一种高强度镁质瓷陶瓷超薄板及其制备方法_2

文档序号:8269544阅读:来源:国知局
证浆料有良好的均一性,也避免了一些团聚的发生。慢磨是为了分散剂在无机粉体颗粒表面进行吸附和包裹,达到吸附与解析的平衡。
[0030]优选的,所述增塑剂选自聚乙二醇(PEG,分子量400-600g/mol);所述粘结剂为B-1070乳胶、聚乙烯醇(PVA,聚合度为1700-2000)中的任一种或二者的组合。
[0031]优选的,所述增塑剂占所述分散好的弱碱性浆料总重的1.5?3.0wt% ;所述粘结剂的加入量,以粘结剂干重计,占所述分散好的弱碱性浆料总重的5?10wt%。
[0032]优选的,所述粘结剂为B1070乳胶和聚乙烯醇的均匀混合物,其中B-1070乳胶和聚乙烯醇按重量比1:1混合。
[0033]优选的,所述聚乙烯醇粘结剂预先溶解在蒸馏水中,并80-95 °C下加热直到聚乙烯醇完全溶解,并过250目筛,得到聚乙烯醇含量为10-20被%的水溶液再与其它组分进行混入口 ο
[0034]优选的,步骤(3)中得到的混合均匀的镁质瓷浆料中水分含量为22.8-56.6wt%。
[0035]优选的,步骤(3)中,所述棍轮球磨机的转速为60?100r/min,慢磨20-24h。增塑增粘过程选择慢磨是为了保证乳胶的结构不发生变化,长时间慢磨是确保增塑剂和粘结剂与物料间混合均匀。增塑剂的添加能够提高素坯韧性和强度。
[0036]优选的,步骤(4)中,所述除泡剂选自DF-K03。
[0037]优选的,步骤(4)中,所述除泡剂用量占所述混合均匀的镁质瓷浆料总重的0.1?0.2wt% ο
[0038]优选的,步骤(4)中,所述真空搅拌的真空度为-0.08?-0.095MPa,真空搅拌20?30min。真空搅拌获得无气泡的、均匀的流延浆料。气泡的存在会导致流延片干燥时发生开裂现象,而且干燥后形成的针孔对陶瓷片的各种性能都会造成不良影响。
[0039]优选的,步骤(5)中,所述干燥为自然干或在50°C?60°C下烘干。
[0040]优选的,所述烧制过程为两个阶段:第一阶段最高温度500-700°C,升温速度为2-50C /min,并在最高温度下保温1_4小时;第二阶段最高温度为1260?1280°C,升温速度为3-7 V /min,并在此最高温度下保温20?30min。
[0041]本发明所提供的超薄陶瓷板主要用于日常生活中,尺寸大小可达几十平方厘米到几百平方厘米,厚度仅在0.5-1.5mm,不同于电子陶瓷工业中的片式元件(其尺寸大小仅为几平方毫米,基板最大也仅为几平方厘米)。对于大面积(即几十平方厘米到几百平方厘米)、超薄板(厚度为0.5-1.5mm)烧成后仍可获得平整的难度是很大的,其主要原因是成型后坯片内部存在颗粒分散不均匀和颗粒之间有应力。本发明,前者通过湿法成型和加强浆料的分散得到基本解决,后者的解决有赖于消除有机物与陶瓷粉体颗粒之间的应力。本发明通过加强浆料的分散和消除无机颗粒与有机分子之间的应力,通过水系流延成型,然后干燥,获得无应力的陶瓷流延坯片,这种大面积、超薄的坯片通过一定温度烧成后,其平整度高。国家最新瓷砖平整度标准是平整度:用对角线的长度与中心凹陷高度做比较,偏差±0.5%。
[0042]对流延浆料进行分散,获得分散均匀一致的浆料,即无机粉体颗粒在水介质中彼此之间的距离一致,分散剂和粘结剂及塑化剂分子在水介质中亦均匀分散在无机粉体颗粒的周围,本发明是通过加强球磨分散和进行有效球磨分散以及选择适当的分散剂、粘结剂和塑化剂来实现这一点的。
