浅谈陶瓷添加剂的应用及发展现状
时间：2021-01-07 20:03:15 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：本文阐述了陶瓷添加剂的常见种类与应用机理，介绍了陶瓷添加剂的主要生产厂家及产品种类，以及对陶瓷解胶剂、增强剂的类型、应用、性能特点等进行了讲解，并对陶瓷添加剂的发展前景进行了展望。
关键词：陶瓷；添加剂；解胶剂；增强剂
1 概述
陶瓷添加剂是指在陶瓷工艺生产过程中为了满足工艺和性能要求所添加的化学试剂的通称。随着陶瓷工业的迅速发展，陶瓷添加剂技术越来越引起陶瓷行业技术人员的重视。特别是在建筑陶瓷的粉料制备、浆料调配、可塑坯体制备，坯体成型、坯体干燥、坯体烧成等各道工序中都有使用到对应的陶瓷添加剂产品，需要说明的，陶瓷添加剂的用量虽小（0.1wt%～1.0wt%）。但是，它们对工艺参数的改善、陶瓷制品质量的提高都具有非常重要的作用。因此，陶瓷添加剂也被称为陶瓷工业的“魔术师”。
我国陶瓷工业使用传统添加剂的历史较长，从20世纪50年代就有开始使用陶瓷添加剂。第一代添加剂主要是无机化合物和少量天然或半合成高分子化合物，如：硅酸盐、磷酸盐、碳酸钠、烧碱等。到20世纪60～80年代起则主要使用第二代添加剂，主要是天然或半合成高分子化合物，亦使用一些无机化合物与有机化合物的复合物；特别是04年后我国陶瓷行业进入高速发展期，各地陶瓷工业园纷纷建起，大规模工业化集中生产对于陶瓷添加剂的需求更加旺盛，并对陶瓷添加剂的技术要求和产品价格有了进一步的要求，大致在07年后陶瓷市场出现使用天然水溶性高分子和合成高分子化合物的种类和品种不断扩大，并出现一些液体状添加剂，同时有机化合物也在陶瓷生产中大量使用。
总的来看，近年来我国陶瓷添加剂的技术研发与产品升级换代速度非常快，产品种类更新的周期进一步缩短，其应用范围也越来越广，基本上遍及传统和新型陶瓷产业的各个领域。但是与发达国家相比，我国陶瓷添加剂的总体研究水平还不高，主要表现在新产品种类少、产品不稳定，应用和生产规模不大，专一性和功能性不能满足需要。
2 陶瓷添加剂的分类与作用机理
2.1 陶瓷添加剂的种类
陶瓷添加剂的种类有很多，分类方法也多种多样，其分类方法目前尚未有统一的规定，根据其化合物组成、作用、状态以及应用领域可以分为以下几类：
（1） 根据其化学组成，可以分为有机、无机、高分子和复合添加剂。
（2） 根据其作用，可以分为解胶剂、增塑剂、增强剂、助磨剂、消泡剂、絮凝剂、防腐剂等。
（3） 根据其状态，可以分为固体添加剂和液体添加剂两大类。
（4） 根据其应用领域，可以分为普通陶瓷添加剂和新型陶瓷添加剂。
2.2 陶瓷添加剂的作用及要求
陶瓷添加剂主要有两个方面的作用：一是作为过程性添加剂，以改善工艺性能，优化工艺流程，提高生产效率；二是作为功能性添加剂，改善陶瓷制品的性能，提高产品质量，满足对其使用性能的需要。陶瓷添加剂一般以外加的形式引入，使用时应遵循如下几个原则：
（1） 需熟悉各种陶瓷原料的物理化学性能以及其在生产各工序中的作用和存在的形式，了解各原料组分与陶瓷添加剂的相互作用。
（2） 了解各种陶瓷添加剂的特性和共性以及它们之间的相互作用及相容性，清楚陶瓷添加剂的作用机理。
（3） 陶瓷添加剂的加入量有一定范围，用量太小，起不到应有的作用；用量太高又可能产生副作用；另一方面，陶瓷添加剂本身的质量要稳定可靠，在使用和贮存过程中不易变质。
（4） 陶瓷添加剂在陶瓷烧结时，其挥发组份和残余组份不应影响陶瓷产品的性能，有机及高分子添加剂在烧结过程中的挥发和分解不应使陶瓷制品形成气孔，含金属元素的添加剂则应避免在烧结过程中形成着色金属氧化物，使陶瓷制品出现斑点等缺陷。
2.3 陶瓷添加剂的作用机理
（1） 分散作用
固体颗粒在液体介质中分散后形成的体系应属于胶体范畴，该体系在热力学上不稳定，颗粒有团聚的趋势。此时添加陶瓷添加剂通过与陶瓷颗粒表面发生作用而阻止其相互团聚，可以起到防止粒子团聚的作用，使原料各组分均匀分散在液体介质中。陶瓷添加的分散机理大致分为四种：静电斥力稳定作用；空间位阻稳定作用；静电位阻作用和稳定作用。
（2） 悬浮稳定作用
一些不溶于水或者微溶于水的固体颗粒可以借助某些陶瓷添加剂，比较均匀地分散在液体介质中，形成一种细小的高悬浮、能流动的稳定液固态体系，起到改善料浆悬浮稳定性的作用。悬浮稳定作用机理其实和分散作用类似，实际上各种悬浮稳定剂也可以用作陶瓷料浆的分散剂，只不过分散剂主要用在料浆中，而悬浮稳定剂主要用在釉浆中，对釉浆具有稠化作用，是防止釉浆沉淀的添加剂。
（3） 减水作用
陶瓷添加剂的减水作用是为了改善改善料浆性能，使料浆在低水分的情况下，具有适当的粘度、良好的流动性和高固相含量，以便于操作，达到节能降耗的目的。关于高效减水剂的作用机理，至今为止没有一个完美的理论来解释，但有几个理论被大家所普遍认识：静电斥力理论；空间位阻学说；湿润作用；润滑作用。
（4） 增强作用
在陶瓷生产过程中，对于一些质地较差的高岭土等，往往需要加入某些陶瓷添加剂来弥补其塑性差或改善初制品的强度。陶瓷增强剂的作用原理是其可在陶瓷颗粒之间架桥，产生交联作用，形成不规则的网状结构；同时颗粒表面被包裹还会使颗粒之间产生氢键而大大增强制品的强度。
（5） 助磨作用
陶瓷添加剂的助磨作用主要是从原料磨细的微观机制方面来提高陶瓷粉体研磨效率，加快固体颗粒的破碎速度。具有助磨作用的陶瓷添加剂叫助磨剂。关于助磨剂的原理尽管国内外的学者进行了大量的研究工作，然而，目前尚不够深入，观点也不尽相同。其中有两种学说比较有代表性，它们是由列宾捷尔、维斯特沃德提出的吸附降低硬度学说和由克兰帕尔等人提出的矿浆流变学调节学说。
