粘土和绢云母类粘土的可塑性数值均为1.0～1.1(可在设备上直接读取得到可塑性数值)，一般来说高岭土类原料的可塑性数值通常为0.7～0.8，由此可见，伊利石类粘土和绢云母类粘土的可塑性远远高于高岭土类原料。将伊利石类粘土、绢云母类粘土和水洗高岭土分别添加相同的水分分别制备得到伊利石类粘土泥浆、绢云母类粘土泥浆和水洗高岭土泥浆，将这三种泥浆分别吸浆60min后分别形成一定坯厚的坯层，倒掉剩余泥浆后表层有一层水膜，计算水膜消失的时间(即水膜干的时间)，通过计算可得，伊利石类粘土泥浆和绢云母类粘土泥浆的水膜消失的时间为3～4秒，而水洗高岭土泥浆的水膜消失的时间为4～5秒，由此可见，伊利石类粘土、绢云母类粘土和水洗高岭土的吸浆速度均较快，且伊利石类粘土和绢云母类粘土的吸浆速度稍快于水洗高岭土，由于水洗高岭土为本领域已知的吸浆快的原料，由此可见，伊利石类粘土和绢云母类粘土的具有吸浆快、高透水性的优点。
24.具体来说，按质量百分数计算，伊利石类粘土的化学组成包括64.52％的sio2、22.93％的alo3、1.11％的fe2o3、0.01％的tio2、0.27％的cao、0.01％的mgo、3.48％的k2o、0.41％的na2o和7.26％的烧失量；
25.绢云母类粘土的化学组成包括64.32％的sio2、23.09％的alo3、1.18％的fe2o3、0.01％的tio2、0.58％的cao、0.03％的mgo、4.53％的k2o、0.68％的na2o和5.58％的烧失量。
26.本技术方案高压注浆泥浆中添加了伊利石类粘土和绢云母类粘土，由于伊利石类粘土和绢云母类粘土是原矿石(即伊利石和绢云母)经过锤式机械加工得到的具有片状晶体结构的高塑性粘土，在高压注浆时泥浆颗粒在高压压力下，泥浆中的水从高压模型内吸走从而形成坯体层，此时，由于伊利石类粘土和绢云母类粘土具有片状晶体结构的特性，在泥浆注浆过程中起到骨架般的支撑固定作用，从而能有效提高高压注浆泥浆塑性，解决了现有高压注浆泥浆塑性差的问题，而且，伊利石类粘土和绢云母类粘土不仅具有高塑性，由于伊利石类粘土和绢云母类粘土是由原矿石精加工得到的，还具有石质的吸浆速度快和透水性好的性能，结合其片状结构在注浆时起骨架作用，有利于排水，能够有效防止坯体干燥收缩时出现开裂的问题。
27.进一步的说明，导致现有泥浆吸浆慢、成型后的坯体内部软和外部硬的问题，主要是由于排水不畅导致的，使得坯体内部的水分难以排除，由于伊利石类粘土和绢云母类粘土具有片状晶体结构，在高压注浆泥浆中作为骨架，可以在内部起支撑作用，使得内部的水更容易排出，而且有骨架支撑后使得坯体更能保持形状，不发软，能够有效解决现有的高压注浆泥浆，在高压注浆的第10-30min注浆期间由于颗粒急剧排列产生的定向排列组合后的内部软外部硬的问题。
28.进一步的说明，按质量份数计算，所述高压注浆泥浆的原料包括伊利石类粘土20～30份、绢云母类粘土20～30份、黑泥10～15份、水洗高岭土15～25份、绢云母原矿砂20～30份、长石10～20份、废瓷粉4～6份和镁质泥0～3份。
29.本技术方案的高压注浆泥浆中减少吸浆慢的黑泥的用量，并且加入了20～30份的伊利石类粘土和20～30份的绢云母类粘土，伊利石类粘土和绢云母类粘土用量接近一半，能够使伊利石类粘土和绢云母类粘土更好地填充在黑泥和高岭土之间，从而能够有效的发挥支撑固定的作用，同时，利用伊利石类粘土和绢云母类粘土的高透水性，使得高压注浆泥
浆具有高塑性、吸浆速度快和透水性好的性能，在高压注浆时，在高压的作用下水分挤压进模具内从而形成坯体，透水性强和塑性高的高压注浆泥浆有利于高压的注浆方式，能够解决现有泥浆由于吸浆慢和塑性差而导致坯体内软外硬，容易开裂和收坯率低的问题。
30.具体来说，高压注浆泥浆的原料配方中，水洗高岭土和绢云母原矿砂是砂型的填充的颗粒状原料，长石是熔剂，镁质泥起到助熔的效果，加入少量的黑泥可以增加坯体的强度，但是黑泥的添加量不宜过高，容易导致高压注浆泥浆吸浆慢。
31.进一步的说明，按质量百分数计算，所述高压注浆泥浆的化学成分包括氧化硅62～67％、氧化铝20～24％、氧化钙0～1.5％、氧化镁0～1.5％、氧化钾3～4％和氧化钠0.5～2％，余量为烧失量。
32.一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆的制备方法，用于制备上述的高塑性高透水性的高压注浆泥浆，包括以下步骤：
33.(1)按配方将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥进行球磨，球磨结束后将球磨浆料放置于搅拌池内，依次加入伊利石类粘土、绢云母类粘土、水洗高岭土和长石进行分散搅拌；
