木質(zhì)素磺酸鈉在陶瓷磚坯料中的應(yīng)用

木質(zhì)素磺酸鈉在陶瓷磚坯料中的應(yīng)用胡細(xì)平（廣東唯美陶瓷有限公司，廣東東莞523281）摘要：本文通過對比試驗(yàn)并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)主要介紹了木質(zhì)素磺酸鈉作為一種很有效的坯體增強(qiáng)劑在陶瓷磚坯料中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：增強(qiáng)劑；木鈉；生坯強(qiáng)度現(xiàn)在的干壓成型陶瓷磚的生產(chǎn)都是連續(xù)性的流水線生產(chǎn)，粉料通過壓制成型成為生坯，生坯經(jīng)過干燥窯的干燥，然后經(jīng)過施釉、多次印花等多道工序才進(jìn)入窯爐燒成，由于生坯在進(jìn)入窯爐燒成前還要經(jīng)過多道工序，在生產(chǎn)線傳送皮帶上需要走過相當(dāng)長一段距離，如果生坯強(qiáng)度不好則很容易出現(xiàn)坯體開裂破損等問題，因此坯體的強(qiáng)度就顯得非常重要，可以說一定程度上對產(chǎn)品的成活率和產(chǎn)質(zhì)量有著決定性作用，尤其是瓷質(zhì)磚坯料配方中瘠性原料較多生坯強(qiáng)度問題突出，那么通過選擇一種合適的坯體增強(qiáng)劑來提高坯體強(qiáng)度就顯得尤為重要，而木質(zhì)素磺酸鈉就是一種比較理想的選擇。坯體增強(qiáng)劑和木質(zhì)素磺酸鈉坯體增強(qiáng)劑概述坯體增強(qiáng)劑就是用來提高坯料的可塑性，增加生坯強(qiáng)度，現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)中常見的坯體增強(qiáng)劑主要是羧甲基纖維素類、膨潤土類及木質(zhì)素磺酸鹽類，羧甲基纖維素類價格通常較高，主要應(yīng)用于釉料中，膨潤土類價格較低廉，但增強(qiáng)效果特別是在較大規(guī)格產(chǎn)品中不是很好，而木質(zhì)素磺酸價格相對低廉而且增強(qiáng)效果顯著，是陶瓷磚坯料的一種很好的增強(qiáng)劑。木質(zhì)素磺酸鈉概述木質(zhì)素磺酸鈉（以下簡稱“木鈉”）是一種有機(jī)高分子聚合物，是木漿與二氯化硫水溶液和亞硫酸鹽反應(yīng)產(chǎn)物，也是木材水解工業(yè)和造紙工業(yè)的主要副產(chǎn)物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)是由苯丙烷類結(jié)構(gòu)單元所組成的復(fù)雜化合物，含有多種活性官能團(tuán)［1］。由于木材種類不同，磺化反應(yīng)的差異，木質(zhì)素磺酸鹽的分子量由200到10000不等，具體化學(xué)結(jié)構(gòu)尚未確定。由于生產(chǎn)工藝的原因等，工業(yè)木鈉通常呈現(xiàn)出不同的顏色，從淺奶油色到淺黃褐色到深褐色等，可溶于水中。木鈉的增強(qiáng)機(jī)理在沒有增強(qiáng)劑時，陶瓷坯體顆粒之間的結(jié)合主要是依靠范德華力，在加入坯體增強(qiáng)劑之后，陶瓷坯體顆粒之間的結(jié)合機(jī)制則取決于增強(qiáng)劑的分子結(jié)構(gòu)，而木鈉作為一種具有足夠鏈長的有機(jī)高分子化合物，可以在陶瓷坯體顆粒之間架橋，產(chǎn)生交聯(lián)作用而形成不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并形成凝聚，將陶瓷顆粒緊緊包裹。坯體斷裂前，施加于坯體上的一部分載荷由增強(qiáng)劑分子長鏈承擔(dān)，而且由于其分子鏈中具有許多可以內(nèi)旋轉(zhuǎn)的單鍵［2］，這種內(nèi)旋轉(zhuǎn)的單鍵使得高分子鏈具有較強(qiáng)的柔性和彈性，因而能增加坯體強(qiáng)度。