CN104926294A - 一种沙漠砂陶瓷碗及其制备方法 - Google Patents

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舒小山
章建武
宫平
汤兴友
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Abstract

本发明公开了一种沙漠砂陶瓷碗及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：沙漠砂34-46、硅藻土22-32、石榴石18-27、黄土13-21、紫砂泥10-15、海浮石22-34、山楂核粉5-10、氮化硼8-14、聚丙烯酰胺8-12、阿拉伯胶5-10、六偏磷酸钠4-8、正硅酸乙酯3-6、纳米抗菌粉10-12。本发明采用沙漠砂代替石英砂用来制备陶瓷碗，不仅可以降低生产成本，同时与硅藻土、石榴石、黄土、紫砂泥、海浮石等原料复合使用还可以提高陶瓷的综合性能，添加的山楂核粉和氮化硼，可以改善陶瓷砖的热稳定性和化学稳定性。本发明陶瓷碗综合性能优异，具有强度高，高温稳定性好，耐化学腐蚀性好等特性，经久耐用，市场前景大。

Description

一种沙漠砂陶瓷碗及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种沙漠砂陶瓷碗及其制备方法，属于陶瓷材料领域。
背景技术
碗作为生活的重要组成部分与人们的日常生活密切相关,是饮食活动中不可缺少的最为重要的用具,尤其是在中国使用极为广泛，是中国饮食器具中的必需品。我国自古就有用瓷土、石英砂等原料烧制精细的陶瓷碗，作为饮食器皿并因其实用性和审美性沿用至今。时至今日，由于科学技术的进步，已出现了许多可以代替瓷碗的材料，如不锈钢、塑料等，与这些材料制成的碗相比，传统陶瓷碗存在着综合性能差的缺点，遇到了较大的挑战，另外目前市场上的陶瓷碗还存在抗菌抑菌性能差的缺点，容易滋生大量细菌，不利于饮食健康与安全。因此，急需开发一种全新的陶瓷碗，以提高陶瓷碗的性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种综合性能优异的沙漠砂陶瓷碗及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种沙漠砂陶瓷碗，由以下重量份的原料制成：沙漠砂34-46、硅藻土22-32、石榴石18-27、黄土13-21、紫砂泥10-15、海浮石22-34、山楂核粉5-10、氮化硼8-14、聚丙烯酰胺8-12、阿拉伯胶5-10、六偏磷酸钠4-8、正硅酸乙酯3-6、纳米抗菌粉10-12；
所述纳米抗菌粉的制备方法如下：(1)取以下重量份的原料：玉石粉4-8、贝壳粉3-6、钛酸四丁酯10-15、无水乙醇50-60、蒸馏水2-3、冰醋酸8-12、硝酸银4-6、硝酸铜3-5；(2)将钛酸四丁酯与占醇总量55-65％的无水乙醇混合,磁力搅拌20-30min,得混合液A；(3)将蒸馏水、冰醋酸以及剩余的无水乙醇混合,磁力搅拌15-25min，得混合液B；(4)在磁力搅拌下,将混合液B逐滴加入到混合液A中,滴加完后加入玉石粉和贝壳粉，超声搅拌0.5-1h,再在室温下静置24-48h，将得到的凝胶在70-80℃下干燥10-15h，研磨成粉末；(5)将上述所制得的粉末放入马弗炉中,在450-550℃下热处理1-2h,随炉冷却至常温,粉碎，过筛即得所需的纳米抗菌粉。
一种沙漠砂陶瓷碗的制备方法，包括以下步骤：
(1)取沙漠砂、硅藻土、石榴石、黄土、紫砂泥、海浮石混合均匀，粉碎，过150-200目筛后浸泡于8-10倍量的10％过氧化氢水溶液中，浸泡1.5-2h，再用胶体磨在2000-3000r/min的转速下研磨5-10min，将研磨后的浆液在低于-15℃的温度下静置0.5-1h，再置于常温下超声波处理0.5-1h，过滤，洗涤干净，烘干，待用；
(2)取山楂核粉、氮化硼与步骤(1)制得的粉体混合均匀，加适量的水打浆制成浓度为50-55％的浆液，紫外光照射1.5-2h，再加入余下原料，水浴加热至60-70℃，在1500-2000r/min的转速下研磨8-12min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为30-35MPa；
