CN104973850A - 一种低吸水率高耐水陶瓷器皿及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低吸水率高耐水陶瓷器皿及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：燧石17-29、蒙脱土22-34、天然岩片14-23、黄锈石12-19、黄砂15-25、伊利石10-15、松香甘油酯 4-6、疏水性气相二氧化硅5-10、油酸镁2-4、聚乙烯醇缩丁醛5-8、硬脂酸丁酯3-5、山嵛酸酰胺2-3、氢氧化钙5-10、纳米抗菌粉4.5-6.5。本发明制得的陶瓷器皿机械性能好，吸水率低，耐水性优异，防潮防霉，大大拓宽了其应用范围。

Description

一种低吸水率高耐水陶瓷器皿及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种低吸水率高耐水陶瓷器皿及其制备方法，属于陶瓷材料领域。
背景技术
陶瓷是陶器和瓷器的总称，以天然粘土以及各种天然矿物为主要原料经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料的各种制品。中国是世界上最早应用陶瓷的国家之一，陶瓷因其质地坚硬、细密、严禁、耐高温、釉色丰富等特点，广泛应用于食器、装饰、科学等领域。其中陶瓷器皿作为日用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器皿的材料，如不锈钢、塑料等，与这些材料制成的器皿相比，传统陶瓷器皿还存在着吸水率高，耐水性差的缺点，限制了其使用范围，另外目前市场上的陶瓷器皿还存在抗菌抑菌性能差的缺点，容易滋生大量细菌。因此，急需开发一种全新的陶瓷器皿，以提高陶瓷器皿的性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种低吸水率高耐水陶瓷器皿及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种低吸水率高耐水陶瓷器皿，由以下重量份的原料制成：燧石17-29、蒙脱土22-34、天然岩片14-23、黄锈石12-19、黄砂15-25、伊利石10-15、松香甘油酯4-6、疏水性气相二氧化硅5-10、油酸镁2-4、聚乙烯醇缩丁醛5-8、硬脂酸丁酯3-5、山嵛酸酰胺2-3、氢氧化钙5-10、纳米抗菌粉4.5-6.5；
所述纳米抗菌粉的制备方法如下：(1)取以下重量份的原料：竹炭粉5-10、沸石分子筛4-8、钛酸四丁酯15-20、无水乙醇60-80、蒸馏水3-5、冰醋酸10-15、硝酸银8-12、硝酸锌5-10；(2)将钛酸四丁酯与占醇总量50-60％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15-20min，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,滴加完后加入竹炭粉和沸石分子筛，超声搅拌0.5-1h,再在室温下静置24-48h，将得到的凝胶在65-75℃下干燥12-18h，研磨成粉末；(5)将上述所制得的粉末放入马弗炉中,在480-560℃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。
一种低吸水率高耐水陶瓷器皿的制备方法，包括以下步骤：
(1)取燧石、黄锈石、伊利石混合均匀，粉碎，过70-90目筛，加水制成45-55％的浆液，在500-1000r/min的转速下湿法球磨2-3h，喷雾干燥，770-830℃煅烧25-35min，继续升温至1240-1300℃，煅烧1-1.5h后取出并水淬，烘干，粉碎，过80-120目筛，待用；
(2)取蒙脱土、天然岩片、黄砂混合均匀，粉碎，过60-80目筛，加适量的水打浆制成浓度为40-50％的浆液，然后用15％盐酸溶液调节浆液PH至6-7，微波处理30-40min，再用10％氢氧化钠溶液调节浆液PH至7-8，超声波处理20-30min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，待用；
(3)将上述步骤(1)与步骤(2)制得的粉料以及剩余原料加入混料机中搅拌混合4-6min，然后加入混合料重量3-6％的固含量为30％的水玻璃混合25-35min，静置14-18h；
(4)将步骤(3)制得的粉料送到成型机在80-85MPa下压制成型，然后将压制好的砖坯送至干燥窑中干燥至含水量低于3％；
(5)对步骤(4)得到的干坯进行进行浸釉，然后进行气氛烧结处理：先在真空状态下以8-12℃/min的速率升温至1050-1150℃，保温1.5-2.5h，再在2-3MPa的N2气氛下以5-8℃/min的速率降温至680-740℃，保温0.5-1h，再在3-5MPa的Ar气氛下以3-6℃/min的速率升温至1220-1280℃，保温2-3h，最后在真空状态下以6-9℃/min的速率降温至590-650℃，保温0.5-1h，随炉冷却至常温，包装即得成品。
上述纳米抗菌粉末是以竹炭粉、沸石分子筛为载体,以Ag+、Zn2+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，同时具有除臭、保鲜、吸附重金属离子等作用，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：
本发明通过添加天然岩片和疏水性气相二氧化硅，降低陶瓷器皿的吸水率，提高陶瓷器皿的耐水性，添加松香甘油酯、油酸镁、硬脂酸丁酯、山嵛酸酰胺等，使得陶瓷器皿具有良好的疏水性，提高防潮防霉防腐性能，本发明制得的陶瓷器皿机械性能好，吸水率低，耐水性优异，防潮防霉，大大拓宽了其应用范围。
具体实施方式
一种低吸水率高耐水陶瓷器皿，由以下重量(kg)的原料制成：燧石23、蒙脱土26、天然岩片17、黄锈石14、黄砂28、伊利石12、松香甘油酯5、疏水性气相二氧化硅8、油酸镁3、聚乙烯醇缩丁醛7、硬脂酸丁酯4、山嵛酸酰胺2.5、氢氧化钙6、纳米抗菌粉5.5；
所述纳米抗菌粉的制备方法如下：(1)取以下重量(kg)的原料：竹炭粉8、沸石分子筛6、钛酸四丁酯17、无水乙醇68、蒸馏水4、冰醋酸13、硝酸银10、硝酸锌7；(2)将钛酸四丁酯与占醇总量55％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15min，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,滴加完后加入竹炭粉和沸石分子筛，超声搅拌40min,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540℃下热处理1,随炉冷却至常温,粉碎，过筛即得所需的纳米抗菌粉。
一种低吸水率高耐水陶瓷器皿的制备方法，包括以下步骤：
(1)取燧石、黄锈石、伊利石混合均匀，粉碎，过80目筛，加水制成50％的浆液，在800r/min的转速下湿法球磨2.5h，喷雾干燥，790℃煅烧30min，继续升温至1280℃，煅烧1h后取出并水淬，烘干，粉碎，过100目筛，待用；
(2)取蒙脱土、天然岩片、黄砂混合均匀，粉碎，过70目筛，加适量的水打浆制成浓度为45％的浆液，然后用15％盐酸溶液调节浆液PH至6.5，微波处理35min，再用10％氢氧化钠溶液调节浆液PH至7.5，超声波处理25min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，待用；
(3)将上述步骤(1)与步骤(2)制得的粉料以及剩余原料加入混料机中搅拌混合5min，然后加入混合料重量4％的固含量为30％的水玻璃混合30min，静置16h；
(4)将步骤(3)制得的粉料送到成型机在82MPa下压制成型，然后将压制好的砖坯送至干燥窑中干燥至含水量低于3％；
(5)对步骤(4)得到的干坯进行进行浸釉，然后进行气氛烧结处理：先在真空状态下以10℃/min的速率升温至1120℃，保温2h，再在3MPa的N2气氛下以7℃/min的速率降温至705℃，保温0.5h，再在4MPa的Ar气氛下以5℃/min的速率升温至1240℃，保温2.5h，最后在真空状态下以7℃/min的速率降温至620℃，保温0.5h，随炉冷却至常温，包装即得成品。
上述实施例所生产的陶瓷器皿主要性能如下表所示：
项目 单位 检测结果
破坏强度 N 2067
断裂模数 MPa 36
吸水率 ％ 0.23
杀菌率 ％ 98.7

