專利名稱：改進的注漿工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及制作白色陶瓷注漿制品的方法及其所用的組合物。
注漿成型是一種古老的技術。該技術的通常做法是把顆粒原料懸浮在注漿介質(zhì)中形成泥漿，泥漿注入熟石膏模子，將泥漿介質(zhì)從注漿料中倒出后注漿坯就留在模子上，分開膜子和坯獲得最終所需形狀的注漿件。注漿成型廣泛用于白色陶瓷制造，包括衛(wèi)生潔具，如洗滌盆和便器。
壓力注漿是一種較新的注漿成型工藝。在壓力注漿過程中，都是用壓差(不論正壓或負壓)來強制去除泥漿中的液體。在一般注漿成型中，通常采用聚合物模具而不是石膏模具。例如參見U.S.專利US4，464，485;3，929，685;和3，825，506。
雖然注漿成型和壓力注漿都是已知技術，但在注漿工藝和所制坯子上還存在某些問題，所以我們曾試嘗采用各種注漿添加劑來解決這些問題。這些問題包括低液體回收及注漿速率。
人們一直期待著一種注漿添加劑，這種添加劑分子量低，具有良好的燒盡特性，并且使注漿速率提高而不會明顯地影響泥漿的其它注漿特性。人們還期望該添加劑能夠保持注漿制品的生坯強度。
本發(fā)明的第一個目的是采用一種注漿添加劑改善注漿或脫水速率而同時基本上保持制品和制造工藝的別的特性之白陶制備的改進工藝。該工藝包括由顆粒原料和注漿介質(zhì)制備泥漿、把泥漿注入模子，回收模子中的一部分泥漿介質(zhì)，最后取出注漿件，這種改進通過采用含有有效量聚亞烷基聚胺的泥漿來提高注漿速率的方法完成。
另一個目的，本發(fā)明為一種泥漿組分，其中包括注漿介質(zhì);顆粒原料;一定量的平均分子量小于1，000并能有效地提高從泥漿組份變?yōu)樽{件的注漿速率的聚亞烷聚胺;以及一種任選的可以保持由泥漿組份制成的注漿件生坯強度的粘結劑。
第三個目的，本發(fā)明為一種適用于陶瓷制品制備的添加劑，基本包括聚亞烷基聚胺、粘結劑和水，這些都是可以加入到泥漿組份中的。
我們驚奇的發(fā)現(xiàn)，聚亞烷基聚胺的使用提高了注漿速率而對泥漿的流變性沒有不利影響。
本發(fā)明工藝優(yōu)越地采用了一種由顆粒原料，注漿介質(zhì)，聚亞烷基聚胺和任選的粘結劑組成的泥漿組份。該泥漿組份最好含有分散劑和輔助添加劑。該工藝可以是注漿成型工藝、真空注漿工藝或壓力注漿工藝，也適用于一切注漿成型方法。
顆粒原料可以是任何可懸浮在注漿介質(zhì)中而后注漿形成注漿白陶制品的顆粒物質(zhì)。白陶制品包括衛(wèi)生潔具，如洗滌盆和便器，白瓷、藝術制品和禮品瓷。優(yōu)選顆粒原料為粘土原料。優(yōu)選原料例如球土、高嶺土、長石、燧石及其類似物料，也可以采用顆粒物料混合物。有幾種顆粒物料在注漿白色陶瓷制品技術領域中是眾所周知的。
注漿介質(zhì)的作用是懸浮顆粒原料使其可以進行注漿。典型的注漿介質(zhì)是液體，可以是有機的，無機的或有機、無機的混合物。對于那些熟悉注漿成型技術的普通專業(yè)人員來說這幾種注漿介質(zhì)是眾所周知的。注漿介質(zhì)例子包括酒精、碳氫化合物，氯代碳氫化合物和水。優(yōu)選的注漿介質(zhì)為水?？梢允褂萌我饬康挠糜谧{件的顆粒原料，一般所用的顆粒原料量占泥漿重量的5-95%，優(yōu)選的所用顆粒原料量為25-90%(wt)，然而，泥漿組份的變化范圍可以很寬，可以含有或多或少的顆粒原料。也可以采用注漿介質(zhì)的混合物。
聚亞烷基聚胺為已知化合物。本著本發(fā)明的目的，我們優(yōu)選平均分子量小于1.000，最好低于800的聚亞烷基聚胺。聚亞烷基聚胺的例子包括1，2-乙二胺，三亞乙基四胺，四亞乙基五胺、五亞乙基六胺，六亞乙基七胺，哌嗪，氨乙基哌嗪，丙鄰二胺，亞丁基二胺，戊二胺，六亞甲基二胺，二亞乙基三胺，二丙鄰三胺，二亞丁基三胺，雙(1.5-亞戊基)三胺，雙(1.6-亞己基)三胺，三聚丙烯四胺，三(1.6-亞己基)四胺，四聚丙烯五胺，四亞丁基五胺，四(1，5-亞戊基)五胺，四(1，6-亞己基)六胺，五(1，6-亞己基)六胺，雙(氨丙基)1，2-乙二胺，雙(氨丙基)二乙烯基三胺，三(氨丙基)1，2-乙二胺，及其類似物。優(yōu)選的聚亞烷基聚胺的通式為
其中n為0到6，m為1到6，p為1到15，另外在一個分子內(nèi)由一個重復單元到下一個時n和m可以分別變化。