34.(2)将步骤(1)中分散搅拌后的浆料置于混合池中混合后，依次进行过筛、除铁和参数调试后，将得到的泥浆进行陈腐得到高压注浆泥浆。
35.值得说明的是，在制备高压注浆泥浆时，先把硬质原料(黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥)先进行球磨加细处理，能有效解决快速注浆时浆料粗颗粒运动慢集中在双面浆夹层处和单面浆最内侧的问题，同时有利于排水，避免成型后的坯体出现内部软外部硬的问题。在步骤(2)中，混合后使用筛网进一步去除粗颗粒，进一步有利于解决注浆后外硬内软问题。
36.进一步的说明，所述步骤(1)的操作方法如下：按配方将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥进行球磨，直至球磨浆料的细度为过325目筛网的筛余量为2～5％后，进行放磨，将球磨浆料放置于搅拌池内，球磨浆料的体积占搅拌池容积的35～45％，向搅拌池中依次加入伊利石类粘土、绢云母类粘土、水洗高岭土和长石进行分散搅拌，搅拌时间为4～8h。
37.进一步的说明，在所述步骤(2)中，采用100～120目的筛网进行过筛。
38.值得指出的是，坯体出现外硬内软的问题，由于水分差异造成的，水分多的地方较软，水分少的地方则硬。高压注浆时泥浆颗粒定向排列，泥浆颗粒在加压给的动能作用下，根据公式e＝mv2，颗粒越粗质量越大，从而粗颗粒运动速度越慢，所以粗颗粒在最内侧，粗颗粒由于体积大会阻挡水的排出，从而造成坯体外硬内软，本技术方案一方面通过伊利石类粘土和绢云母类粘土的骨架结构使得坯体易于排水，另一方面，在制备高压注浆泥浆时，先将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥这些硬质原料先进行球磨，使得球磨浆料的细度为过325目筛网的筛余量为2～5％，同时在步骤(2)混合后采用100～120目的筛网进行过筛，使得高压注浆泥浆整体的细度较细，颗粒之间差异降低，不仅使高压注浆时坯体内外颗粒细度更均匀，而且更有利于于排水，使得水分在坯体内分布更均匀，从而使坯体内外的软硬度接近，减少高压状态快速吸浆时浆料颗粒的定向排列，使内外颗粒相差太大的问题，从而解决高压注浆内外湿差大造成的干燥裂问题、双面浆交接面分层、密度低、颗粒粗糙起砂等问题。
39.进一步的说明，在所述步骤(2)中，进行陈腐的时间为10～20天。
40.值得说明的是，本技术方案中的陈腐时间为10～20天，通过10～20天的均化处理，在陈腐期间采用平桨搅拌，慢速搅拌陈腐有利于泥浆颗粒间动能稳定，可以减少颗粒间动能差异造成的内部应力，使得注浆时泥浆颗粒受压时颗粒受力均匀，应力最小，有利于稳定吸浆速度和高压注浆泥浆的稳定性，解决泥浆颗粒间内部应力造成的开裂问题，从而能够有效减少成型时的微裂纹，提升收坯率。若陈腐时间较低，虽然能够提高注浆效率，但陈腐期较短，会导致高压注浆形成的坯体出现微裂纹的问题，而导致制得的坯体的质量低下，若陈腐时间超过20天后，吸浆厚度明显下降，不利注浆效率。依次，将陈腐时间限定为10～20天有利于稳定吸浆速度和高压注浆泥浆的稳定性，解决泥浆颗粒间应力造成的开裂问题，从而提升收坯率。
41.进一步的说明，在所述步骤(1)中，在搅拌池搅拌过程中加入水玻璃和减水剂进行调试，减水剂可以选择六偏硅酸钠。
42.下面结合具体实施例和对比例进一步阐述本发明的技术方案。
43.实施例1
44.一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆，按质量份数计算，高压注浆泥浆的原料包括伊利石类粘土20份、绢云母类粘土25份、黑泥10份、水洗高岭土25份、绢云母原矿砂20份、长石18份、废瓷粉6份和镁质泥2份。
45.本实施例高压注浆泥浆的制备方法包括以下步骤：
46.(1)按配方将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥进行球磨，直至球磨浆料的细度为过325目筛网的筛余量为2％后，进行放磨，将球磨浆料放置于搅拌池内，球磨浆料的体积占搅拌池容积的40％，向搅拌池中依次加入伊利石类粘土、绢云母类粘土、水洗高岭土和长石进行分散搅拌，搅拌时间为6h，在搅拌过程中加入水玻璃和减水剂进行调试；
47.(2)将步骤(1)中分散搅拌后的浆料置于混合池中混合后，依次进行过筛、除铁和参数调试后，将得到的泥浆陈腐10天得到高压注浆泥浆，其中，采用120目的筛网进行过筛。
48.实施例2
49.一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆，按质量份数计算，高压注浆泥浆的原料包括伊利石类粘土25份、绢云母类粘土26份、黑泥13份、水洗高岭土18份、绢云母原矿砂30份、长石10份和废瓷粉4份。
