CN102153337A

CN102153337A - 一种环保陶瓷材料及其制备方法

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Publication number: CN102153337A
Application number: CN2010106143000A
Authority: CN
Inventors: 吕昆协
Original assignee: DONGGUAN QUANXIANG CERAMIC MATERIAL CO LTD
Current assignee: DONGGUAN QUANXIANG CERAMIC MATERIAL CO LTD
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2030-12-30
Also published as: CN102153337B

Abstract

一种陶瓷材料，其组分按重量百分比包括：SiO₂50%-60%、Al₂O₃10%-20%、Fe₂O₃1%-10%、TiO₂0.1%-3%、CaO13%-20%、MgO0.5%-5%、K₂O0.5%-5%、Na₂O.5%-5%；其制备步骤包括：（a）首先用砂利康将雕塑好的原型制作出生产用的模具，为硅胶软模具，软模具下面要有一个石膏制作的模槽固定入置硅胶模；（b）将原料倒入桶内添加适量的水，用打浆机搅拌均匀，再将打好的浆分别倒入四个模具中，每个模具只倒浆三分之一，再搬至真空机内抽真空的时间30秒，再搬回工作台把剩余的浆注满剩余模具内三分之二；（c）将准备好的背板压嵌至浆内，用刮刀将多余的浆刮平，凝固时间为20-30分钟，即可脱模；（d）将产品背部凸出多余的浆充分的磨平，磨底时间在四个小时内；（e）用原子灰注浆出来的产品因部分气泡未排完而造成的气孔补平，并将坯体表面颗粒或模线修整光滑后自然干燥16-48小时；（f）在产品上喷漆或贴花纸，然后在绘画部位绘画；（g）产品检验后包装。其优点在于，环境适应性强，形体无收折，且可降解。

Description

一种环保陶瓷材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料，特别是一种可降解环保陶瓷材料，本发明还涉及一种陶瓷材料的制备方法。

背景技术

陶瓷材料是通过高温烧结得到的成型烧结体，其优点在于，耐腐蚀性好、强度高并且美观大方，然陶瓷制品过程中的能耗高，废弃后难以处理，因而市面上现在有可降解绿色环保陶瓷制品，其优点在于，原料来源广泛、价格低廉、烧结温度低，并且具有较高的产品合格率。中国专利201010188756.5公开了一种可降解绿色环保陶瓷制品，其组分为粘土、石英、透辉石、石灰石按一定比例混合，球磨造粒后加入碳粉均匀混合，压制成陶瓷胚体后，经施釉、烧成得到可降解绿色环保陶瓷制品。制得的陶瓷材料强度、硬度、胎釉结合性能好，同时具有较快的风化降解速度，对风化降解条件要求低。但其不足之处在于，其制备过程需要较高的温度和成型压力，消耗大量能量。

发明内容

本发明的目的是提供一种可降解陶瓷材料，提高其材料的坚韧性及耐老化性能。

本发明的另一目的是提供一种可降解陶瓷材料的制备方法。

一种陶瓷材料，其特征在于，其组分按重量百分比包括：

SiO₂ 50%-60%

Al₂O₃ 10%-20%

Fe₂O₃ 1%-10%

TiO₂ 0.1%-3%

CaO 13%-20%

MgO 0.5%-5%

K₂O 0.5%-5%

Na₂O 0.5%-5%。

陶瓷材料的组分还包括0.5%-5%的Li₂O。

一种陶瓷材料的制备方法，其步骤包括：

（a）首先用砂利康将雕塑好的原型制作出生产用的模具，为硅胶软模具，软模具下面要有一个石膏制作的模槽固定入置硅胶模；

（b）将原料倒入桶内添加适量的水，用打浆机搅拌均匀，再将打好的浆分别倒入四个模具中，每个模具只倒浆三分之一，再搬至真空机内抽真空的时间30秒，再搬回工作台把剩余的浆注满剩余模具内三分之二；

（c）将准备好的背板压嵌至浆内，用刮刀将多余的浆刮平，凝固时间为20-30分钟，即可脱模；

（d）将产品背部凸出多余的浆充分的磨平，磨底时间在四个小时内；

（e）用原子灰注浆出来的产品因部分气泡未排完而造成的气孔补平，并将坯体表面颗粒或模线修整光滑后自然干燥16-48小时；

（f）在产品上喷漆或贴花纸，然后在绘画部位绘画；

（g）产品检验后包装。

步骤f中首先准备排风设备抽风机、喷枪、转盘及调制好的油漆，并将油漆倒入合适型号的喷枪内，调节好气压即按照样品的要求完成喷漆工作。

本发明所述的环保陶瓷材料，其主要原料成分为SiO₂，广泛存在于自然界中，为岩石的主要成分，本发明用其作为陶瓷材料的主要成分，能够为成型材料起到“骨干”的作用；Al₂O₃又称矾土，具有高熔点和高沸点，并能够起到抗氧化的效果；Na₂O为白色固体，性质稳定，能够形成氧化膜，并能够起到阻燃的作用；其余组分如TiO₂、MgO等可与前述材料配合增强其力学性能，抗老化性能；砂利康是一种硅胶，为制备工艺品所常用的模型材料。