優(yōu)選n為0，p為1，m為3到6。因此實施本發(fā)明時，優(yōu)選的聚亞烷基聚胺為乙烯聚胺。乙烯聚胺的平均分子量最好介于150-800之間。優(yōu)選的聚亞烷基聚胺的例子包括三亞乙基四胺，四亞乙基五胺，五亞乙基六胺，六亞乙基七胺及其混合物。
本發(fā)明的聚亞烷基聚胺可以單獨使用，也可以使用其混合物。諸如某些聚亞烷基聚胺如三亞乙基四胺，四亞乙基五胺(下文稱TEPA)只能作為具有相似沸點的同分異構體的混合物從市場上購得。具有相似沸點分子量高達800的同分異構體的混合物也適用于本發(fā)明實施。另外，還可以采用聚亞烷基聚胺的直鏈同分異構體，帶支鏈的和環(huán)狀的同分異構體。
使用一定量的聚亞烷基聚胺的泥漿比起不含聚亞烷基聚胺而其它性質(zhì)相同的泥漿，在注漿速率上有較大提高。聚亞烷基聚胺的用量優(yōu)選0.001～1%(泥漿重)，進一步的優(yōu)選范圍為0.05～0.5%(泥漿重)，最佳范圍為泥漿重的0.1至0.3%。
本發(fā)明的粘結劑可以任意選用。粘結劑起保持或改善注漿件生坯強度作用。優(yōu)選的粘結劑的例子包括膠乳如苯乙烯-丁二烯膠乳、丙烯酸膠乳、乙烯-丙烯酸膠乳，木素磺化鹽、聚乙烯醇，鏈烷醇胺和其它現(xiàn)有技術粘結劑。苯乙烯-丁二烯為優(yōu)選粘結劑。在使用粘結劑時，其用量要滿足以下條件，即相對于不含粘結劑的同一泥漿的注漿件，要能夠保持或改善其生坯強度。粘結劑的優(yōu)選用量為泥漿重的0-30%，進一步的優(yōu)選用量為泥漿重的0.05～0.5%，最佳用量為泥漿重的0.1～0.3%。
當使用粘結劑時，聚亞烷基聚胺和粘結劑之間的比例是任意的，只要是比起沒用聚亞烷基聚胺和粘結劑的泥漿制備的坯體的注漿速率和生坯強度，加入后能導致該泥漿組份在白陶器制造中獲得更高的注漿速率和注漿件生坯強度就可以。優(yōu)選的聚亞烷基聚胺與粘結劑的重量比例至少為5∶95，不超過5∶95;進一步優(yōu)選的重量比至少為30∶70，不超過70∶30;最佳重量比為50∶50。
在使用聚亞烷基聚胺和粘結劑時，可以將它們分別加入到泥漿組份中。也可以將聚亞烷基聚胺和粘結劑一起與水任意混合，然后立即加入到泥漿組份中。當在加入泥漿組份之前把聚亞烷基聚胺和粘結劑混合在一起時，最好通過分別配制粘結劑和聚亞烷基聚胺水溶液，再把胺溶液邊攪拌邊加入粘結劑溶液來混合兩組份。在與水混合時，活性組份即聚亞烷基聚胺和粘結劑與水之間的重量比約為1∶1，當然其它比例也是可行的。
還可以習慣性地采用其它在注漿成型技術中所為人共知的添加劑。這些附加添加劑的例子包括蘇打灰，硫酸鈣，及其分散劑。本發(fā)明實施中所用的分散劑是白色陶瓷器注漿成型技術中所公知的，硅酸鈉就是這種分散劑的一個非限定性實例。
本發(fā)明的注漿工藝采用注漿成型和壓力注漿技術中普遍應用的技術條件就可以實施。典型的注漿成型可以在室溫完成，當然如果需要也可以在5-95℃的溫度下進行。典型的壓力注漿的進行溫度為室溫到100℃或更高。優(yōu)選室溫的考慮是立足于方便易行和成本低。注漿工藝可以在正壓(大氣壓以上);大氣壓，負壓(大氣壓以下)，以及配合其它已知注漿技術完成。
本發(fā)明的注漿成型工藝通過將聚亞烷基聚胺和任選的粘結劑引入泥漿實現(xiàn)。一般說這種引入要在泥漿制備過程中盡早完成。最好能在顆粒原料加入前，把聚亞烷基聚胺和任選的粘結劑加入泥漿介質(zhì)。
本發(fā)明工藝中所采用的注漿成型技術都是在注漿成型技術中眾所周知的。注漿成型方法例子，請參見美國專利US4，217，320和4，482，388，另外還可參見英國專利GB2，035，189A。同樣的，本發(fā)明所采用的壓力注漿技術也是在壓力注漿技術中眾所周知的，例如請參見美國專利US4，591，472和4，659，483。
下述實例是為了說明本發(fā)明而不應認為是對本發(fā)明范圍的限定。除非另有指示，下文中所有份額及百分比均以重量計。