[0043]如何消除坯片中的应力非常关键。有机物的分子一般是长链型结构,在水介质中以微卷曲的“毛线”状存在水介质中。如果是颗粒状(即单分散的球形)的粘结剂,其被无机粉体颗粒吸附作为陶瓷粉体颗粒的粘结剂,其应力基本上是没有的,但该种分散剂为乳胶型分散剂,可选择的商品化水性乳胶粘结剂比较少,且由于其形态的原因,普遍粘结性能要弱于分子为线型的粘结剂。乳胶粘结剂可以单独使用,因为其颗粒之间可以自由地滑动,其有机物的玻璃转化温度通常小于摄氏温度零度,这也说明了该粘结剂本身具有非常好的柔韧性,不需要外加塑化剂。而线型分子的粘结剂,如PVA(聚乙烯醇),其有机分子有大量的羟基,分子间的羟基可以形成结合力非常强的“氢键”,所以该有机物的玻璃转化温度为室温左右,如果不加塑化剂,将其长链分子之间的作用力削弱,那么溶解好的PVA粘结剂在浆料中很容易重新晶化,不能很好地分散在浆料中,如果将PVA与塑化剂(如PEG,聚乙二醇,分子量为400g/mol)与混合搅拌,聚乙二醇的分子插入聚乙烯醇分子间,削弱聚乙烯醇分子间的作用力,使得PVA的玻璃转化温度点降低到室温以下,这样可以避免PVA分子在水介质中重新晶化,即结团不能溶解在水介质中。同时聚乙二醇分子具有很好的柔韧性,使得PVA粘结剂具有一定的柔初性,有助于还片的弯曲和卷曲,提尚还片的强度与初性。
[0044]采用水系流延技术制备的镁质超薄陶瓷板厚度仅为0.5?1.5mm,薄板单面积的瓷体质量仅为传统瓷板的十分之一左右。镁质超薄陶瓷板具有半透光性、白度80%以上、机械强度高和材质轻薄的特点,在陶瓷行业中有很好的应用前景。本发明的目的在于提供一种高强度、半透明及大规格镁质瓷陶瓷超薄板的制备方法。水系流延制得的镁质瓷坯体,经高温烧结制得镁质瓷超薄板。镁质瓷超薄板具有材质轻盈、透光性好、质感细腻、白度高等特点,且易于工业化实施,大批量制备稳定、一致化性能高。
【附图说明】
[0045]图1实施例1制得的高强度镁质瓷流延陶瓷片透明度效果图(厚度为1.3mm)
[0046]图2市售的铝质瓷流延陶瓷片透明度效果图
【具体实施方式】
[0047]以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解,本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤;还应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且,除非另有说明,各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具,而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更技术内容的情况下,当亦视为本发明可实施的范畴。
[0048]实施例1
[0049]先按照以下配方进行配料:滑石70.3wt%、高岭土 12.7wt%、钾长石6.8wt%、碳酸钡2.9wt %、石灰石4.9wt %、氧化锌2.4wt %。
[0050]镁质瓷流延浆料主要包括高速球磨、快磨慢磨分散、慢磨增塑增粘、真空搅拌除泡四个阶段,严格按要求进行流延浆料的制备可获得流延性能较好的流延浆料。
[0051](a)高速球磨阶段:配好的镁质瓷坯料在行星球磨机中以料:球:水比为1:1: 0.9、转速350r/min,球磨1.5h,然后100°C?120°C温度下烘干备用。此过程使大颗粒的矿物达到一定细度(坯料细度小于250目,即颗粒直径小于61um),且各原料混合均匀;(b)先快速球磨再慢速球磨:通过静电位阻和空间位阻对陶瓷粉体颗粒进行分散,首先,通过加入一定量的氨水到镁质瓷浆料(镁质瓷配方固含量为77wt%)中,使得浆料的pH值为9.0,实现静电位阻机制分
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