(3)将步骤(2)制得的生坯在55-65℃的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于3％；
(4)将上述得到的干坯置于热等静压烧结炉内进行处理，以氮气作为加压介质，加压120-140MPa,升温至1200-1250℃,保温1-2h,随炉冷却至常温；
(5)对上述热等静压烧结后的干坯进行彩绘，再进行上釉，然后进行气氛压力烧结处理：首先在真空状态下升温至710-770℃，保温0.5-1h，再在3-4MPa的N2气氛下升温至1050-1100℃，保温1-2h，然后在2-3MPa的H2气氛下降温至620-660℃，保温0.5-1h,再在1-2MPa的Ar气氛下升温至1230-1270℃,保温1.5-2.5h，随炉冷却常温，包装即得成品。
上述纳米抗菌粉末是以玉石粉、贝壳粉为载体,以Ag+、Cu2+为掺杂粒子制备得到的改性纳米TiO2粉体，安全环保，无毒、无味、无刺激性，不仅具有优异的广谱抗菌性能，对包括细菌、真菌、支原体在内的多种病原体都有很好的抑制或杀灭作用，杀菌率达到98％以上，还具有良好的抗紫外线老化性和耐热性，在高温以及强紫外线下不分解、不挥发、不变色、不变质。
本发明的有益效果：
本发明采用沙漠砂代替石英砂用来制备陶瓷碗，不仅可以降低生产成本，同时与硅藻土、石榴石、黄土、紫砂泥、海浮石等原料复合使用还可以提高陶瓷的综合性能，添加的山楂核粉和氮化硼，可以改善陶瓷砖的热稳定性和化学稳定性。本发明陶瓷碗综合性能优异，具有强度高，高温稳定性好，耐化学腐蚀性好等特性，经久耐用，市场前景大。
具体实施方式
一种沙漠砂陶瓷碗，由以下重量(kg)的原料制成：沙漠砂42、硅藻土28、石榴石23、黄土17、紫砂泥12、海浮石28、山楂核粉7、氮化硼12、聚丙烯酰胺10、阿拉伯胶8、六偏磷酸钠6、正硅酸乙酯4、纳米抗菌粉11；
所述纳米抗菌粉的制备方法如下：(1)取以下重量(kg)的原料：玉石粉6、贝壳粉4、钛酸四丁酯12、无水乙醇55、蒸馏水2.5、冰醋酸10、硝酸银5、硝酸铜4；(2)将钛酸四丁酯与占醇总量60％的无水乙醇混合,磁力搅拌25min,得混合液A；(3)将蒸馏水、冰醋酸以及剩余的无水乙醇混合,磁力搅拌20min，得混合液B；(4)在磁力搅拌下,将混合液B逐滴加入到混合液A中,滴加完后加入玉石粉和贝壳粉，超声搅拌0.5h,再在室温下静置36h，将得到的凝胶在70℃下干燥15h，研磨成粉末；(5)将上述所制得的粉末放入马弗炉中,在550℃下热处理1h,随炉冷却至常温,粉碎，过筛即得所需的纳米抗菌粉。
一种沙漠砂陶瓷碗的制备方法，包括以下步骤：
(1)取沙漠砂、硅藻土、石榴石、黄土、紫砂泥、海浮石混合均匀，粉碎，过200目筛后浸泡于9倍量的10％过氧化氢水溶液中，浸泡1.5h，再用胶体磨在2500r/min的转速下研磨8min，将研磨后的浆液在低于-15℃的温度下静置0.5h，再置于常温下超声波处理1h，过滤，洗涤干净，烘干，待用；
(2)取山楂核粉、氮化硼与步骤(1)制得的粉体混合均匀，加适量的水打浆制成浓度为53％的浆液，紫外光照射1.5h，再加入余下原料，水浴加热至70℃，在1800r/min的转速下研磨10min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为33MPa；
(3)将步骤(2)制得的生坯在60℃的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于3％；
(4)将上述得到的干坯置于热等静压烧结炉内进行处理，以氮气作为加压介质，加压130MPa,升温至1230℃,保温1.5h,随炉冷却至常温；
(5)对上述热等静压烧结后的干坯进行彩绘，再进行上釉，然后进行气氛压力烧结处理：首先在真空状态下升温至745℃，保温0.5h，再在3MPa的N2气氛下升温至1080℃，保温1.5h，然后在2.5MPa的H2气氛下降温至650℃，保温0.5h,再在1.5MPa的Ar气氛下升温至1250℃,保温2h，随炉冷却常温，包装即得成品。
上述实施例所生产的陶瓷碗主要性能如下表所示：
项目 单位 检测结果
破坏强度 N 2214
断裂模数 MPa 40
杀菌率 ％ 98.8