泥漿制備過程將盛有10個氧化鋁球的473ml(16盎司)聚乙烯瓶放置在一個頂部負載天平上，稱量皮重。向瓶中加入達到最終泥漿添加劑濃度所需量的下述溶液(在括號中給出)1.0%硅酸鈉溶液(745ppm硅酸鈉);1.0%蘇打灰溶液(120ppm蘇打灰);0.167%硫酸鈣溶液(150ppm硫酸鈣)和50.0%胺(或胺/粘結劑)添加劑溶液。然后加入去離子水直到瓶中的水和添加劑(56.2克水加添加劑)達到適量。將瓶子從天平上取下，蓋上蓋，用手用力搖晃。然后加入153.6gKentucky-Tennessee球土，蓋上蓋用力搖晃直到成份呈現(xiàn)出均勻混合為止。情況類似，將94.2g高嶺土，131.4g長石和58.8g燧石分別加入瓶內(nèi)，每次加入后都伴以用力手搖。如果瓶內(nèi)粉未在瓶壁上或瓶頂出現(xiàn)結塊，用刮子將其刮下，并進一步搖晃瓶子。當全部組成都加好并被潤濕后(總重600克)，把瓶子側放在機械攪拌器內(nèi)(左右運動Side-to-Sideaction)使其高速搖動30分鐘，攪拌器保持在35℃，所形成的泥漿為27%的水和水溶性添加劑，其余73%為四種陶瓷粉末。
注漿特性試驗過程在機械攪拌搖動之后取出盛有泥漿的瓶子，把一部分泥漿倒入118ml(4盎司)的廣口玻璃瓶。用Brookfield粘度計(LV型、主軸(Spindle)3，轉數(shù)/分(RPM)12，35℃)測泥漿粘度，讓主軸旋轉充分后再計錄刻盤讀數(shù)。在本試驗中采用一種凹面開口熟石膏模。注漿在35℃進行。把瓶內(nèi)泥漿迅速倒入模子直到凹處全部填滿，泥漿溢出模子邊緣。讓泥漿在模內(nèi)保持2分鐘，然后傾倒模子并啟動跑表，多余的泥漿流出。計錄從傾倒模子到泥漿流停止連續(xù)流動開始下滴(結束下滴)的時間。以此類似，記錄從傾倒到以5秒間隔下滴之間的用時。然后將膜子放平置于工作臺上，記錄以傾倒到表面干燥(不再光滑)的用時(干燥時間)。在倒出多余的注入泥漿后，把注漿陶瓷坯體立即從模中取出并稱重(注漿重量)。在各個例子中，所說的注漿重量是注漿件在注漿2分鐘時測得的重量。如果注漿坯粘在模子上，所測結果我們會注明。
生坯強度試驗過程(美國材料試驗標準(ASTMStd.)C689-80，有某些變動)把余下的泥漿注入兩部份組合棒模。工作環(huán)境溫度也保持在35℃。該棒?？芍苽淞鶄€尺寸為1.27Cm×1.27Cm×7.62Cm(0.5″×0.5″×3″)的棒。充分注漿后，將六支棒從膜中脫出并放在工作臺上過夜干燥。然后在60℃繼續(xù)干燥6小時，接著在110℃干燥24小時。把注漿棒放在干燥器中冷卻。在作試驗之前24小時，把一半注漿棒送入濕度室(相對濕度50%，飽和重鉻酸鈉溶液)。斷裂膜量(MOR)試驗通過具有下列組件的強度試驗機(InstrondeviceModel1125)完成，這些組件包括454.5kg(1000lb)測力計。最大起始讀數(shù)為22.7kg(50lb);沖頭速度0.127Cm(0.05英寸)/分;刀架寬5.1Cm(2.0英寸)。采用ASTM標準所給出的標準公式計算兩種棒(無水干燥的和50%濕度的)的斷裂膜量。
下列實施例和比較例中所列的結果都是采用上述過程測得的。
對比試驗例1-(并非本發(fā)明的具體方案)對照-泥漿中不加添加劑。試驗結果如下
添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)0105077.853.42.251.81實施例1泥漿中加入不同量的四亞乙基五胺，試驗結果如下添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)100120076.649.62.161.87500100067.262.41.991.661000150078.474.61.761.461200325095.590.41.571.311500 ＞10000①1700 ＞10000①2000 ＞1000①①泥漿不能注漿添加TEPA一般能增加2分鐘注漿時間內(nèi)的注漿重量(與比較試驗1比較)，從而獲得注漿速率的提高。但添加劑超過一定量會對泥漿粘度起不利影響。
實施例2在泥漿中加入不同水平(固基)的苯乙烯/-丁二烯膠乳，試驗結果如下
