完全或部分替代陶瓷中球粘土的组合物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了完全或部分替代陶瓷中球粘土的组合物及其制备方法和用途。本发明专利技术公开的组合物，其包含固体重量分数为0.25％至5％的至少一种形态的阿塔凝胶；固体重量分数为17％至50％的高岭土；和任选的固体重量分数为0％至25％的球粘土。尽管可以通过其他方法制备，在一些实施例中，所述组合物可通过混合组分原料来制备。尽管可以用于其他用途，在一些实施例中，所述组合物用于制作陶瓷件，例如，通过铸造、压制、拉坯或胶合，特别是当泥釉具有适于在干燥、烧结和任选地精加工之前成形的固体、化学成分和粘度时。学成分和粘度时。学成分和粘度时。

【技术实现步骤摘要】
完全或部分替代陶瓷中球粘土的组合物及其制备方法和用途
[0001]本申请是申请日为2018年5月3日、国际申请号为PCT/US2018/030856、国家申请号为201880029956.0、专利技术名称为“完全或部分替代陶瓷中球粘土的组合物及其制备方法和用途”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种完全或部分替代陶瓷中球粘土的组合物及其制备方法和用途。

技术介绍

[0003]球粘土是包含20％至80％的高岭石、10％至25％的云母、6％至65％的石英以及少部分的各种其他矿物和碳质材料(例如褐煤)的一类粘土。由于其随时间推移而分层沉积，因此有时在单个沉积物中矿物和化学成分会有很大差异。
[0004]球粘土因其可塑性而用于陶瓷。
[0005]球粘土因其在泥浆和泥釉中悬浮高密度矿物的能力而用于泥釉。
[0006]球粘土很罕见，其主要开采自肯塔基州、田纳西州、密西西比州和英格兰部分地区。
[0007]球粘土的一个缺点是如果不在生产完整泥釉前老化球粘土泥浆1至7天，则难以达到稳定的粘度。
[0008]球粘土的一个缺点是难以控制泥釉的铸造速率以实现快速铸造。
[0009]球粘土的一个缺点是在世界许多地方难以获得本地资源，从而增加了用球粘土生产的陶瓷的成本。
[0010]使用球粘土的一个缺点是需要使用3至4种不同的球粘土以及2至3种不同的高岭土，以平衡整体配方中可塑性部分要求的的所有性能。
[0011]替代球粘土的一个难点是保持可塑性(生坯强度)，特别是在铸造件和干燥件中，而不影响泥釉的粘度和铸造速率。
[0012]替代球形粘土的一个难点是保持烧结强度而不损失可塑性(生坯强度)或不改变烧结件的收缩率。