Claims (2)

1.一种沙漠砂陶瓷碗，其特征在于，由以下重量份的原料制成：沙漠砂34-46、硅藻土 22-32、石榴石 18-27、黄土 13-21、紫砂泥 10-15、海浮石 22-34、山楂核粉 5-10、氮化硼 8-14、聚丙烯酰胺8-12、阿拉伯胶5-10、六偏磷酸钠4-8、正硅酸乙酯3-6、纳米抗菌粉10-12；
所述纳米抗菌粉的制备方法如下：（1）取以下重量份的原料：玉石粉4-8、贝壳粉 3-6、钛酸四丁酯10-15、无水乙醇 50-60、蒸馏水2-3、冰醋酸 8-12、硝酸银 4-6、硝酸铜 3-5；（2）将钛酸四丁酯与占醇总量55-65%的无水乙醇混合,磁力搅拌20-30min,得混合液A；（3）将蒸馏水、冰醋酸以及剩余的无水乙醇混合,磁力搅拌15-25min，得混合液B；（4）在磁力搅拌下, 将混合液B逐滴加入到混合液A中, 滴加完后加入玉石粉和贝壳粉，超声搅拌0.5-1h, 再在室温下静置24-48h，将得到的凝胶在70-80℃下干燥10-15h，研磨成粉末；（5）将上述所制得的粉末放入马弗炉中, 在450-550℃下热处理1-2h, 随炉冷却至常温, 粉碎，过筛即得所需的纳米抗菌粉。
2.一种如权利要求1所述的沙漠砂陶瓷碗的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）取沙漠砂、硅藻土、石榴石、黄土、紫砂泥、海浮石混合均匀，粉碎，过150-200目筛后浸泡于8-10倍量的10%过氧化氢水溶液中，浸泡1.5-2h，再用胶体磨在2000-3000r/min的转速下研磨5-10min，将研磨后的浆液在低于-15℃的温度下静置0.5-1h，再置于常温下超声波处理0.5-1h，过滤，洗涤干净，烘干，待用；
（2）取山楂核粉、氮化硼与步骤（1）制得的粉体混合均匀，加适量的水打浆制成浓度为50-55%的浆液，紫外光照射1.5-2h，再加入余下原料，水浴加热至60-70℃，在1500-2000r/min的转速下研磨8-12min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为30-35MPa；
（3）将步骤（2）制得的生坯在55-65℃的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于3%；
（4）将上述得到的干坯置于热等静压烧结炉内进行处理，以氮气作为加压介质，加压 120-140MPa,升温至1200-1250℃,保温1-2h,随炉冷却至常温；
（5）对上述热等静压烧结后的干坯进行彩绘，再进行上釉，然后进行气氛压力烧结处理：首先在真空状态下升温至710-770℃，保温0.5-1h，再在3-4MPa的N2气氛下升温至1050-1100℃，保温1-2h，然后在2-3MPa的H2气氛下降温至620-660℃，保温0.5-1h,再在1-2MPa的Ar气氛下升温至1230-1270℃,保温1.5-2.5h，随炉冷却常温，包装即得成品。
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