添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)100125080.253.32.091.92250140079.854.12.262.00500105071.254.82.151.79750125078.256.82.401.951000165087.756.82.461.971200350082.766.82.321.901500375090.064.82.701.902000385092.068.22.722.20與比較例1比較，添加劑苯乙烯/丁二烯膠乳在1200ppm以下對粘度影響較小。同時我們注意到只要泥漿粘度不明顯增加，苯乙烯/丁二烯膠乳的加入對注漿重量影響不大。同樣對生坯強度也影響不大。
實施例3把由25%(固基)的SB膠乳233A(從Dow化學公司購得的苯乙烯/丁二烯膠乳)25%的TEPA，50%的水組成的配合料加入到泥漿中使其活性組份水平達到1000ppm(2000ppm溶液組份)，試驗結果如下加入水平粘度干燥時間注漿量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)1000150081.762.52.241.86
在采用TEPA和膠乳配合料時，注漿重量增加，而其它注漿參數(shù)基本保持恒定(與對比例1比較)。
實施例4將各種聚乙烯聚胺加入泥漿中加入水平在1000ppm，試驗結果如下添加劑粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)乙烯二胺95083.660.01.911.68二乙烯三胺175076.878.01.801.42三乙烯四胺205079.477.81.721.38三乙烯五胺150078.474.61.761.41乙烯胺E-100①3500 92.3 90.8 1.58 1.23哌嗪60075.554.02.081.75①這是一種具有相同沸點的同分異構體配合料可從DOW化學公司購得。
可以看到在添加不同的聚亞烷基聚胺時，注漿重量和注漿速率都得到提高(與對比例1比較)。
實施例5往泥漿中加入各種可能的粘結劑，其活性物質(zhì)水平達到1000ppm，試驗結果如下添加劑粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)sB膠乳165087.756.82.461.97233A
聚乙烯醇①＞10000④Nalco 101②400 71.5 40.8 2.50 1.62PRIMACOR 2450 100.0 58.5 2.23 1.604990PRIMACOR 2900 103.8 58.3 2.05 1.674983①分子量約為10，000。
②Nalco101為從Nalco化學公司購得的一種木素磺酸鹽。
③Primacor 4990和Primacor 4983是從Dow化學公司購得的乙烯丙烯酸乳膠。
④泥漿不能注漿。
我們注意到采用低濃度或低分子量的聚乙烯醇可以使泥漿獲得適應泥漿注漿的粘度。
與對比例1比較發(fā)現(xiàn)，SB膠乳233A粘結劑非常有效地改善了生坯強度同時又能保持所需粘度。
實施例6把一份由15%(固基)SB膠乳233A，35%TEPA，和50%水組成的配合料分不同加入水平加入泥漿。添加劑水平是指活性組份。試驗結果如下添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)100110075.054.72.361.72
500150077.670.52.011.461000 ＞10000①1200 ＞10000①1500 ＞10000①2000 ＞10000①①泥漿不能注漿。
在胺濃度大于粘結劑濃度情況下，添加水平達到1000ppm或1000ppm以上時，所得到的泥漿就不能用于注漿了。而在500ppm，注漿重量比起對比例1有明顯增加。
實施例7把一份由15%(固基)SB膠乳233A、25%TEPA和50%水組成的配合料分不同加入水平加入泥漿。添加劑水平是指活性組份。試驗結果如下添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)100135074.357.92.261.85500145082.260.42.341.831000150081.762.52.241.861200170077.475.22.061.7115004600102.685.11.961.7820003500106.887.31.821.60當胺和膠乳用量水平平衡時，與實施例6比較在粘度開始增加之前可以加入更高加入水平的添加劑。注漿重量的增加與添加劑水平的增加同步相對應。當添加劑水平進一步提高時，生坯強度略微下降，這是由于粘度開始增加造成。