木鈉對坯體黑心的影響由于木鈉碳素含量高，用量過大對坯體的燒成黑心會有一定的影響。木鈉和膨潤土JM-1在坯料中的增強(qiáng)效果及對坯體黑心影響對比試驗(yàn)試驗(yàn)主要物料：F料干粉料、水、膨潤土JM-1、木鈉等實(shí)驗(yàn)主要儀器及設(shè)備：電子秤、快速球磨罐、快速球磨機(jī)、微波爐、SY60型試驗(yàn)壓磚機(jī)、烘箱、DFM智能數(shù)字測力控制儀、游標(biāo)卡尺、千斤頂、打餅?zāi)＞叩葘?shí)驗(yàn)步驟：稱取500克F料干粉料，加水230克然后分別添加不同量的JM-1和不同量的木鈉放入快速球磨罐使用快速球磨機(jī)磨5分鐘制漿，然后分別將泥漿使

用微波爐烘干，使用手工造粒制粉，再使用SY60型試驗(yàn)壓磚機(jī)將制好的不同粉料壓成小磚，放入烘箱在150°C下烘2小時候分別使用DFM智能數(shù)字測力控制儀檢測生坯強(qiáng)度，同時將各種粉料使用千斤頂在30MPa壓力下打80克的餅在窯爐燒成看黑心情況，生坯強(qiáng)度對比結(jié)果如表1所示，黑心情況如表2所示：表1添加不同量JM-1和木鈉的生坯強(qiáng)度對比JM-1用量(%)0.20.30.40.5生坯強(qiáng)度(MPa)1.291.471.71.84木鈉用量(%)0.10.150.20.25生坯強(qiáng)度(MPa)1.581.782.082.36表2添加不同量JM-1和木鈉的黑心情況對比JM-1用量(%)0.20.30.40.5黑心情況無黑心無黑心無黑心無黑心木鈉用量(%)0.10.150.20.25黑心情況無黑心無黑心無黑心很輕微黑心從上述試驗(yàn)結(jié)果可以看出，木鈉對坯體的增強(qiáng)效果很明顯，在相同用量的情況下，木鈉對坯體的增強(qiáng)效果明顯比JM-1好，但用量過大則坯體可能會造成坯體黑心。木鈉在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用由于E石代產(chǎn)品都是600X600以上的大規(guī)格，對生坯強(qiáng)度要求較高，針對泥料整體質(zhì)量變差的情況，我廠于2009年12月開始在E石代坯料中使用木鈉作為增強(qiáng)劑，用量是0.3%，為了驗(yàn)證在實(shí)際生產(chǎn)中木鈉對坯體的增強(qiáng)效果，特別投了一球不添加任何增強(qiáng)劑的料與大生產(chǎn)作生坯強(qiáng)度對比，其結(jié)果如表3所示：表3不加增強(qiáng)劑和添加0.3%木鈉生坯強(qiáng)度對比不加增強(qiáng)劑加0.3%的木鈉生坯干燥強(qiáng)度(MPa)1.171.54從表3中數(shù)據(jù)可以看出，添加0.3%的木鈉對坯體有顯著增強(qiáng)效果。2011年我廠3#線生產(chǎn)623X623大規(guī)格產(chǎn)品時，由于坯料配方瘠性原料特別多，生坯強(qiáng)度較差，之前沒有使用木鈉作為增強(qiáng)劑，產(chǎn)品開裂多，后來使用0.3%的木鈉，開裂問題明顯改善，對使用木鈉前后連續(xù)半個月的產(chǎn)品開裂數(shù)進(jìn)了統(tǒng)計(jì)平均結(jié)果如表4所示：表4使用木鈉前后半個月平均每天產(chǎn)品開裂數(shù)量對比使用木鈉之前使用0.3%的木鈉之后平均每天產(chǎn)品開裂數(shù)(m2)299從表4數(shù)據(jù)可以看出，使用木鈉作為增強(qiáng)劑之后，產(chǎn)品開裂數(shù)較之前下降了60%以上。結(jié)論木鈉在陶瓷磚的生產(chǎn)中是一種很好的坯體增強(qiáng)劑，添加量適合在0.1~0.3%，對坯體的增強(qiáng)有著顯著效果，能夠大大減少產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中的開裂破損等問題但是用量一般