
陶瓷成型是陶瓷制造業的關鍵,成型時先要將陶土拌和均勻,然后加到固定好的模具中焙燒。單純用水份拌和的陶土,成型后容易干裂、散架,影響陶瓷制品的質量。若能在陶土混合料中拌入適量的聚氧化乙烯(PEO),情況就會大大改善。由于聚氧化乙烯(PEO)的水溶性、無機雜質含量極低、燃燒完全干凈等特點,它的加入可改善粘土和耐火成份的濕強度,在成型過程中它們給瓷胚提供潤滑性。在陶瓷焙燒時它們可全部燒盡,加入后利于造型,而且在水分揮發后不會干裂、破散,因此可大大提高陶瓷制品的產量和質量。陶瓷成型中所要求的聚氧化乙烯(PEO)分子量一般在100萬左右,用量約為陶瓷成份的0.1%-2%(質量)左右。下面列舉一些具體應用實例,僅供參考。
1. 在瓷胚成型時使用水熔性潤滑劑。
在瓷胚成型加工時,使濕白土成份與一種或多種金屬表面相一致,提供一種潤滑劑,用聚氧化乙烯(PEO)作潤滑劑可改進相溶性。
用1,447g Sontex 150(一種礦物油)
20g 吐溫80和斯潘80的混合物
將上述兩組份與33g cab-0-silm-5混合得到一個混合物,取100g該混合物與100g分子量為40萬左右的聚氧化乙烯(PEO)混合,再與200ml蒸餾水混合,制備成潤滑劑,用于模塑白土胚。
(上述實例詳見 USP 4,171,337)
2. 制高強度蜂窩結構陶瓷
在制備由薄壁分離或分割的多孔組成的蜂窩結構陶瓷時,蜂窩結構陶瓷的強度隨著覆蓋蜂窩結構保護層厚度的增加而增大,這種蜂窩結構陶瓷專門用作凈化廢氣的催化劑載體。它是將100份堇青石、5份聚氧化乙烯(PEO)、5份纖維素與20份
水混合模壓成型,在1,300℃灼燒2小時,得到由多孔組成的蜂窩結構陶瓷,被0.2mm的薄壁分離和被0.5mm的保護層覆蓋。當蜂窩結構陶瓷被固定在管道內,甚至在2分鐘內加熱到1,000℃,并在1,000℃保持6min,然后在2分鐘內劇冷至100℃,也沒有裂縫生成。(上述實例詳見 日本公開特許 昭49-88,908)
3. 用淤漿鑄造成型制備陶瓷的粘合劑
用淤漿鑄造成型制備Si3N4陶瓷時,含有≤1%的聚氧化乙烯(PEO)作粘合劑是可取的,它可以改進模子的收縮率,防止開裂。將重量比例為0.2~0.4%的聚氧化乙烯(PEO)加入含有96% α- Si3N4、3% V2O3和1% AL2O3的混合物內,淤料鑄造成型、干燥,并在1,850℃灼燒4小時得到的陶瓷模胚的收縮率為0.57~0.68%。
[詳見 日本公開特許 平04-147,804(92)]
4. 制造防止開裂的含聚氧化乙烯(PEO)陶瓷板
在用含瓷粉、溶劑、粘合劑和分散劑的淤漿制備陶瓷胚板時,該分散劑因含有聚氧化乙烯(PEO),在干燥時,可以防止開裂。
[詳見 日本公開特許 平06-72760(94)]
5. 制造AL2O3纖維
一種未稀釋的噴絲溶液含有水溶性鋁鹽溶液AL2O3、聚氧化乙烯(PEO)(其均分子量約為5×105~30×105)的分散體系(作為噴絲助劑)和燒結劑(任意的),將該噴絲溶液的粘度調整到50~500pa·s,通過有≥100個直徑0.1~0.5mm孔的噴嘴噴絲,在35~200℃的最高溫度下通過噴絲圓筒,以40-400m/min的速度冷卻,得到的產物經灼燒即得到AL2O3纖維。
[實例詳見日本公開特許04-352,817(92)]
6. 連續生產陶瓷纖維
1) 用不超過80% (wt)的離散溫度穩定相陶瓷氧化物晶粒組成的非水釉漿形成胚絲,陶瓷氧化物可以是氧化鋁、氧化鋯、鋯石、氧化鎂、氧化鉻、氧化鐵、尖晶石或它們的混合物中選擇。構成釉漿的陶瓷氧化物成份的晶粒有0.05-2.5μm該晶粒分散在主要由鹵代烴組成的揮發性有機溶劑內。溶劑內含有溶解的聚氧化乙烯(PEO)粘結劑,聚氧化乙烯(PEO)的平均分子量至少為4×105,其量為溶劑的0.5-5%(wt)。有機溶劑的表面張力不能超過50×10-3N/m形成粘稠的釉漿。
2) 移動的胚絲與它通過蒸發除去大量的揮發性液體,基本上同時發生。
3) 燒結胚絲生成在溫度穩定相有陶瓷粘結的多晶陶瓷氧化物纖維。
(詳見 USP4,071,594)
此外,用于陶瓷加工的可參考資料還有 USP 5,250,344。