實施例8向泥漿中加入不同加入水平的配合料，配合料組成為35%(固基)SB膠乳233A，15%TEPA和50%的水。添加水平是指活性組份。試驗結果如下添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)100135081.256.92.161.70500100083.855.02.221.741000200083.870.61.931.811200180080.374.22.051.741500295086.577.82.181.732000320093.382.82.171.71膠乳粘結劑濃度相對于胺過剩，注漿重量的發(fā)展趨勢與實施例7的結果類似。
實施例9向泥漿中加入不同添加水平的配合料，配合料組成為40%(固基)SB膠乳233A，10%TEPA和50%的水。添加水平是指活性組份。試驗結果如下添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)
100145087.357.12.141.69500145083.456.92.071.741000170084.660.32.051.611200180082.066.52.241.661500215080.972.42.121.792000250086.076.02.061.81與實施例7.8和9比較，顯示出粘結劑水平相對于胺水平進一步增加的影響。
實施例10向泥漿中加入不同添加水平的配合料，配合料組成為25%(固基)Primacor4990(乙烯丙烯酸乳膠)，25%TEPA和50%水。添加水平是指活性組份。試驗結果如下添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)100180080.660.01.931.715003850103.673.21.901.511000270090.676.21.671.251200295077.880.51.491.321500370096.984.31.531.3220008000120.8102.71.331.25采用乙烯丙烯酸乳膠/胺配合料做為泥漿添加劑增加了注漿重量。然而，與實施例7和10比較，在綜合特性上SB膠乳配合料比本配合料更占優(yōu)勢。
對比例2-(并非本發(fā)明的實施方案)向泥漿中加入不同添加水平的配合料，配合料組成為25%單乙醇胺，25%TEPA和50%的水。試驗結果如下添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)100160089.956.21.871.46500120092.651.61.791.68100060080.247.01.811.73120050077.649.71.941.62150045076.749.81.701.62200040073.951.21.451.53與用聚亞烷基聚胺(實施例1)或聚亞烷基聚胺/粘結劑(實施例7)制備的泥漿比較，含聚亞烷基聚胺/鏈烷醇胺的泥漿的注漿和強度特性較差。
實施例11向泥漿中加入不同添加水平的配合料，配合料組成為25%乙烯二胺，25%TEPA和50%的水。
試驗結果如下添加水平粘度干燥時間注漿重量無水MOR50%濕度MOR(ppm)(cps)(sec)(g)(kpa)(kpa)100200083.260.01.821.57500280095.666.11.881.50
1000150094.562.41.671.491200105083.762.71.521.33150080087.762.21.411.19200070086.662.71.451.36應用了兩種聚亞烷基聚胺的混合物。
實施例12制備最終固體含量為73%的粘土泥漿用于注漿評價。固體組分的具體組成按重量百分比表示如下Kentucky-Tennessee球土35Georgia高嶺土21.5長石30燧石13.5與泥漿中固體組分相平衡的組成包括蒸餾水、硫酸鈣、硅酸鈉懸浮劑、蘇打灰和作為試驗用胺加入的TEPA。制備泥漿。把水、硅酸鹽、蘇打灰，硫酸鹽和試驗用胺加入盛有5個氧化鋁球的237ml18盎司)聚乙烯瓶中。胺化合物要優(yōu)先其它固體組份加入水中。這樣做是為了不使泥漿被胺膠化。然后分別加入各種固體組份，以球土打頭，在每一組份加入后都要搖動瓶內(nèi)組份。全部泥漿組份都加好后，把瓶子放在機械搖動器上高速混合30分鐘。
