Varför din glasyrslam separerar, lägger sig eller tixotroper: Det verkliga problemet är din "struktur" för ditt suspenderande medel
"Chuan, min glasyrslurry är omöjlig att arbeta med. När jag först förbereder den är den bra. Men efter två eller tre dagar är det klart vatten ovanpå, hårt sediment i botten och en sur lukt i mitten. Arbetarna säger att det är för tjockt för att röra om ordentligt. När de sprejar det blir glasyrtäckningen ojämn - vissa förlorade ljusare områden - och vi har mycket mörkare, och vi har mycket mörkare."
Han försökte byta CMC-märke, lägga till konserveringsmedel och till och med förlänga kulfräsningstiden med en halvtimme. Ingenting fungerade.
Han frågade mig:
"Är det för att vädret är varmt och det finns för mycket bakterier?"
Jag sa till honom:
Värme är bara en katalysator. Det verkliga problemet är inte bakterier. Det verkliga problemet är att ditt suspenderingsmedel aldrig riktigt lyckades stödja glasyrslammet.
Idag ska jag förklara detta med två material: halloysit och bentonit med hög vithet.
Vad händer egentligen när din glasyrslam "går dåligt"?
Om du låter en beredd glasyrslam stå i två dagar,
du kan se ett av tre problem:
Hårt sediment
Tunga partiklar som fältspat, kvarts och fritta lägger sig på botten och bildar ett hårt lager som är svårt att återsuspendera.
Detta beror på att suspenderingsmedlet inte har tillräcklig strukturell styrka för att hålla partiklarna på plats.
Vatten-glasyr Separation
Klart vatten flyter upp till ytan, medan det nedre lagret blir bönmassaliknande.
Detta är det allvarligaste tillståndet.
Det betyder att upphängningssystemets nätverksstruktur har kollapsat helt och vatten har separerats från de fasta ämnena.
Överdriven tixotropi
När den är nyrörd kan slurryn vara tunn och flytande. Men efter att ha stått i en halvtimme blir den för tjock, som pasta.
I det här fallet kan det hända att glasyren inte sprutar jämnt, och beläggningen kanske inte flyter jämnt under glaseringen.
Om det också finns en sur lukt eller skumbildning, bryts sannolikt organiska tillsatser som CMC ned av bakterier.
Varför är traditionella suspenderande medel alltid en huvudvärk?
Hur löste vi upphängningsproblem tidigare? Vi tillsatte antingen CMC, vanlig bentonit eller kaolin. Var och en av dem har sina egna problem.
CMC:Billigt och lätt att använda, men det är ett "känsligt" material. Det är känsligt för syror, alkalier, höga temperaturer och bakterier. På sommaren kan det surna efter bara två dagar. Dessutom förlitar det sig på molekylkedjeförveckling. När de väl utsätts för skjuvkrafter såsom omrörning och pumpning, bryts molekylkedjorna och suspensionseffekten sjunker kraftigt.
Vanlig bentonit(som den som produceras i Liaoning och Inre Mongoliet): Den har starka förtjockningsegenskaper, men den är grågul till färgen och innehåller höga halter av järn- och titanföroreningar. Om du lägger till den i vit glasyr blir glasyrytan smutsig. Dessutom kräver det natriummodifiering; annars kommer dess vattenabsorption och svällningsförmåga att vara dålig.
Vanligt kaolin:Dess vithet är acceptabel, men den har en plattliknande struktur. I vatten är de plattliknande partiklarna som en bunt plattor - när de väl tvättats av vatten sprids de och kan inte bära upp tunga partiklar. Det är därför många rapporterar: "Oavsett hur mycket kaolin jag tillsätter, så lägger sig glasyren fortfarande."
Så, finns det ett material som är ogiftigt, icke-ruttnande, icke-bleknar och naturligt har en "nätverksstruktur" som kan låsa fast partiklar?
