陶瓷成型是陶瓷制造业的关键,成型时先要将陶土拌和均匀,然后加到固定好的模具中焙烧。单纯用水份拌和的陶土,成型后容易干裂、散架,影响陶瓷制品的质量。若能在陶土混合料中拌入适量的聚氧化乙烯(PEO),情况就会大大改善。由于聚氧化乙烯(PEO)的水溶性、无机杂质含量极低、燃烧完全干净等特点,它的加入可改善粘土和耐火成份的湿强度,在成型过程中它们给瓷胚提供润滑性。在陶瓷焙烧时它们可全部烧尽,加入后利于造型,而且在水分挥发后不会干裂、破散,因此可大大提高陶瓷制品的产量和质量。陶瓷成型中所要求的聚氧化乙烯(PEO)分子量一般在100万左右,用量约为陶瓷成份的0.1%-2%(质量)左右。下面列举一些具体应用实例,仅供参考。
1. 在瓷胚成型时使用水熔性润滑剂。
在瓷胚成型加工时,使湿白土成份与一种或多种金属表面相一致,提供一种润滑剂,用聚氧化乙烯(PEO)作润滑剂可改进相溶性。
用1,447g Sontex 150(一种矿物油)
20g 吐温80和斯潘80的混合物
将上述两组份与33g cab-0-silm-5混合得到一个混合物,取100g该混合物与100g分子量为40万左右的聚氧化乙烯(PEO)混合,再与200ml蒸馏水混合,制备成润滑剂,用于模塑白土胚。
(上述实例详见 USP 4,171,337)
2. 制高强度蜂窝结构陶瓷
在制备由薄壁分离或分割的多孔组成的蜂窝结构陶瓷时,蜂窝结构陶瓷的强度随着覆盖蜂窝结构保护层厚度的增加而增大,这种蜂窝结构陶瓷专门用作净化废气的催化剂载体。它是将100份堇青石、5份聚氧化乙烯(PEO)、5份纤维素与20份
水混合模压成型,在1,300℃灼烧2小时,得到由多孔组成的蜂窝结构陶瓷,被0.2mm的薄壁分离和被0.5mm的保护层覆盖。当蜂窝结构陶瓷被固定在管道内,甚至在2分钟内加热到1,000℃,并在1,000℃保持6min,然后在2分钟内剧冷至100℃,也没有裂缝生成。(上述实例详见 日本公开特许 昭49-88,908)
3. 用淤浆铸造成型制备陶瓷的粘合剂
用淤浆铸造成型制备Si3N4陶瓷时,含有≤1%的聚氧化乙烯(PEO)作粘合剂是可取的,它可以改进模子的收缩率,防止开裂。将重量比例为0.2~0.4%的聚氧化乙烯(PEO)加入含有96% α- Si3N4、3% V2O3和1% AL2O3的混合物内,淤料铸造成型、干燥,并在1,850℃灼烧4小时得到的陶瓷模胚的收缩率为0.57~0.68%。
[详见 日本公开特许 平04-147,804(92)]
4. 制造防止开裂的含聚氧化乙烯(PEO)陶瓷板
在用含瓷粉、溶剂、粘合剂和分散剂的淤浆制备陶瓷胚板时,该分散剂因含有聚氧化乙烯(PEO),在干燥时,可以防止开裂。
[详见 日本公开特许 平06-72760(94)]
5. 制造AL2O3纤维
一种未稀释的喷丝溶液含有水溶性铝盐溶液AL2O3、聚氧化乙烯(PEO)(其均分子量约为5×105~30×105)的分散体系(作为喷丝助剂)和烧结剂(任意的),将该喷丝溶液的粘度调整到50~500pa·s,通过有≥100个直径0.1~0.5mm孔的喷嘴喷丝,在35~200℃的最高温度下通过喷丝圆筒,以40-400m/min的速度冷却,得到的产物经灼烧即得到AL2O3纤维。
[实例详见日本公开特许04-352,817(92)]
6. 连续生产陶瓷纤维
1) 用不超过80% (wt)的离散温度稳定相陶瓷氧化物晶粒组成的非水釉浆形成胚丝,陶瓷氧化物可以是氧化铝、氧化锆、锆石、氧化镁、氧化铬、氧化铁、尖晶石或它们的混合物中选择。构成釉浆的陶瓷氧化物成份的晶粒有0.05-2.5μm该晶粒分散在主要由卤代烃组成的挥发性有机溶剂内。溶剂内含有溶解的聚氧化乙烯(PEO)粘结剂,聚氧化乙烯(PEO)的平均分子量至少为4×105,其量为溶剂的0.5-5%(wt)。有机溶剂的表面张力不能超过50×10-3N/m形成粘稠的釉浆。
2) 移动的胚丝与它通过蒸发除去大量的挥发性液体,基本上同时发生。
3) 烧结胚丝生成在温度稳定相有陶瓷粘结的多晶陶瓷氧化物纤维。
(详见 USP4,071,594)
此外,用于陶瓷加工的可参考资料还有 USP 5,250,344。