CN103496945B - 一种高吸附性能的电气石竹炭陶瓷及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高吸附性能的电气石竹炭陶瓷，其特征是：它是以高温微晶竹炭粉、电气石晶体微粒为主要原料，粘土为辅料，经混合、成型、干燥和煅烧工艺制得，各组份的重量百分比为：竹炭粉10%～80%，电气石晶体微粒10～80%，粘土10～80%。本发明制得的电气石竹炭陶瓷具有高红外发射率的本质在于复合材料具有倍频吸收、分子基团振动、转动及晶格振动特性。电气石竹炭陶瓷的远红外发射率均高于单纯的陶土、电气石和竹炭。具有较大的比表面积以及以中孔为主的孔隙结构，能有效地吸附甲醛、苯等有害气体。

Description

一种高吸附性能的电气石竹炭陶瓷及制备方法

技术领域

本发明涉及一种以电气石晶体微粒及高温微晶竹炭粉为主要组分的复合陶瓷材料及其制品，具体是一种高吸附性能的电气石竹炭陶瓷及制备方法。

背景技术

电气石是以含硼为特征的铝、铁、钠、镁、锂的环状结构硅酸盐矿物，呈黑色或灰黑色，粗针状、束状或放射状结构。电气石具有特殊的热电性和压电性，有很高的远红外辐射和负离子释放能力，并含有多种对人体健康有益的微量元素，广泛应用在饮用水活性化、空气净化、污水处理、陶瓷、建材、日用化工、电子、纺织、保健用品、美容化妆品等领域。

竹炭具有丰富的蜂窝状微孔结构，这种微孔结构使竹炭具有庞大的比表面积，呈现异常优异的吸附能力，有吸附、过滤、抑菌、蓄热、调湿作用。竹炭含有人体需要的钙、钾、钠、镁等矿物质，还有电磁屏蔽、辐射远红外线、产生负离子、增加水质碱性等特殊功效，可用于吸潮除臭、消毒杀菌、改善居住环境。

由于电气石和竹炭具有独特的吸附性能和环境净化功能，将电气石和竹炭组合制成复合陶瓷材料，使它既有一定的机械强度又有良好的吸附性能和环境净化功能，可以广泛应用在炊具、餐具、茶具、食物容器、装饰工艺品和建筑装饰材料等领域，极大地提高了陶瓷行业产品的科技含量和经济价值。

经查询，目前在国内外已经有企业利用竹炭为添加材料制造各种竹炭陶瓷材料，但是在原料配方和制造工艺方面还有一定的局限性，影响了应用的效果。

例如：

发明专利“竹基远红外复合材料及其制造方法”（公开号CN101333106A）,权利要求书提出原料配比为竹炭50~95%；电气石0.5~30%；粘土1~10%；麦饭石0.5~20%；烧制工艺为氮气保护500~2000℃，1~5小时。

发明专利“竹炭-电气石远红外复合材料及其制造方法”（公开号CN101486561A），权利要求书提出原料配比为竹炭40~50%；电气石40~60%；烧制工艺为电气石在500~700℃煅烧1~3小时，在真空环境下850~1000℃，1~5小时。

发明专利“一种竹炭符合吸附剂及其制备方法”（公开号CN101632916A），权利要求书提出原料配比为竹炭20-90份；负离子矿物材料1-50份，硅藻土2-25份，粘接剂5-30份；烧制工艺为密封100-1300℃，1-2小时。

发明专利“一种竹炭紫砂珠的制作方法”（公开号CN101311137A），权利要求书提出原料配比为竹炭10~30%；紫砂泥60~80%,原矿土10%；烧制工艺为1000~1180℃。

发明专利“竹炭保健陶瓷砖的制造方法” （公开号CN101696117A），权利要求书提出原料配比为竹炭1份，陶瓷土1~3份；烧制工艺为坯体700~1250℃,冷却后上釉制品700~1250℃。

这些发明专利的权利要求书中公开的原料竹炭的烧制温度都低于1200℃，还没有完全形成石墨化微晶结构，影响了竹炭陶的远红外线辐射率和吸附功能。再有，这些发明专利的权利要求书中指出配方含有的电气石材料都是一次高温烧结完成。如果直接在超过850℃的温度下烧制，将会破坏电气石的晶体结构，造成混合原料中的电气石成分完全消失，致使制成竹炭陶的远红外辐射率及负离子释放数值降低，远不及按照本发明配方及方法制备的具有高吸附性能和环境净化功能的电气石竹炭陶瓷制品。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，而提供一种高吸附性能的电气石竹炭陶瓷及制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：

一种高吸附性能的电气石竹炭陶瓷，是以高温微晶竹炭粉、电气石晶体微粒为主要原料，粘土为辅料，经混合、成型、干燥和煅烧等工艺制得，各组份的重量百分比为：竹炭粉10%～80%，电气石晶体微粒10～80%，粘土10～80%。

所述的高温微晶竹炭粉为由竹炭经1200℃以上高温烧制，改变了微晶体的排列，形成的结晶化竹炭粉。竹炭粉平均粒径为30μm～100μm。

所述的电气石材料为高纯电气石原矿，电气石结晶度≥95%，动态负离子数值≥500ions/cm³、波长4μm～14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm～50μm。