Ja, det finns. Nyligen har jag studerat en typ av mineral - jag kallar det Avstängande agent nr. 1.
My Mineral: Tubular Structure, Naturligtvis "Weaving a Network"
Låt mig börja med en enkel analogi. Har du någonsin sett en hög med sugrör?
När de hälls ihop slumpmässigt, tränger de in i varandra och trasslar in sig i varandra och bildar en lös "garnboll". Vatten kan passera igenom, men stora partiklar fångas och kan inte sedimentera.
Mineralet jag pratar om beter sig precis som dessa "halmstrån".
Dess kemiska sammansättning är densamma som kaolin, men dess kristaller är rörformiga, inte plattliknande. Dessa nanorör är flera hundra nanometer långa och tiotals nanometer i diameterliknande små ihåliga strån.
Vanligt kaolin är tallriksliknande, som en hög med tallrikar. Detta mineral är rörformigt, som en hög med sugrör. Plattor staplade tillsammans kommer att skingras när de tvättas med vatten; strån som trasslat ihop förblir intakta även när de spolas. Detta är den grundläggande orsaken till dess utmärkta fjädringsprestanda.
Granska testdata
Nedan är analyscertifikatet för detta importerade material (se figur):
Förlust vid tändning (LOI): 15,74 %
Al2O3: 38,05 %
SiO2: 44,28 %
Fe₂O₃: 0,61 % (mycket låg, ingen negativ inverkan på vitheten)
Andra föroreningar: mindre än 0,1 %
Den har hög vithet och låg halt av järn och titan, helt lämplig för vitlasyr och transparent glasyr. Jämförelse mellan vanligt kaolin och halloysite (suspenderande medel nr 1)
| Egenskaper | Vanligt kaolin | Halloysite (suspenderande medel nr 1) |
|---|---|---|
| Kristallmorfologi | Tallrikliknande (som tallrikar) | Rörformade (som sugrör) |
| Upphängningsmekanism | Förlitar sig på fin partikelstorlek, benägen att sedimentera | Bildar ett 3D-nätverk för fysisk partikelfångning |
| Inverkan på vitheten | Bra | Superior (lägre järn- och titanhalt) |
| Resistens mot bakteriell nedbrytning | Naturligt mineral, ej biologiskt nedbrytbart/icke förruttnande | Naturligt mineral, ej biologiskt nedbrytbart/icke förruttnande |
| Känslighet för skjuvkraft | Okänslig | Okänslig (undvik över kulfräsning) |
| Pris | Låg kostnad | Importerad, relativt högt pris |
Denna mineral: Bentonit med hög vithet - tjocknar, förbättrar styrkan och kommer inte att förorena glasyrytor
Suspenderingsmedel nr. 1 utmärker sig för att stödja fasta partiklar, men dess förtjockningskapacitet är begränsad. Om du behöver öka glasyrslammets viskositet (till exempel för att förhindra att glasyr rinner och förbättra döljningsförmågan), behöver du ett kompletterande material: bentonit med hög vithet.
Detta är inte den vanliga grågula bentoniten. Det är ett mineral som naturligt förknippas med kaolin. Det betyder att den innehåller både montmorillonit (den förtjockande komponenten i bentonit) och fraktioner med hög aluminiumoxid och hög vithet från kaolin.
FörtjockningsfunktionMontmorillonit sväller vid kontakt med vatten för att bilda ett tätare nätverk, som kompletterar halloysit.
Hög vithet: Eftersom det samexisterar naturligt med kaolin, späds järn- och titanföroreningar ut. Det är mycket vitare än konventionell bentonit och kommer inte att introducera gul eller grå missfärgning när den läggs till vit glasyr.
Hög styrka: Dess höga aluminiumoxidhalt (härrörande från kaolin) förbättrar hårdheten och slitstyrkan hos den brända glasyrytan.
