陶瓷复合减水剂合成及其减水效果研究

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墙地砖陶瓷生产中,陶瓷泥浆必须有较高的固含量和较好的流动性,这是制备出成本低廉且质量良好的陶瓷所必需的条件。提高泥浆的固含量,能减少后期喷雾干燥过程的能耗,同时增加粉料的输出率。但过高的固含量会降低陶瓷泥浆的流动性和稳定性,故需要添加陶瓷减水剂来改善泥浆的流动性能。因此,研究开发出价格相对低廉且解凝性能良好的减水剂对陶瓷工业意义重大。首先分析了墙地砖陶瓷厂所用坯料的化学组成和矿物组成。考察了泥浆制备工艺条件对泥浆流动性的影响,结果表明,球磨时间12min和泥浆pH在7.2-9.3之间时,泥浆流动性好。对陶瓷工厂现用水玻璃减水剂进行陶瓷泥浆流动性研究,结果表明,当添加量为0.6%时,固含量为67%的泥浆流动效果较好,流出时间为62s。在比较了10种常用单一减水剂的减水效果作用后通过复配,获得减水效果改善的焦磷酸钠-萘系高效减水剂(质量比1:2)和焦磷酸钠-柠檬酸钠(质量比1:2)二元复合减水剂,当添加量为0.4%时,固含量为67%的泥浆流出时间均不超过50s。进一步,通过三元复配获得焦磷酸钠、萘系高效减水剂和水玻璃质量比1:3:3的复合减水剂,当添加量为0.5%时,固含量为67%的泥浆流出时间为45s。在此基础上,对葡萄糖高分子进行改性,经合理的分子设计和选取合适的反应体系,制备出淀粉基减水剂。以糊精-氨基磺酸作为酯化体系,二甲基甲酰胺(DMF)为分散介质,糊精、氨基磺酸和二甲基甲酰胺的质量比为2:1:4,反应体系为水浴加热,加热温度90℃,加热时间为2h,在此条件下得到的产品酯化度达到最佳,减水效果最好。将此条件下获得的淀粉基减水剂与焦磷酸钠、水玻璃复合,采取正交试验,得到焦磷酸钠、淀粉基减水剂和水玻璃质量比为1:2:3的复合淀粉基减水剂,当添加量为0.5%时,减水效果最好,固含量为67%的陶瓷泥浆流出时间为41s。通过比较复合淀粉基减水剂、工厂现用减水剂和复合减水剂的减水效果、生坯强度影响和成本表明,复合淀粉基减水剂在减水作用和生产成本上都具有较高的实用价值。
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