30分鐘結束，把泥漿倒入118.3ml(4盎司)的廣口玻璃瓶中。采用Brookfield粘度計(LV型.主軸(spindle)3、轉數(shù)/分(RPM)12)測泥漿在21.1℃(70°F)時的粘度。用一個石膏模測定注漿速度。泥漿注入時間為2分鐘。以下數(shù)據(jù)顯示了聚亞烷基聚胺的活性。在本實施例中，胺處理過的泥漿是用優(yōu)選的胺加入水平處理的試驗泥漿泥漿粘度注漿重量對照1700cps54.8g0.10%TEPA1930cps75.3g泥漿制備過程(壓力注漿)將盛有5個氧化鋁球的273ml(8盎司)聚乙烯瓶放在頂部負載天平上稱皮重。向瓶中加入與泥漿最終添加劑濃度相對應量的下列溶液1.0%硅酸鈉溶液，1.0%蘇打灰溶液，0.167%硫酸鈣溶液，及50.0%的胺(或者胺/粘結劑)添加劑溶液(特性和數(shù)量如諸實施例給出。然后加入去離子水使瓶內(nèi)的水和添加劑適量(如泥漿中含有73%的固體則適量為94.5g，如泥漿中固體含量為60%則適量為140.0g;如固體含量為53%則為164.5g如固體含量為46%則為189.0g)。從天平上取下瓶子蓋上蓋、用力搖晃。然后加入一定量的球土(如表中所示)，蓋上蓋，用力搖晃直至混合均勻。以此類似，分別向瓶內(nèi)加入適量(見下表)的高嶺土、長石和燧石，每次加入之后用手用力搖晃瓶子。如果在瓶壁或瓶頂出現(xiàn)粉末結塊，把結塊鏟下并且進一步搖動瓶子。待全部成份都加入并且浸潤后(總重量為350g)，把瓶子置于機械攪拌器(左右搖動)的一邊進行高速搖動30分鐘。
泥漿中固體百分含量(重量基)46536073蘇打灰(ppm)768799120硅酸鈉(ppm)493568643782硫酸鈣(ppm)95109123150
球土(%)16.118.621.025.6高嶺土(%)9.911.412.915.7燧石(%)13.815.98.021.9長石(%)6.27.18.19.8＊泥漿總量百分比-為四種固體組份每一種的重量基。四種固體組份的百分數(shù)之和等于泥漿中的固體量。
壓力注漿試驗過程試驗中使用了Baroid高壓壓濾機。該裝置在泥漿柱的頂部施加氮壓，注漿留在壓濾紙上。通過壓濾機壓力迫使濾液通過過濾器，并被收集在下面的5ml量筒中。泥漿里的固體在濾紙上形成濾餅。在溫度和壓力恒定時，濾液達到一定量所需時間是衡量過濾難易的良好標準。多數(shù)情況試驗在高于室溫的溫度下進行，把壓濾機的壓濾室放在加熱槽中，把加熱槽加熱到所需溫度并用一個溫度控制器保溫。
壓濾室內(nèi)注入1/3的按上述方法制備的泥漿。在壓濾室O型環(huán)(密封環(huán))上蓋一張濾紙，然后把承重網(wǎng)放在入漿側，蓋在濾紙上。另一個O型環(huán)放在壓濾室蓋上，用壓濾室蓋蓋死壓濾室。將盛有泥漿的壓濾室倒置放在加熱槽內(nèi)。如果需要加熱，應先讓泥漿安定30分鐘。將氮壓調(diào)到274Pa(25psig)，導管連在壓濾室頂部，打開壓濾室的上、下閥桿，把量筒放在輸出桿下方。打開氮氣閥同時啟動計時器。記錄達到3ml濾液所需時間。試驗完成后，讓壓濾室冷卻、降低并清洗。將試驗重復兩次，得到每份泥漿的三個重復結果。各輪次試驗的試驗條件和試驗結果在以下實施例中給出。
比較例3-(不屬于本發(fā)明的具體實施方案)對照-泥漿中沒有混入胺添加劑。溫度和過濾器尺寸有所變化。
試驗結果如下添加劑添加水平固體%溫度壓濾器尺寸壓濾時間成份(ppm)(wt)(℃)(微米)(秒)-073200.221365-073200.451357-073350.221095-073350.451126-073500.22812-073500.45769實施例13將四乙烯五胺加入泥漿得到如下結果(溫度和壓濾器尺寸有變化)添加劑添加水平固體%溫度壓濾器尺寸壓濾時間成份(ppm)(wt)(℃)(微米)(秒)TEPA100073200.22633TEPA100073200.45655TEPA100073350.22554TEPA100073350.45542TEPA100073500.22387TEPA100073500.45398與比較例3比較，實施例13表明使用聚亞烷基聚胺添加劑明顯地減少了過濾時間。
