油酸在陶瓷制造过程中,特别是在瓷蜡饼(一种用于陶瓷成型工艺的蜡基辅助材料)的生产中,扮演了多重关键角色。
以下从瓷蜡饼的生产工艺出发,详细说明油酸的具体作用:
1. 瓷蜡饼的组成与工艺背景
瓷蜡饼通常由陶瓷粉体(如氧化铝、氧化锆等)、粘结剂(石蜡、蜂蜡等)、表面活性剂(如油酸)和少量添加剂组成。
其生产工艺主要包括:混合:将陶瓷粉体与熔化的蜡基粘结剂均匀混合。
成型:通过压制成型或注射成型形成坯体。
脱脂:通过加热或溶剂去除蜡基,得到多孔陶瓷素坯。
烧结:高温烧结成致密陶瓷件。
油酸作为表面活性剂,主要作用于混合和成型阶段。
2. 油酸的具体作用
油酸作为陶瓷粉体的分散剂
作用机理:油酸是一种长链脂肪酸(C18H34O2),其分子结构包含亲水羧基(-COOH)和疏水烃链。在瓷蜡饼制备中:
-亲水端吸附在陶瓷粉体表面,疏水端向外伸展,形成空间位阻,防止粉体团聚。
-通过电荷排斥(在非极性蜡基中,油酸可能通过极性端吸附粉体,降低界面能)。
油酸能显著提高陶瓷粉体在蜡基中的分散均匀性,减少颗粒聚集,从而提升坯体密度和烧结后的力学性能
(2)降低浆料粘度
油酸的疏水链与蜡基(如石蜡)相容性良好,亲水端包裹粉体后,减少了粉体与蜡基的摩擦,使混合浆料流动性增强。
达到便于注射成型或压制成型,减少缺陷(如气孔、裂纹)的效果。
(3)改善蜡基与粉体的润湿性
陶瓷粉体表面通常亲水,而蜡基疏水,两者相容性差。油酸作为“桥梁”,其亲水端吸附粉体,疏水端与蜡基结合
,改善界面润湿性。从而避免粉体与蜡基分离,确保坯体成分均匀。
(4)油酸在脱脂过程的辅助作用
在脱脂阶段(加热或溶剂去除蜡基),油酸可降低蜡的分解温度,促进蜡基更快速、均匀地排出,减少坯体开裂风险。
可以缩短脱脂时间,提高成品率。
油酸在瓷蜡饼工艺中通过分散粉体、降低粘度、改善润湿性、辅助脱脂等作用,显著提升了陶瓷坯体的均匀性、成型性
和最终性能。其多功能性使其成为陶瓷注射成型(CIM)或压制成型中不可或缺的添加剂。