CN101638314B - 轻质发泡电气石紫砂材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轻质发泡电气石紫砂材料及其制备方法，该材料由包括以下重量百分比份量的物质混合烧制而成：电气石1％-25％；氢氧化钙1％-4％；紫砂泥 71％-98％。本发明的轻质发泡电气石紫砂材料具有质轻、孔隙率高的结构特点，并因此既具有电气石紫砂固有的高科技保健功能，又具有巨大的表面积，可充分接触水和空气，以充分发挥其对水和空气的改性处理作用。本发明的轻质发泡电气石紫砂材料可制成各种形状大小尺寸的制品，使用面广、方便实用、功能性强。

Description

轻质发泡电气石紫砂材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及陶瓷材料，特别涉及一种轻质发泡电气石紫砂材料及其制备方法。 背景技术

[0002] 紫砂制品，又称“紫砂器”、“紫砂陶”或“紫砂”，由特殊陶土制成。紫砂是一种铁质粘土质粉砂岩，内含水云母、高岭土、石英、云母屑、铁质等矿物成份；主要化学成分有氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰、氧化钾、氧化钠等；颜色有紫、绿、红、黄、黑等色；统称紫砂泥。紫砂是数亿年前地球内部经物理化学反应后形成的矿岩石，一般在地表几十米以下。紫砂独特的化学组成、矿物组成、颗粒组成，使其具备了特殊的可塑性和透气性。 紫砂泥生坯强度高，干燥后收缩小；手感滋润不粘手，是生产各种器物造型和高难度产品的理想材料。紫砂可单独烧制成器，紫砂中含铁、硅量较高，又含有一定量的砂粒，烧制后多呈紫红色，故称“紫砂”。紫砂泥经烧制后形成了残留石英、云母残骸，莫来石、赤铁矿、双重气孔等物相，其结晶多而玻璃相少，使紫砂制品具有冷热均衡不易炸裂、透气性好等优点，泡得出好茶，具有优异的工艺与实用双重功能。

[0003] 中国紫砂是中华民族的瑰宝，用紫砂做成的紫砂壶泡茶，隔夜仍有香气，茶叶不馊，千余年来是人们公认的最好茶具。世界上紫砂只有在中国的苏南宜兴地区出产，量少而贵。自明清后，宜兴紫砂艺人不断制作开发，加上上海、台湾等专家对紫砂的研究，紫砂产品越来越多，功能也越发显现，每年可产生数十亿元的产值，深受全世界人们的喜爱。

[0004] 电气石（Tourmaline)是一个具附加阴离子、络阴离子或水的具[Si6O18] 环的环状基型硅酸盐矿物族，根据化学成分的不同，又分为四类：1、镁铁锂电气石 (Dravite-schorl-elbaite),其化学组成为 Na(MgFeLiAl)3A16[Si6O18] [BO3]3(0H, 0，F)4 ； 2、钠锰电气石（Tsilaisite)，其化学组成为NaMn3Al6[Si6O18] [BO3J3(OH)4 ；3、钙镁电气石 (Uvite)，其化学组成为 CaMg4Al5 [Si6O18] [BO3J3(OH)4 ；4、布格电气石（Buergerite)，其化学组成为 NaFe3Al6 [Si6O18] [B03]303F。

[0005] 电气石是地球矿产中唯一同时具有压电效应和热电效应的一种矿物，微粉状的电气石存在正极和负极。当外界环境变化，如光照射、温度变化、与水接触等，其电气性能表现尤为突出。电气石的主要功能为：（1)释放负离子，负离子又称为“空气的维他命”，具有调整人体离子平衡、使人身心放松、活化细胞、提高自然治愈力等作用，并能抑制身体的氧化或老化；(2)电解水，电气石在与水接触时会产生微弱电流，对水产生电分解作用，使水变成口感更佳、对人体健康更为有益的弱碱性（PH值在7.4左右）水；（3)使水的大分子团变为小分子团，水中的分子并非单独存在，而是相互结合为水分子团，自来水中的水分子团含 13个左右的水分子，纯水中水分子团含10个左右的水分子，经电气石处理后的水中的水分子团含6-7个水分子，一般而言，小分子团水对人体更为有益，因此在日本小分子团水被称为“能量水”;(4)放射远红外线，远红外线能够渗透到身体深层部位，温暖细胞，促进血液循环，使新陈代谢顺畅，电气石远红外线放射力将近100%，数值较其它矿物高；（5)含有多种矿物质，电气石含有多种与人体所需要的矿物质，与水接触后能在水中释放出钙、镁、铁等矿物质元素，对人体产生非常好的补充作用。