實施例14把一份由25%(固體)SB膠乳233A，25%TEPA和50%水組成的配合料加入泥漿，使泥漿中活性物質(zhì)水平達到1000ppm(2000ppm溶液基)，得到試驗結果如下添加劑添加水平固體%溫度過濾器尺寸過濾時間成份(ppm)(wt)(℃)(微米)(秒)L/TEPA100073200.22926L/TEPA100073200.45925L/TEPA100073350.22730L/TEPA100073350.45740L/TEPA100073500.22540L/TEPA100073500.45533＊L＝latex膠乳雖然使用配合料并不象單獨使用聚亞烷基聚胺那樣大大降低過濾時間，但與比較例3比過濾時間減少還是十分明顯的。
實施例15把各種胺化合物加到泥漿中使泥漿中添加劑水平達到1000ppm。
試驗結果如下添加劑①添加劑固體% 溫度過濾器尺寸過濾時間組份水平(wt)(℃)(微米)(秒)(ppm)PiP100073200.221323PiP100073200.451344EDA100073200.221116EDA100073200.451104DETA100073200.22748DETA100073200.45772
TETA100073200.22812TETA100073200.45805TEPA100073200.22633TEPA100073200.45655E-100100073200.22608E-100100073200.45626DEA②1000 73 20 0.22 1846DEA②1000 73 20 0.45 1829MEA②1000 73 20 0.22 1922MEA②1000 73 20 0.45 2008AEEA②1000 73 20 0.22 1527AEEA②1000 73 20 0.45 1642①PiP＝哌嗪EDA＝乙烯二胺DETA＝二乙烯三胺TETA＝三乙烯四胺TEPA＝四乙烯五胺E-100＝乙烯胺E-100DEA＝二乙醇胺MEA＝單乙醇胺AEEA＝胺乙基乙醇胺②不屬于本發(fā)明的具體實施方案添加了聚亞烷基聚胺的泥漿減少了過濾時間，而添醇胺的泥漿并不能減少過濾時間。
比較例4-(不屬于本發(fā)明的具體實施方案)把各種粘結劑加入泥漿使活性添加劑水平達到1000ppm。
試驗結果如下添加劑＊添加水平固體% 溫度過濾器尺寸過濾時間(ppm)(wt)(℃)(微米)(秒)Na101100073200.221937Na101100073200.451753L233A100073200.221457L233A700073200.451524P4990100073200.221548P4990100073200.451466P4983100073200.221492P4983100073200.451464＊Na 101＝Nalco 101L233A＝SB膠乳233AP4990＝Primacor4990P4983＝Primacor4983用上述粘結劑而不用聚亞烷基聚胺的泥漿并不能導至過濾時間的減少(與對比例3比較)。
比較例5-(不屬于本發(fā)明的具體實施方案)比照-不使用胺添加劑。泥漿中的固體百分比有變化。試驗結果如下
添加劑添加水平固體%溫度過濾器尺寸過濾時間(ppm)(wt)(℃)(微米)(秒)-046200.2283-046200.4579-053200.22203-053200.45219-060200.22533-060200.45529-073200.221365-073200.451357實施例16將四乙烯五胺加入固體%不同的泥漿，試驗結果如下添加劑添加水平固體%溫度過濾器尺寸過濾時間(ppm)(wt)(℃)(微米)(秒)TEPA63046200.2238TEPA63046200.4547TEPA72653200.2282TEPA72653200.4588TEPA82260200.22178TEPA82260200.45186TEPA100073200.22633TEPA100073200.45655與比較例5比較，含有聚亞烷基聚胺的泥漿的過濾時間縮短。這一結論對于固體濃度不同的泥漿都是正確有效的。
