木质素磺酸钠在陶瓷砖坯料中的应用

木质素磺酸钠在陶瓷砖坯料中的应用

胡细平

（广东唯美陶瓷有限公司，广东东莞523281）

摘要：本文通过对比试验并结合实际生产主要介绍了木质素磺酸钠作为一种很有效的坯体增强剂在陶瓷砖坯料中的应用。

关键词：增强剂；木钠；生坯强度

现在的干压成型陶瓷砖的生产都是连续性的流水线生产，粉料通过压制成型成为生坯，生坯经过干燥窑的干燥，然后经过施釉、多次印花等多道工序才进入窑炉烧成，由于生坯在进入窑炉烧成前还要经过多道工序，在生产线传送皮带上需要走过相当长一段距离，如果生坯强度不好则很容易出现坯体开裂破损等问题，因此坯体的强度就显得非常重要，可以说一定程度上对产品的成活率和产质量有着决定性作用，尤其是瓷质砖坯料配方中瘠性原料较多生坯强度问题突出，那么通过选择一种合适的坯体增强剂来提高坯体强度就显得尤为重要，而木质素磺酸钠就是一种比较理想的选择。

1坯体增强剂和木质素磺酸钠

1.1 坯体增强剂概述

坯体增强剂就是用来提高坯料的可塑性，增加生坯强度，现在实际生产中常见的坯体增强剂主要是羧甲基纤维素类、膨润土类及木质素磺酸盐类，羧甲基纤维素类价格通常较高，主要应用于釉料中，膨润土类价格较低廉，但增强效果特别是在较大规格产品中不是很好，而木质素磺酸价格相对低廉而且增强效果显著，是陶瓷砖坯料的一种很好的增强剂。

1.2木质素磺酸钠概述

木质素磺酸钠（以下简称“木钠”)是一种有机高分子聚合物，是木浆与二氯化硫水溶液和亚硫酸盐反应产物，也是木材水解工业和造纸工业的主要副产物，其化学结构是由苯丙烷类结构单元所组成的复杂化合物，含有多种活性官能团[1]。由于木材种类不同，磺化反应的差异，木质素磺酸盐的分子量由200到10000不等，具体化学结构尚未确定。由于生产工艺的原因等，工业木钠通常呈现出不同的颜色，从浅奶油色到浅黄褐色到深褐色等，可溶于水中。

1.3 木钠的增强机理

在没有增强剂时，陶瓷坯体颗粒之间的结合主要是依靠范德华力，在加入坯体增强剂之后，陶瓷坯体颗粒之间的结合机制则取决于增强剂的分子结构，而木钠作为一种具有足够链长的有机高分子化合物，可以在陶瓷坯体颗粒之间架桥，产生交联作用而形成不规则网状结构，并形成凝聚，将陶瓷颗粒紧紧包裹。坯体断裂前，施加于坯体上的一部分载荷由增强剂分子长链承担，而且由于其分子链中具有许多可以内旋转的单键[2]，这种内旋转的单键使得高分子链具有较强的柔性和弹性，因而能增加坯体强度。

1.4木钠对坯体黑心的影响

由于木钠碳素含量高，用量过大对坯体的烧成黑心会有一定的影响。

2木钠和膨润土JM-1在坯料中的增强效果及对坯体黑心影响对比试验

试验主要物料：F料干粉料、水、膨润土JM-1、木钠等

实验主要仪器及设备：电子秤、快速球磨罐、快速球磨机、微波炉、SY60型试验压砖机、烘箱、DFM智能数字测力控制仪、游标卡尺、千斤顶、打饼模具等

实验步骤：称取500克F料干粉料，加水230克然后分别添加不同量的JM-1和不同量的木钠放入快速球磨罐使用快速球磨机磨5分钟制浆，然后分别将泥浆使用微波炉烘干，使用手工造粒制粉，再使用SY60型试验压砖机将制好的不同粉料压成小砖，放入烘箱在150℃下烘2小时候分别使用DFM智能数字测力控制仪检测生坯强度，同时将各种粉料使用千斤顶在30MPa压力下打80克的饼在窑炉烧成看黑心情况，生坯强度对比结果如表1所示，黑心情况如表2所示：

表1 添加不同量JM-1和木钠的生坯强度对比

表2添加不同量JM-1和木钠的黑心情况对比

从上述试验结果可以看出，木钠对坯体的增强效果很明显，在相同用量的情况下，木钠对坯体的增强效果明显比JM-1好，但用量过大则坯体可能会造成坯体黑心。

3木钠在实际生产中的应用

由于E石代产品都是600×600以上的大规格，对生坯强度要求较高，针对泥料整体质量变差的情况，我厂于2009年12月开始在E石代坯料中使用木钠作为增强剂，用量是0.3%，为了验证在实际生产中木钠对坯体的增强效果，特别投了一球不添加任何增强剂的料与大生产作生坯强度对比，其结果如表3所示：

表3 不加增强剂和添加0.3%木钠生坯强度对比

从表3中数据可以看出，添加0.3%的木钠对坯体有显著增强效果。2011年我厂3#线生产623×623大规格产品时，由于坯料配方瘠性原料特别多，生坯强度较差，之前没有使用木钠作为增强剂，产品开裂多，后来使用0.3%的木钠，开裂问题明显改善，对使用木钠前后连续半个月的产品开裂数进了统计平均结果如表4所示：

表4 使用木钠前后半个月平均每天产品开裂数量对比

从表4数据可以看出，使用木钠作为增强剂之后，产品开裂数较之前下降了60%以上。

4结论

木钠在陶瓷砖的生产中是一种很好的坯体增强剂，添加量适合在0.1~0.3%，

对坯体的增强有着显著效果，能够大大减少产品在生产过程中的开裂破损等问题，但是用量一般不要超过0.3%，同时要对坯料做好黑心情况控制，避免出现黑心问题影响产品质量。

参考文献

[1] 俞康泰. 陶瓷添加剂应用技术[M]. 化学工业出版社，2009(1)：108.

[2] 沈一丁等. 高分子科学与皮革化学品[M]. 陕西科学技术出版社，1994.