[0006] 电气石用途很广，除作为传统的装饰用首饰外，大量使用于半导体工业、医药、日用化工、纺织、保健品等。现代高科技的发展使电气石在陶瓷材料方面又有不少振奋人心的新发明。

[0007] 电气石紫砂制品是本申请专利发明人唐家生在2003年申请、2005年5月被国家专利局授权的发明专利（专利号ZL03141973.9)。该发明的电气石紫砂制品保留了宜兴紫砂陶瓷所有的实用性与工艺性，同时增加了电气石的物理保健功能特性，并复合成新的高科技功能特性。用这种专利生产的电气石紫砂壶或杯，对改变茶水性状和提高人体健康水平起到了很大作用。用玻璃杯冲泡茶，一般第三次就无味，杯内的茶多酚、氨基酸、维生素等营养物可溶性很少，隔夜就氧化不能喝，对茶叶是浪费，对人营养作用较小。紫砂壶比玻璃杯能多冲泡二次，隔夜能喝，营养物也多些了。用电气石紫砂壶冲泡茶，八次以上茶水都有香气味，茶水中营养物很高、很好喝，能充分释放茶叶与电气石中的各种微量元素，调整人体电介质平衡。在气温20°C时，茶水存放十天后都不会变质。通过对一些人用5万倍活体测血仪器进行血液检查，一般人使用三个月以上，其红血球激活，氧化自由基修复或消除，人的免疫力大增，伤风感冒大大减少或不发了，原患有慢性肠胃炎、便秘、咽喉炎、糖尿病等的病人都感到指标降低了，这些都认证了偏弱碱性水对人体是非常有作用的。但是该发明电气石紫砂制品还存在比重较重、孔隙率不太高等问题，因而影响了其性能的进一步提高，有待进一步改善。

发明内容

[0008] 本发明的目的，就是为了提供一种性能更加优异的轻质发泡电气石紫砂材料及其制备方法。

[0009] 本发明的技术方案是：一种轻质发泡电气石紫砂材料，该材料由包括以下重量百分比份量的物质混合烧制而成：

[0010] 电气石

[0011] 氢氧化钙

[0012]紫砂泥 71%-98%。

[0013] 所述的电气石的份量优选5 % -15 %，氢氧化钙的份量优选1 % -2 %，紫砂泥的份量优选83% -94%。

[0014] 上述轻质发泡电气石紫砂材料的制备方法，包括以下步骤：

[0015] A、原料准备

[0016] 将电气石粉碎至粒度为400-20000目，对紫砂泥进行预处理，然后取上述电气石粉-25%份量、紫砂泥71% -98%份量与氢氧化钙-4%份量混合均勻；

[0017] B、制坯

[0018] 取上述混合料加入适量的水，搅拌均勻后，灌注到模具内阴干，制成坯料；

[0019] C、烧制

[0020] 取出阴干后的坯料入窑烧制，烧制温度控制在600°C至1150°C之间，烧制时间控制在12至M小时之间，得到轻质发泡电气石紫砂材料。

[0021] 步骤A中所述的电气石的份量优选5% -15%，氢氧化钙的份量优选-2%，紫砂泥的份量优选83% -94%。

[0022] 步骤C中所述的烧制温度优选控制在900°C至1100°C之间，烧制时间优选控制在 14至20小时之间。

[0023] 在步骤B中，还可以根据材料需要加入少许辅料。

[0024] 本发明的轻质发泡电气石紫砂材料在制作过程中，电气石粉和氢氧化钙的投入比例要适当，少了不易发挥电气石的功效，多了则影响材料的烧制成型。烧制温度的控制也非常重要。宜兴紫砂的传统烧制温度大都在1200°C -1400°C之间，而电气石粉在1100°C以上就会发生变性而失去功效；紫砂泥在1100°C以下又很难烧制成型。因此，各种材料的搭配和烧制温度要控制得好，否则型器会不成型或功效体现不出来。