實施例17把一份由25%(固基)SB膠乳233A、25%TEPA和50%水組成的配合料加入到固體含量不同的泥漿之中。添加量水平為活性基，溶液基為其兩倍。試驗結果如下添加劑＊添加水平固體% 溫度過濾器尺寸過濾時間(ppm)(wt)(℃)(微米)(秒)L/TEPA63046200.2270L/TEPA63046200.4580L/TEPA72653200.22166L/TEPA72653200.45186L/TEPA82260200.22298L/TEPA82260200.45408L/TEPA100073200.22926L/TEPA100073200.45925＊L＝膠乳使用聚亞烷基聚胺/粘結劑配合料，對于固含量不同的各種泥漿，都能導至過濾時間減少(與實施例16和比較例5相比)。
權利要求
1.一種制造陶瓷制品的泥漿組合物，其中包括(a)泥漿介質(zhì)(b)顆粒原料；和(c)平均分子量低于1000的聚亞烷基聚胺，其含量達到有效地增加泥漿注漿成型工藝的注漿速率。
2.權利要求1的泥漿組合物，其中聚亞烷基聚胺包括支鏈的或環(huán)狀的聚胺，或它們的混合物。
3.權利要求1的泥漿組合物，其中聚亞烷基聚胺至少包括一種化學式為H2N〔(CH2)m(CH2-CH2-NH)n〕PH的化合物，其中n為0～6，m為1～6，P為1～15，假若在一個分子內(nèi)由一個重復單元到下一個時n和m可以分別變化。
4.權利要求3的泥漿組合物，其中n各為0。
5.權利要求3的泥漿組合物，其中m為3～6，P為1。
6.權利要求1的泥漿組合物，其中聚胺的量為泥漿重量的0.0001～1%。
7.權利要求1的泥漿組合物，其中聚亞烷基聚胺為四乙烯五胺。
8.權利要求1的泥漿組合物還包括一定量的粘結劑，其數(shù)量能夠有效地保持泥漿組合物注漿制品的生坯強度。
9.權利要求1的泥漿組合物，其中粘結劑量為泥漿重量的0.05～0.5%。
10.權利要求8的泥漿組合物，其中聚亞烷基聚胺與粘結劑的重量比為95∶5至5∶95。
11.權利要求10的泥漿組合物，其中聚亞烷基聚胺與粘結劑的重量比為70∶30至30∶70。
12.權利要求8的泥漿組合物，其中苯乙烯-丁二烯膠乳為粘結劑。
13.權利要求8的泥漿組合物，其中聚亞烷基聚胺為四乙烯五胺，粘結劑為丁二烯乳膠。
14.制備陶瓷制品的注漿成型工藝，其中包括制備一種由泥漿介質(zhì)和顆粒原料組成的泥漿，將泥漿倒入膜具，除去一部分泥漿介質(zhì)，取出白色陶瓷注漿坯，所述工藝的特征在于采用了含有聚亞烷基聚胺的泥漿，聚亞烷基聚胺用量要足以提高注漿速率。
15.權利要求14的工藝，其中注漿在正壓成負壓下進行。
16.權利要求14的工藝，其中泥漿中顆粒原料量為泥漿重量的5～95%。
17.權利要求14的工藝，其中胺包括四乙烯五胺。
18.權利要求14的工藝，其中胺的平均分子量低于1，000。
19.權利要求14的工藝，其中聚亞烷基聚胺用量少于將泥漿變成凝膠的用量。
20.權利要求19的工藝，其中聚亞烷基聚胺用量為泥漿重量的0.0001～1%。
21.權利要求14的工藝，其中泥漿介質(zhì)包括水。
22.權利要求14的工藝，其中泥漿中還含有粘結劑。
23.權利要求22的工藝，其中粘結劑為乳膠，聚亞烷基聚胺為四乙烯五胺。
24.一種注漿添加劑組合物，其中包括水、膠乳和0.4～2.3份重的聚亞烷基聚胺，每份膠乳重基于膠乳的固含量。
25.權利要求24的組合物，其中膠乳為苯乙烯-丁二烯膠乳，聚胺為四乙烯五胺。
26.權利要求24的組合物，其中聚亞烷基聚胺為四乙烯五胺。
27.權利要求24的組合物，其中每有一份重膠乳就有約1份重的聚亞烷基聚胺。
28.權利要求24的組合物，其中包括50%的水，25%的苯乙烯-丁二烯膠乳和25%的四乙烯五胺。
全文摘要
一種采用聚亞烷基聚胺，如四乙烯五胺，作為增加注漿速率添加劑制造白色陶瓷器的注漿泥漿組合物及其工藝。添加劑可用于泥漿注漿，真空注漿和壓力注漿等。另外，添加劑中還可以包括粘結劑，如苯乙烯丁二烯膠乳，添加量要足以保持注漿工藝所制坯體的生坯強度。
文檔編號C04B33/28GK1033790SQ88107410
公開日1989年7月12日 申請日期1988年9月17日 優(yōu)先權日1987年9月17日
發(fā)明者布賴恩·D·科布林斯基, 阿倫·P·克羅夫特, 阿爾弗雷多·塔米茲 申請人:唐化學原料公司