本发明所述环保陶瓷材料，具有以下优点：

1.材料采用纯天然材料制造，未添加化学成分，易被自然分解，对环境没有污染，而传统陶瓷材料中，其部分低温烧成的材质可被分解，但高温烧成的材质不可被分解；化学合成材料难以自然降解，对环境污染大；

2.制造模具为砂胶软模具，可塑造多种纹理清晰的器形，且其本身没有收缩和膨胀，而传统的石膏模具难以塑造出棱角分明的立体造型；

3.环境适应性强，可适应潮湿环境，并能在温差变化大的环境中使用；

4.抗折性好，形体无收缩。

具体实施方式：

本发明所述的陶瓷材料，其组分包括SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、Li₂O，其含量如表1所述。

实施例1

（c）将准备好的背板压嵌至浆内，用刮刀将多余的浆刮平，凝固时间为20分钟，即可脱模；

（e）用原子灰注浆出来的产品因部分气泡未排完而造成的气孔补平，并将坯体表面颗粒或模线修整光滑后自然干燥16小时；

（f）准备排风设备抽风机、喷枪、转盘及调制好的油漆，并将油漆倒入合适型号的喷枪内，调节好气压即按照样品的要求完成喷漆工作，在产品上贴花纸并在绘画部位绘画；

（g）产品检验后包装。

实施例2

组分含量如表1所述，步骤e中将坯体表面颗粒或模线修整光滑后自然干燥48小时，其余方法同实施例1。

实施例3

组分含量如表1所述，步骤e中将坯体表面颗粒或模线修整光滑后自然干燥30小时，其余方法同实施例1。

实施例4

组分含量如表1所述，步骤e中将坯体表面颗粒或模线修整光滑后自然干燥25小时，其余方法同实施例1。

实施例5

组分含量如表1所述，步骤e中将坯体表面颗粒或模线修整光滑后自然干燥18小时，其余方法同实施例1。

对比例

对比例为现有技术制备的陶瓷材料，其组分和性能测定如表1所述。

表1 陶瓷材料的组分配比及物理性能

配方（按重量百分比）、性能	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1	对比例2	对比例3
								SiO₂	60	50	60	55	52	50	70
Al₂O₃	20	10	15	15	18	-	5
								Fe₂O₃	5	10	8	1	-	10	-
TiO₂	3	3	2	3	15	10	10
								CaO	8	20	10	20	10	16	3
MgO	2	2	2	0.5	7.5	2	2
								K₂O	1	2	1	0.5	1.5	1	5
Na₂O	1	3	2	2	3.5	1	5
								Li₂O	-	2	-	3	-	-	-
拉伸强度(MPa)	9.0	13.8	11.7	12.7	11.3	12.9	10.2
								断裂伸长率(%)	150	189	236	211	187	162	128
20℃体积电阻率（Ω·m）	2.5×10¹³	2.5×10¹³	7.8×10¹³	5.9×10¹³	9×10¹²	5×10¹²	7.4×10¹²
								-20℃低温冲击脆化	通过	通过	通过	通过	通过	通过	不通过

用实施例和对比例中制备的产品进行检测，性能指标表1所示。指标项为国家规定应当达到的标准值，典型值项为实施例样品测试的性能。

根据测定结果显示，本发明所述的陶瓷材料具有良好的拉伸强度和断裂伸长率，其抗老化性能优良且具有良好的电气性能，相对于对比例，其在力学、电学等性能上均有明显改善。

以上实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权力要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权力要求范围内。

Claims

1.一种环保陶瓷材料，其特征在于，其组分按重量百分比包括：

SiO₂ 50%-60%

Al₂O₃ 10%-20%

Fe₂O₃ 1%-10%

TiO₂ 0.1%-3%

CaO 13%-20%

MgO 0.5%-5%

K₂O 0.5%-5%

Na₂O 0.5%-5%。

2.根据权利要求1所示所述环保陶瓷材料，其特征在于，组分中还有0.5%-5%的Li₂O。

3.环保陶瓷材料的制备方法，其步骤包括：

（e）用原子灰将产品因部分气泡未排完而造成的气孔补平，并将坯体表面颗粒或模线修整光滑后自然干燥16-48小时；

（f）在产品上喷漆或贴花纸，然后在绘画部位绘画；

（g）产品检验后包装。

4.根据权利要求1所示所述环保陶瓷材料的制备方法，其特征在于，步骤f中首先准备排风设备抽风机、喷枪、转盘及调制好的油漆，并将油漆倒入合适型号的喷枪内，调节好气压即按照样品的要求完成喷漆工作。