Vi har inte dess fullständiga analyscertifikat, men praktiska tester visar att dess vithet når nästan 85, och dess järnhalt är ungefär hälften så stor som vanlig bentonit. Den kan säkert användas för vit glasyr och transparent glasyr.
När det blandas med vårt suspenderingsmedel i förhållandet 1:1 och tillsätts till glasyrslam ger det kombinerade systemet flera fördelar: ingen sedimentering, ingen vatten-glasyrseparation, god lämplighet för både sprayglasering och gardinglasering och hög bränd glasyrstyrka. Båda komponenterna är naturliga mineraler, vilket undviker de vanliga nackdelarna med CMC.
Hur man använder? Tre praktiska rekommendationer
Plan 1: Lös endast sedimentation
Använd enbart halloysite. Dosering: 0,5–1,0 % baserat på vikten av torra glasyrråvaror.
Kulfräsningsanmärkning: Halloysit är bra, och dess rörformiga struktur kan skadas av överslipning. Det rekommenderas att kulmala andra råvaror först och sedan tillsätta halloysit för mild dispergering under de sista 30–60 minuterna. Om halloysit måste tillsättas från början av kulfräsningen, minska den totala frästiden med 10–15 % och verifiera suspensionens prestanda via små batch-tester.
Plan 2: Förhindra sedimentering och öka viskositeten
Blanda halloysit och bentonit med hög vithet i förhållandet 1:1, total dos: 0,8–1,5 %. Halloysite bygger nätverksramverket medan bentonit fyller nätverkets porer. Båda materialen kan läggas ihop under kulmalning, men halloysit rekommenderas fortfarande att läggas till i ett senare skede.
Plan 3: Byt ut CMC helt
Om du är besvärad av CMC-förstöring och prestandafel, kan CMC helt ersättas med halloysit + bentonitsystemet med hög vithet. Du måste dock justera om de reologiska parametrarna för glasyrslam. Små försök rekommenderas starkt i förväg.
Viktig påminnelse
När du använder nya material för första gången, utför alltid små prover före massproduktion för att bekräfta suspensionsstabilitet och bränd glasyrkvalitet.
Det finns inget universellt material; endast processer som matchar din formulering. Halloysite kommer med ett relativt högre enhetspris, men dess nödvändiga dosering är låg, vilket leder till begränsad ökning av totalkostnaden.
Många kunder tycker att det är kostnadseffektivt när de väl beräknar besparingarna från minskad omarbetning och avvisade produkter.
Slutliga tankar
Låt mig dela med mig av några ärliga insikter. Jag brukade veta lite om "rörstrukturer" eller "nanonätverk". Då trodde jag att suspenderingsmedel helt enkelt var lera plus CMC.
Efter otaliga förfrågningar från kunder ägnade jag mycket tid åt att granska litteratur och köra praktiska tester. Så småningom insåg jag: suspension är inte beroende av viskositet eller "klibbighet", utan på ennätverksstruktur.
Tallrikliknande vanlig kaolin är som ett slitet fiskenät med överdimensionerade nätöppningar, genom vilka stora tunga partiklar glider iväg. Halloysite, däremot, fungerar som fina elastiska strumpor - den har en liten, flexibel mesh för att fånga partiklar på ett tillförlitligt sätt.
Under åratal av glasyrformuleringsarbete har jag blivit övertygad: att välja ett material med rätt mikrostruktur är viktigare än att oändligt justera dosförhållandena.
Chuan
Jag är Chuan, en keramisk glasyrspecialist vars arbetsstation är fylld med olika lerprover. Jag spenderar mycket av min tid på att blanda och testa glasyrslam.
Om du besväras av knepiga glasyrrelaterade problem, skicka gärna dina ärendeuppgifter till mig så hjälper jag dig att analysera det.
Om du tycker att den här artikeln är användbar, vänligen gilla, lämna en kommentar och dela den med kamrater i behov. Ditt engagemang motiverar mig att packa upp fler tekniska ämnen åt dig. Håll utkik efter vår nästa artikel.