Claims (2)

1.一种低吸水率高耐水陶瓷器皿，其特征在于，由以下重量份的原料制成：燧石 17-29、蒙脱土 22-34、天然岩片 14-23、黄锈石 12-19、黄砂 15-25、伊利石10-15、松香甘油酯 4-6、疏水性气相二氧化硅5-10、油酸镁2-4、聚乙烯醇缩丁醛5-8、硬脂酸丁酯3-5、山嵛酸酰胺2-3、氢氧化钙5-10、纳米抗菌粉4.5-6.5；
所述纳米抗菌粉的制备方法如下：（1）取以下重量份的原料：竹炭粉5-10、沸石分子筛 4-8、钛酸四丁酯15-20、无水乙醇 60-80、蒸馏水3-5、冰醋酸10-15、硝酸银 8-12、硝酸锌 5-10；（2）将钛酸四丁酯与占醇总量50-60%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15-20min，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, 滴加完后加入竹炭粉和沸石分子筛，超声搅拌0.5-1h, 再在室温下静置24-48h，将得到的凝胶在65-75℃下干燥12-18h，研磨成粉末；（5）将上述所制得的粉末放入马弗炉中, 在480-560℃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所述的低吸水率高耐水陶瓷器皿的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）取燧石、黄锈石、伊利石混合均匀，粉碎，过70-90目筛，加水制成45-55%的浆液，在500-1000r/min的转速下湿法球磨2-3h，喷雾干燥，770-830℃煅烧25-35min，继续升温至1240-1300℃，煅烧1-1.5h后取出并水淬，烘干，粉碎，过80-120目筛，待用；（2）取蒙脱土、天然岩片、黄砂混合均匀，粉碎，过60-80目筛，加适量的水打浆制成浓度为40-50%的浆液，然后用15%盐酸溶液调节浆液PH至6-7，微波处理30-40min，再用10%氢氧化钠溶液调节浆液PH至7-8，超声波处理20-30min，过滤，滤渣用蒸馏水洗涤至中性，烘干，待用；
（3）将上述步骤（1）与步骤（2）制得的粉料以及剩余原料加入混料机中搅拌混合4-6min，然后加入混合料重量3-6%的固含量为30%的水玻璃混合25-35min，静置14-18h；
（4）将步骤（3）制得的粉料送到成型机在80-85MPa下压制成型，然后将压制好的砖坯送至干燥窑中干燥至含水量低于3%；
（5）对步骤（4）得到的干坯进行进行浸釉，然后进行气氛烧结处理：先在真空状态下以8-12℃/min的速率升温至1050-1150℃，保温1.5-2.5h，再在2-3MPa的N2气氛下以5-8℃/min的速率降温至680-740℃，保温0.5-1h，再在3-5MPa的Ar气氛下以3-6℃/min的速率升温至1220-1280℃，保温2-3h，最后在真空状态下以6-9℃/min的速率降温至590-650℃，保温0.5-1h，随炉冷却至常温，包装即得成品。
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