[0025] 本发明的轻质发泡电气石紫砂材料及其制品与在先发明的电气石紫砂材料及其制品相比，材质轻30-60%，用料大大节约，在水中释放的负离子更多，发射的远红外强度更大，使水分子团变小和改变成弱碱性水的速度也更快。该材料及其制品产生对人体有益的钙、铁、镁等矿物质元素以及把水改变成软水的速度都加快了，对水中有害的化学残留物消除也明显增快。由于本发明轻质发泡电气石紫砂材料的表面、内在都呈孔隙型，用于水处理时接触水的面积成倍放大，也更容易穿过或过滤水。经专业检测单位在气温20 V时对自来水（原水）进行检测，用本发明轻质发泡电气石紫砂材料处理M小时后，水中对人体有害的化学残留物氧化还原电位ORP(mv)下降50% (—般自来水指标是300以上），氨氮与亚硝酸盐下降至零，溶解氧与电导率及PH值在原标准上都上升到最佳标准，能把自来水中的溶解氧提高2-3%，电导率提高20-30%，pH值升高1-2%。以上数据证明轻质发泡电气石紫砂材料改变水的作用较大，能把一般自来水提高到对人和动植物都非常有益的功能水标准。

[0026] 本发明轻质发泡电气石紫砂材料不但对水有非常好的改变作用，同时对空气也有改良作用，能吸附甲醛等有害有毒气体，还能释放负离子，抑菌抗菌，改善周围的空气环境。

[0027] 本发明轻质发泡电气石紫砂材料可以制成各种制品，包括各种形状的水处理和空气处理制品，如水处理陶粒、片，室内空气改良器具（如兼具装饰功能的挂件等），冰箱除臭

Jn寸。

具体实施方式

[0028] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。

[0029] 实施例1

[0030] 取10克粒径为20000目的电气石粉、10克氢氧化钙与经前期处理过的980克优质紫砂泥混合后，加入适量的水调配好，然后用手工或机械方法注入圆型模坯内，阴干后取出，置温控电炉或煤气炉窑中，于600°C烧制M小时，取出后修整，制得本发明的一种轻质发泡电气石紫砂材料。

[0031] 实施例2

[0032] 取250克粒径为400目的电气石粉、40克氢氧化钙与经前期处理过的710克优质紫砂泥混合后，加入适量的水调配好，然后用手工或机械方法注入圆型模坯内，阴干后取出，置温控电炉或煤气炉窑中，于1100°c烧制14小时，取出后修整，制得本发明的一种轻质发泡电气石紫砂材料。[0033] 实施例3

[0034] 取100克粒径为1000目的电气石粉、20克氢氧化钙与经前期处理过的880克优质紫砂泥混合后，加入适量的水调配好，然后用手工或机械方法注入圆型模坯内，阴干后取出，置温控电炉或煤气炉窑中，于1000°c烧制18小时，取出后修整，制得本发明的一种轻质发泡电气石紫砂材料。

[0035] 实施例4

[0036] 取50克粒径为10000目的电气石粉、30克氢氧化钙与经前期处理过的920克优质紫砂泥混合后，加入适量的水调配好，然后用手工或机械方法注入圆型模坯内，阴干后取出，置温控电炉或煤气炉窑中，于900°C烧制20小时，取出后修整，制得本发明的一种轻质发泡电气石紫砂材料。

[0037] 实施例5

[0038] 取150克粒径为5000目的电气石粉、20克氢氧化钙与经前期处理过的830克优质紫砂泥混合后，加入适量的水调配好，然后用手工或机械方法注入圆型模坯内，阴干后取出，置温控电炉或煤气炉窑中，于1150°C烧制12小时，取出后修整，制得本发明的一种轻质发泡电气石紫砂材料。

[0039] 实施例6

[0040] 取45克粒径为15000目的电气石粉、15克氢氧化钙与经前期处理过的940克优质紫砂泥混合后，加入适量的水调配好，然后用手工或机械方法注入圆型模坯内，阴干后取出，置温控电炉或煤气炉窑中，于950°C烧制19小时，取出后修整，制得本发明的一种轻质发泡电气石紫砂材料。

[0041] 经上述方法制得的轻质发泡电气石紫砂材料，从内到外都布满孔隙，使其总表面积大大增加。对改善水质有多种功能，能增加水的营养物质，同时排除氯气及吸附水中有害物质。这种轻质发泡电气石紫砂材料可长期反复使用，在水中不会溶化与失去功能，在紫砂功能史上又增添了更高的标准，这对当前重要的节水或城市用水在技术上是迈进了一大步。本发明的轻质发泡电气石紫砂材料，制成所需形状的制品后，可放置在家庭观赏鱼缸内或大型养殖池中改良水质，使鱼类生存环境改变，提高产量、抗病害能力加大，节约大量养殖成本，深受专业养殖人士喜爱（本产品已经上海水产大学生命科学技术学院与中国水产科学研究院渔业机械仪器研究所在海月水母养殖应用试验中验证）。用该材料制成的圆片还可放置在烧水壶中，在烧水过程中分解水中有害物质，释放对人体有利的微量矿物元素及调节PH值等各项指标，经济实惠，被大家公认为水宝。用这种材料处理过的水灌溉植物， 植物枝大叶绿、长势喜人。给动物喝，动物生长良好、抗病力强、体重增加快。用这种材料放入铝壶中烧水，水凉后饮用，自来水变成了矿水味，洗脸后皮肤舒适光滑美丽。