技术实现思路

[0013]一种组合物，其包含量固体重量分数为0.25％至5％的至少一种形态的阿塔凝胶；固体重量分数为17％至50％的高岭土；以及任选的固体重量分数为0％至25％的球粘土。尽管可以通过其他方法制备，但在一些实施方案中，可以通过混合组分原料来制备组合物。尽管可用于其他目的，但在一些实施方案中，该组合物用于制备陶瓷件，例如通过铸造、压制、拉坯或胶合，特别是当陶瓷配方具有适合在干燥、烧结和任选地精加工之前进行成形的固体、化学成分和粘度时。
[0014]一种组合物，其形态为粉末、颗粒或珠状物，或为泥浆，或为糊状物或滤饼状物，可用于制备悬浮液、泥釉或泥料，其可以被铸造、压制、拉坯或胶合成陶瓷件，其中含有低浓度
或不含有球粘土，含有至少一种高岭土，至少一种形态的阿塔凝胶，石英粉，长石粉，以及添加的分散剂和其他添加剂。尽管可用于其他目的，该组合物可用于制备泥釉或泥料，以铸造、压制、拉坯或胶合陶瓷件。尽管可以以其他方式制备，但是该组合物可以通过将高岭土、至少一种形态的阿塔凝胶和以粗粘土、干粘土或浆状粘土或其任意组合的形态的球粘土，与添加的石英、长石、分散剂和其他添加剂混合来制备。
[0015]一种组合物，其形态为进行或未进行精加工的陶瓷体，其使用本专利技术进行铸造、压制、拉坯或胶合为陶瓷件。
[0016]固体重量百分比(w/w％)是给定体积的组合物中干燥固体的重量除以组合物的总重量乘以100％。w/w％由以下公式计算：
[0017]w/w％＝W
s
/W
t x 100％
ꢀꢀꢀ
(1)
[0018]其中，W
s
为组合物中的干燥固体重量，W
t
为组合物的总重量。例如，如果组合物的固体总重量(W
s
)为75g，并且组合物的总重量(W
t
)为100g，则固体重量百分数为75％。
[0019]组合物的成分的固体重量分数(SWFi％)是给定体积的组合物中干燥固体成分的重量除以该体积的组合物中所有固体的总干燥重量乘以100％。公式为：
[0020]SWF
i
％＝W
s,i
/W
s x 100％
ꢀꢀꢀ
(2)
[0021]其中W
s,i
为总重量为W
s
的组合物中的干燥固体成分的重量。例如，如果组合物的总固体重量为100g，且其中208(W
s,i
)有2.0g，则对于208，
[0022]组合物包含固体重量分数为0.25％至5％的至少一种形态的阿塔凝胶，固体重量分数为17％至50％的高岭土，和任选的固体重量分数为0％至25％的球粘土。
[0023]在一些实施例中，所述至少一种形态的阿塔凝胶的产地选自俄罗斯Perm的Popovka河附近的Palygorskaya；佐治亚州Decatur公司的Attapulgus；摩洛哥的塔夫劳特；以及印度安得拉邦海德拉巴的矿床。在一些实施例中，阿塔凝胶来自佐治亚州Decatur公司的Attapulgus。在一些实施例中，阿塔凝胶与其他非阿塔凝胶矿物混合，例如蒙脱石、白云石、方解石、滑石、绿泥石、石英等。在一些实施例中，阿塔凝胶基本上不含非阿塔凝胶矿物，并且是纯化的含水硅酸镁铝。在一些实施例中，这种纯化阿塔凝胶(含水硅酸镁铝)可通过使用美国专利No.6,444,601和美国专利No.6,130,179的方法获得，其整体均并入本文。
[0024]在一些实施例中，所述阿塔凝胶为纯化的含水硅酸镁铝。
[0025]在一些实施例中，所述至少一种形态的阿塔凝胶选自蒙脱石贫化的阿塔凝胶。在一些实施例中，这种贫化由干法加工达成。在一些实施例中，至少一种形态的阿塔凝胶是经过干法加工、精细压粉的凝胶级块状硅酸镁铝粘土，其选自佐治亚州Attapulgus附近的Meigs
‑
Quincy区的漂白土沉积物。例如，在一些实施例中，所述干法加工的阿塔凝胶没有经过纯化去除蒙脱石。
[0026]在一些实施例中，所述干法加工的阿塔凝胶选自MIN
‑
U
‑
200、MIN
‑
U
‑
400、MIN
‑
U
‑
G
‑
35、MIN
‑
U
‑
FG、HY和MIN
‑
U
‑
MB。每种都可以从Active Minerals International获得。
[0027]阿塔凝胶有时被称为盐凝胶或漂白土。在一些实施例中，所述阿塔凝胶为以凝胶级和吸收剂级制备的含水硅酸镁铝。
[0028]在一些实施例中，所述阿塔凝胶为MIN
‑
U
‑
或
[0029]在一些实施例中，所述一种或多种形态的阿塔凝胶为MIN
‑
U
‑
和ACTI
‑
208。
[0030]在一些实施例中，所述至少一种阿塔凝胶为Liquid Acti
‑
208或阿塔凝胶泥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合物，包含：水；石英；至少一种形态的阿塔凝胶，其固体重量分数(SWF)为0.25％至5％；高岭土，其固体重量分数(SWF)为17％至50％；长石或霞长石；和球粘土，其固体重量分数(SWF)为0％至25％。2.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种形态的阿塔凝胶的SWF为0.5％至4.0％。3.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种形态的阿塔凝胶选自在蒙脱石中贫化的阿塔凝胶。4.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种形态的阿塔凝胶选自纯化阿塔凝胶和干法加工的阿塔凝胶。5.如权利要求1所述的组合物，其中所述至少一种形态的阿塔凝胶选自阿塔凝胶泥浆或未加工的粗阿塔凝胶。6.如权利要求1所述的组合物，其中所述高岭土的SWF为35％至45％。7.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物的固体总重量百分比(w/w％)为60％至99％。8.如权利要求1所述的组合物，还包含至少一种第二种形态的阿塔凝胶，其SWF为0.25％至4％。9.如权利要求8所述的组合物，其中所述至少一种形态的阿塔凝胶选自纯化阿塔凝胶；且其中所述至少一种第二种形态的阿塔凝胶选自干法加工的阿塔凝胶、未加工的粗阿塔凝胶或阿塔凝胶泥浆。10.如权利要求1所述的组合物，其中所述石英是D90小于80μm的结晶二氧化硅。11.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物的形态选自水性悬浮液，其总固体重量百分比(w/w％)为60％至74％。12.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物还包括至少一种分散剂。13.如权利要求12所述的组合物，其中所述分散剂是聚丙烯酸酯、丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯，
申请(专利权)人：活性矿物国际有限公司，
类型：发明
国别省市：