所述的粘土可选自：高岭土、膨润土、漂白土、普通粘土中任意一种或两种以上的混用。

上述高吸附性能的电气石竹炭陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

（1）将竹炭粉、电气石晶体微粒、粘土按比例搅拌混合，研磨成泥料；

（2）将泥料置于真空炼泥机中炼泥两次以上，再放置24小时以上自然陈腐；

（3）将经过自然陈腐的泥料放入成型设备造型，得到成型坯料；

（4）将成型坯料自然风干，或置于烘箱在80～100℃的温度条件下烘干；

（5）将干燥的坯料置于窑炉中，在还原气氛缓慢升温至600～800℃煅烧，保温30～50分钟；

（6）将上述煅烧物自然冷却至室温，制得电气石竹炭陶瓷。

本发明的优点是：

1、本发明电气石竹炭陶瓷可通过不同的原料配比和烧制工艺，制成的竹炭陶瓷具有烧成收缩率低，抗折强度大、对甲醛、苯酚、二氧化硫、TVOC以及其他有害物质的吸附率强，而且可以根据需要制成具备不同吸水率的陶瓷材料。当原料中竹炭的含量为5%时，电气石竹炭陶瓷的吸水率在5%以下；当原料中竹炭的含量为30%时，电气石竹炭陶瓷的吸水率在40%以上。电气石竹炭陶瓷材料的抗折强度达到30MPa以上。

2、本发明获得的电气石竹炭陶瓷以电气石、竹炭粉为主要原料，经混合、成型、干燥和煅烧等工艺制得的电气石竹炭复合陶瓷材料，其重要特征是结晶化竹炭微粒镶嵌在陶土基体中，保留原有竹炭材料以中孔为主的孔隙结构和类石墨化晶体结构。

3、本发明获得的电气石竹炭陶瓷具有高红外发射率的本质在于复合材料具有倍频吸收、分子基团振动、转动及晶格振动特性。电气石竹炭陶瓷的远红外发射率均高于单纯的陶土、电气石和竹炭。

4、本发明获得的电气石竹炭陶瓷具有较大的比表面积以及以中孔为主的孔隙结构，能有效地吸附甲醛、苯等有害气体。

附图说明

图1为本发明电气石竹炭陶瓷的制备方法流程框图。

具体实施方式

实施例1：

按重量百分比配置原料：结晶化竹炭粉5%、电气石晶体微粒55%、粘土40%。本实施方式使用的结晶化竹炭粉经1200℃以上高温烧制，竹炭粉平均粒径为30μm~100μm。使用的电气石粉为高纯电气石原矿晶体，电气石结晶度≥95%，动态负离子数值≥500ions/cm³、波长4μm～14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm~50μm。经混合、成型、干燥，在还原气氛缓慢升温至600~800℃煅烧，制得电气石竹炭陶砂锅、电饭锅内胆。

实施例2：

按重量百分比配置原料：结晶化竹炭粉10%、电气石晶体微粒50%、粘土40%。本实施方式使用的结晶化竹炭粉经1200℃以上高温烧制，竹炭粉平均粒径为30μm~100μm。使用的电气石粉为高纯电气石原矿晶体，电气石结晶度≥95%，动态负离子数值≥500ions/cm³、波长4μm～14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm~50μm。经混合、成型、干燥，在还原气氛缓慢升温至600~800℃煅烧，制得电气石竹炭陶茶具、餐具。

实施例3：

按重量百分比配置原料：结晶化竹炭粉25%、电气石晶体微粒35%、粘土40%。本实施方式使用的结晶化竹炭粉经1200℃以上高温烧制，竹炭粉平均粒径为30μm~100μm。使用的电气石粉为高纯电气石原矿晶体，电气石结晶度≥95%，动态负离子数值≥500ions/cm³、波长4μm～14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm~50μm。经混合、成型、干燥，在还原气氛缓慢升温至600~800℃煅烧，制得电气石竹炭陶食物保鲜容器。

实施例4：

按重量百分比配置原料：结晶化竹炭粉40%、电气石晶体微粒20%、粘土40%。本实施方式使用的结晶化竹炭粉经1200℃以上高温烧制，竹炭粉平均粒径为30μm~100μm。使用的电气石粉为高纯电气石原矿晶体，电气石结晶度≥95%，动态负离子数值≥500ions/cm³、波长4μm～14μm的远红外线辐射率≥90%。电气石粉平均粒径为10μm~50μm。经混合、成型、干燥，在还原气氛缓慢升温至600~800℃煅烧，制得电气石竹炭陶装饰工艺品。

Claims (1)

1.一种高吸附性能的电气石竹炭陶瓷，其特征是：它是以高温微晶竹炭粉、电气石晶体微粒为主要原料，粘土为辅料，经混合、成型、干燥和煅烧工艺制得，各组份的重量百分比为：高温微晶竹炭粉10% ～80%，电气石晶体微粒10 ～80%，粘土10 ～80%； 

所述的高温微晶竹炭粉为由竹炭经1200℃以上高温烧制，改变了微晶体的排列，形成的结晶化竹炭粉，粒径为30μm ～100μm；

所述的电气石晶体微粒为高纯电气石原矿，电气石结晶度≥95%，动态负离子数值≥500ions/cm 、波长4μm ～14μm 的远红外线辐射率≥90%，粒径为10μm ～50μm；

通过包括如下步骤的方法制得：

    （1）将高温微晶竹炭粉、电气石晶体微粒、粘土按比例搅拌混合，研磨成泥料；

    （2）将泥料置于真空炼泥机中炼泥两次以上，再放置24 小时以上自然陈腐；

    （3）将经过自然陈腐的泥料放入成型设备造型，得到成型坯料；

    （4）将成型坯料自然风干，或置于烘箱在80 ～100℃的温度条件下烘干；

    （5）将干燥的坯料置于窑炉中，在还原气氛缓慢升温至600～800℃煅烧，保温30～50分钟；

    （6）将上述煅烧物自然冷却至室温，即得。