50.本实施例高压注浆泥浆的制备方法包括以下步骤：
51.(1)按配方将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥进行球磨，直至球磨浆料的细度为过325目筛网的筛余量为5％后，进行放磨，将球磨浆料放置于搅拌池内，球磨浆料的体积占搅拌池容积的35％，向搅拌池中依次加入伊利石类粘土、绢云母类粘土、水洗高岭土和长石进行分散搅拌，搅拌时间为4h，在搅拌过程中加入水玻璃和减水剂进行调试；
52.(2)将步骤(1)中分散搅拌后的浆料置于混合池中混合后，依次进行过筛、除铁和参数调试后，将得到的泥浆陈腐15天得到高压注浆泥浆，其中，采用100～120目的筛网进行过筛。
53.实施例3
54.一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆，按质量份数计算，高压注浆泥浆的原料包括伊利石类粘土30份、绢云母类粘土20份、黑泥10份、水洗高岭土22份、绢云母原矿砂25份、长石15份、废瓷粉5份和镁质泥1份。
55.本实施例高压注浆泥浆的制备方法包括以下步骤：
56.(1)按配方将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥进行球磨，直至球磨浆料的细度为过325目筛网的筛余量为5％后，进行放磨，将球磨浆料放置于搅拌池内，球磨浆料的体积占搅拌池容积的40％，向搅拌池中依次加入伊利石类粘土、绢云母类粘土、水洗高岭土和长石进行分散搅拌，搅拌时间为8h，在搅拌过程中加入水玻璃和减水剂进行调试；
57.(2)将步骤(1)中分散搅拌后的浆料置于混合池中混合后，依次进行过筛、除铁和参数调试后，将得到的泥浆陈腐16天得到高压注浆泥浆，其中，采用100目的筛网进行过筛。
58.实施例4
59.一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆，按质量份数计算，高压注浆泥浆的原料包括伊利石类粘土28份、绢云母类粘土22份、黑泥15份、水洗高岭土15份、绢云母原矿砂22份、长石20份、废瓷粉4份和镁质泥3份。
60.本实施例高压注浆泥浆的制备方法包括以下步骤：
61.(1)按配方将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥进行球磨，直至球磨浆料的细度为过325目筛网的筛余量为5％后，进行放磨，将球磨浆料放置于搅拌池内，球磨浆料的体积占搅拌池容积的40％，向搅拌池中依次加入伊利石类粘土、绢云母类粘土、水洗高岭土和长石进行分散搅拌，搅拌时间为8h，在搅拌过程中加入水玻璃和减水剂进行调试；
62.(2)将步骤(1)中分散搅拌后的浆料置于混合池中混合后，依次进行过筛、除铁和参数调试后，将得到的泥浆陈腐18天得到高压注浆泥浆，其中，采用120目的筛网进行过筛。
63.实施例5
64.一种高塑性高透水性的高压注浆泥浆，按质量份数计算，高压注浆泥浆的原料包括伊利石类粘土22份、绢云母类粘土30份、黑泥12份、水洗高岭土21份、绢云母原矿砂28份、长石11份和废瓷粉6份。
65.本实施例高压注浆泥浆的制备方法包括以下步骤：
66.(1)按配方将黑泥、绢云母原矿砂、废瓷粉和镁质泥进行球磨，直至球磨浆料的细度为过325目筛网的筛余量为5％后，进行放磨，将球磨浆料放置于搅拌池内，球磨浆料的体积占搅拌池容积的40％，向搅拌池中依次加入伊利石类粘土、绢云母类粘土、水洗高岭土和长石进行分散搅拌，搅拌时间为6h，在搅拌过程中加入水玻璃和减水剂进行调试；
67.(2)将步骤(1)中分散搅拌后的浆料置于混合池中混合后，依次进行过筛、除铁和参数调试后，将得到的泥浆陈腐20天得到高压注浆泥浆，其中，采用120目的筛网进行过筛。
68.具体来说，将以上实施例1-5制得的高压注浆浆料，采用高压注浆的方式对采用同一多孔注塑模具进行注浆形成坯体，并对坯体进行干燥和高温烧制，观察生成的坯体是否存在外硬内软问题、干燥后的坯体和烧制后的坯体是否存在开裂等缺陷，结果如下表1所示：
69.表1实施例1-5的检测结果
[0070][0071][0072]
从表1可知，采用实施例1-5制得的高压注浆泥浆进行高压注浆，得到的坯体均不出现内部软和外部硬的问题，同时，坯体干燥后和烧制后均不存在开裂等缺陷，由此可见，实施例1-5制得的高压注浆泥浆能够有效防止坯体干燥收缩时和烧制时出现开裂的问题，从而能大大提高收坯率。
[0073]
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。