一般来说陶瓷釉料生产过程中,大家经常碰到发泡不均匀的问题,很多时候根源就出在发泡剂的分解窗口没匹配上,在陶瓷与催化剂行业里,发泡剂的选用本来就直接决定了釉面的气泡形态和发泡效率。不少配料人员调试配方的时候都会碰到类似的情况,同样添加量的ADC发泡剂,把粉体换成母胶粒,或者只是更换了批次,釉料烧成后的泡孔直径、均匀度甚至发泡厚度,都会出现明显差异,这种波动通常情况下不是配方组分本身发生了变化,而是发泡剂在不同工艺窗口下的分解行为出现了偏差,我们平时也会从分解释气机理和助剂形态两个维度展开,帮助技术人员更系统地评估粉体ADC与预分散母胶粒在陶瓷烧成工艺中的实际表现。

ADC发泡剂也就是偶氮二甲酰胺,它的发泡原理是在受热时分解产生氮气、二氧化碳和一氧化碳气体,放到陶瓷釉料的应用场景里,决定发泡效果的几个关键参数,就包括分解起始温度、放气速率、气体残渣的性质以及分解产物与釉料熔体的兼容性。标准ADC发泡剂的分解起始温度约为200—210℃,但在釉料当中,由于氧化锌、氧化锡等组分能催化分解,实际放气温度可能下移15—25℃,这意味着同一批次的ADC放到不同的陶瓷配方里,有效发泡区间并不固定。如果分解过于剧烈,气体来不及在釉料熔体中分散,就会形成大的气孔甚至气体直接逃逸,反过来速率过慢则可能发泡不足,泡孔偏小偏密。ADC分解后的残渣主要是氰尿酸,这些残渣在釉料中可能产生黄变或者影响透明度,粉体ADC要是分散不均,局部残渣聚集就会破坏釉面效果,所以判断ADC发泡剂是否适用于某款陶瓷产品,不能只看纯品标注的分解温度,必须结合釉料组分的催化活性以及烧成曲线的升温速率来综合评估。

很多陶瓷配料方在实际选用杜巴ADC发泡剂时,很容易陷入两类判断偏差,一类是认为只要分解温度达标,任何ADC发泡剂都能使用,实际上釉料中常有氧化锌、氧化锡、长石等催化活性物质,ADC的分解温度会因配方差异而明显偏移,假如釉料中氧化锌含量较高,标准ADC可能尚未到预设温度就开始分解,导致发泡过早,这种情况更适合选用经过表面钝化处理的ADC,或者选用带有缓释载体的母胶粒形态。还有一类是追求单批次成本最低而忽视发泡稳定性,粉体ADC如果单价极低,但每批配料的团聚程度与粒径分布都不稳定,实际添加量和有效分解量的波动就会带来釉面缺陷,相比之下,母胶粒的批间稳定性好得多,虽然单位成本略高,但能大幅减少釉面返工比例。

同样是ADC发泡剂,以粉体形态添加和以预分散母胶粒形态添加,在陶瓷配料与烧成阶段的差异集中体现在分散均匀性与热传递效率上。粉体ADC的价格直观,采购门槛低,在高速搅拌或球磨工艺中,如果釉料已经有良好的分散条件,粉体ADC可以在干混阶段直接加入,不需要额外的密炼工序,不过它也有不少局限,粉体ADC表面能较高,遇到少量水汽或助磨剂中的极性组分就容易形成结块,这些结块进入釉料后,局部浓度过高,烧成时会形成数量少但体积过大的气泡,粉体颗粒被釉料包裹后,外层先吸收热量,但内层粉末温度上升有滞后,如果烧成周期较短,颗粒核心可能来不及完全分解,发泡效率就会打折扣,而且粉体在配料称重时容易吸附在设备表面,造成实际添加量波动,最终表现为批间发泡厚度不稳定。预分散母胶粒的设计逻辑,是将ADC发泡剂预先均匀分散在聚合物载体中,挤出造粒,使每一粒母胶粒内部的发泡剂分布近乎一致,母胶粒的载体在混炼过程中会逐步软化,带动里面的发泡剂颗粒均匀释放到釉料体系中,即使烧成曲线有轻微偏移,扩散到周围的发泡剂浓度分布仍然是均匀的,母胶粒的载体本身具有一定的导热性,每粒母胶粒的升温曲线都更接近同步,避免了粉体因粒径不同带来的热滞后差异,对于釉料已经需要密炼或预混的工艺,母胶粒可以直接在密炼工段加入,既解决了粉尘问题,也简化了工序。

ADC发泡剂在陶瓷中的发泡机理:粉体与母胶粒的差异-1

陶瓷行业的发泡工艺需求差异很大,有的要求形成连续闭孔气泡层做隔热陶瓷,有的只需要釉面有微纹理或哑光效果,还有的则需要发泡厚度可控但泡孔不透底,这些不同目标对ADC发泡剂的分解曲线、载体形态、粒径分布都有不同要求。杜巴化学在预分散母胶粒领域积累了针对不同陶瓷配方催化环境调整载体配方的经验,能够帮助客户匹配更精准的分解窗口与分散方式,如需结合您的具体配方、工艺要求和性能目标评估方案,可与杜巴化学技术团队进一步沟通。

ADC发泡剂在陶瓷中的发泡机理:粉体与母胶粒的差异-2