[0042] 本发明的轻质发泡电气石紫砂材料，制成适当形状后放入冰箱内，利用冰箱内冷空气的流动推进该材料的负离子释放，使冰箱内处于抗菌无异味的状态中，对冰箱内食物保鲜度和卫生大大提高，是家庭主妇非常喜爱的新颖清洁用品。用这种轻质发泡电气石紫砂材料直接或微雕后放置在家庭客厅墙上，对分解吸附室内香烟、烟雾气和其它异味很有效果，同时增加室内负离子含量，保护人体健康，是一种全新的建筑装饰性材料。

[0043] 以下是澳大利亚生物工程公司对经本发明的轻质发泡电气石紫砂材料处理过的水所作的水质实验报告：[0044] 送检单位：上海大实新型材料科技有限公司

[0045] 送检样品：①电气石紫砂发泡方块②电气石紫砂发泡圆片

[0046] 实验目的/要求：测定电气石紫砂发泡材料处理水质的效果

[0047] 实验设备JPB-60J型测角仪，50410RP计量器，5022电导率计量表，PH B_3pH计量表，PO4Test, NO2Test, NO3Test, NH4+NH3Test 计量器。

[0048] 实验过程：将电气石紫砂发泡方块和圆片冲洗干净分别放入3公斤自来水的水桶中浸泡，一天后再分别检测并对自来水原水作对比检测。结果如下表所示：

[0049]

[0050] 化验结果：电气石紫砂发泡方块、紫砂发泡圆片在自来水中随时间的延长对溶解氧和电导率等指标明显上升，对氨氮和亚硝酸盐等指标有明显下降作用，尤其对氧化还原电位下降更明显，说明电气石紫砂发泡材料对改善水质和提高水的功能有较好的作用。

[0051] 澳大利亚生物工程公司

[0052] 2008 年 5 月 15 日

[0053] 以下是澳大利亚生物工程公司对经本发明的轻质发泡电气石紫砂材料处理过的水所作的水质分析报告：

[0054] 送检单位：上海大实新型材料科技有限公司

[0055] 送检样品：①电气石紫砂发泡方块②电气石紫砂发泡圆片

[0056] 实验目的/要求：测定电气石紫砂发泡材料处理水质的效果

[0057] 实验设备JPB-60J型测角仪，50410RP计量器，5022电导率计量表，PH B-3PH计量表，PO4Test, NO2Test, NO3Test, NH4+NH3Test 计量器。

[0058] 实验过程：将电气石紫砂发泡方块和圆片冲洗干净分别放入鱼缸内浸泡，一天后再分别检测，并对原鱼缸内的水体作对比检测。结果如下表所示：

[0059]

[0060] 化验结果：经对原鱼缸内的水体进行对比测试，M小时后水质变化明显，电气石紫砂发泡方块和圆片对水的PH值、O2 (ppm)、电导率都有明显的提高，ORP、PO4, NO2, N03、 nh4+NH3等都有明显的减少，证明对水的功能作用良好。

[0061] 澳大利亚生物工程公司

[0062] 2008 年 5 月 5 日。

Claims (2)

1. 一种轻质发泡电气石紫砂材料，其特征在于，该材料由以下重量百分比份量的物质混合烧制而成：电气石 5%-15%; 氢氧化钙-2% ； 紫砂泥83% -94% ；所述的轻质发泡电气石紫砂材料的制备方法包括以下步骤：A、原料准备将电气石粉碎至粒度为400-20000目，对紫砂泥进行预处理，然后取上述电气石粉 5% -15%份量、紫砂泥83% -94%份量与氢氧化钙份量混合均勻；B、制坯取上述混合料加入适量的水，搅拌均勻后，灌注到模具内阴干，制成坯料；C、烧制取出阴干后的坯料入窑烧制，烧制温度控制在600°C至1150°C之间，烧制时间控制在 12至M小时之间，得到轻质发泡电气石紫砂材料。

2.如权利要求1所述的轻质发泡电气石紫砂材料，其特征在于：步骤C中所述的烧制温度优选控制在900°C至1100°C之间，烧制时间优选控制在14至20小时之间。