CN105130387A

CN105130387A - 一种耐干烧陶瓷及其制备方法

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Publication number: CN105130387A
Application number: CN201510506826.XA
Authority: CN
Inventors: 邱泳敏; 邱东烽
Original assignee: Qiu Peihuang
Current assignee: Qiu Peihuang
Priority date: 2015-08-18
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2015-12-09

Abstract

本发明涉及一种耐干烧陶瓷及其制备方法。所述耐干烧陶瓷由以下配方烧制而成，所述配方按照质量百分比计，如下：锂辉石25%~35%；锂长石：0~10%；石英10%~20%；膨润土：8%~12%；高岭土：30~40%；镁粘土或滑石：8%~15%；所述耐干烧陶瓷的烧制温度为：1150~1200℃。本发明在降低陶瓷烧成温度和时间的同时，提高了陶瓷产品的质量，本发明陶瓷产品的干烧耐热温度先比于现有技术中相同烧制条件下的陶瓷产品的干烧耐热温度，大大提升。本发明制备方法结合配方，操作简单，适合工业化生产。

Description

一种耐干烧陶瓷及其制备方法

技术领域

本发明属于陶瓷领域，具体涉及一种耐干烧陶瓷及其制备方法。

背景技术

耐干烧陶瓷是指陶瓷器皿在一定的温度内空载干烧，陶瓷材料不出现炸裂现象。

陶瓷制品生产成本中，燃料费用占的比例非常高，调查显示，全世界范围内，各国陶瓷行业的总能耗中达到40%以上。目前，全世界的建筑卫生陶瓷工业的发展一直受到高能耗的制约。由于近20年来油、电、燃气及煤炭的价格持续上涨，也遏制着陶瓷业的发展速度。国内许多陶瓷企业由于能耗成本居高不下，导致产品价格上扬，降低了市场竞争力。从工业生产的角度看，降低燃料费用，对于陶瓷企业降低生产成本，具有重要意义。而降低燃料费用，主要是从降低烧制温度以及烧制时间入手。

然而，对于现有的陶瓷制品，在降低烧制温度的同时，产品的质量难易得到保障，对于耐干烧陶瓷来说，现有工业上，存在技术问题为，在低温及较短的时间内烧制的产品，其耐干烧的效果并不理想，在降低生产成本的同时，产品的质量受到严重影响，不适合工业化应用，也不利于行业的发展。此外，现有的耐干烧陶瓷配方中，对于配方中的原材料的选择标准极为苛刻，原材料都必须选择不含或极低含量的钾、钠的原材料，因为这两个元素的存在严重影响了产品的耐热性能。

发明内容

本发明克服上述缺陷，提供一种干烧陶瓷及其制备方法。利用独创的配方，结合该配方设定了制备方法，制备出一种烧制温度低，且耐干烧的陶瓷产品。

本发明技术方案如下。

一种耐干烧陶瓷，所述耐干烧陶瓷由以下配方烧制而成，所述配方按照质量百分比计，如下：

锂辉石25%~35%

锂长石0~10%

石英10%~20%

膨润土8%~12%

高岭土30~40%

镁粘土或滑石8%~15%；

所述耐干烧陶瓷配方中化学成分包括：Al₂O₃、SiO₂、Li₂O₃、MgO、Fe、Na和K，质量含量分别为Al₂O₃：20%~30%、SiO₂：55%~65%、Li₂O₃：3.5%~4%、MgO：3%~5%、Fe：0.3%~0.6%、Na的含量为MgO含量的0.06~0.1倍、K的含量为MgO含量的0.1~0.17倍；上述MgO的含量，在一定范围内消除Na、K对于耐干烧温度的影响；

所述耐干烧陶瓷的烧制温度为：1150~1200℃。

优选地，所述配方还包括腐植酸钠或羧甲基纤维素中的一种以上，其加入量分别占所述配方总质量的0~0.5%。

优选地，所述耐干烧陶瓷由以下配方烧制而成，所述配方按照质量百分比计，如下：

锂辉石30%

锂长石9%

石英13%

膨润土8%

高岭土32%

镁粘土或滑石8%。

一种耐干烧陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

（1）原材料处理：按照上述配方，选择原材料，加入水和磨球，球磨至300-400目，得到研磨后的坯料；

（2）成型：将步骤（1）得到的研磨后的坯料，经过注浆或塑性成型（对于生产不规则形状产品采用注浆方法，对于生产规则产品采用塑性成型的方法），得到坯体，对胚体进行修坯，得到成型后的毛坯；

（3）烧成：将步骤（2）所得的毛坯在温度为1150~1200℃条件下，烧制8~10小时，冷却，得到一种耐干烧陶瓷。

上述方法中，步骤（3）中，所述的1150~1200℃条件下，烧制8~10小时具体步骤为：先在400~500℃条件下烧制2~3小时，后在600~900℃条件下，烧制3~5小时，最后在900~1200℃条件下烧制2~3小时。

上述方法中，所述耐干烧陶瓷的吸水率为0.8~1.2%，干烧耐热温度为400~450℃。

上述方法中，所述耐干烧陶瓷的白度为65%~75%。

上述方法中，步骤（1）中，所述球磨中，满足球：料：水的质量比为3：2~1：1。

本发明中，经过发明人的研究，得出了配方中Mg含量与Na、K之间的关系值，Mg含量的含量直接影响产品制备方法过程中的烧结温度，为了使得陶瓷在1150~1200℃条件下，烧制8~10小时能够得到吸水率在0.8~1.2%的陶瓷产品，Mg的含量值起到决定性作用；此外，影响空载耐干烧的产品的性能的物质，除了产品中Al₂O₃、SiO₂、Li₂O₃三种物质的含量外，Na、K的含量也是一个重要的影响因素，且Na、K的含量多少，制约着Mg这一元素对于降低烧结温度的作用。本发明给出两者的合理范围使得本发明配方结合制备方法可得到一种既耐干烧又同时具备低烧结温度与时间的产品。此外本发明产品相对于现有产品还具有白度高的效果。

与现有技术相比，本发明具有如下优势：

本发明在降低陶瓷烧成温度和时间的同时，提高了陶瓷产品的质量，本发明陶瓷产品的干烧耐热温度先比于现有技术中相同烧制条件下的陶瓷产品的干烧耐热温度，大大提升。本发明制备方法结合配方，操作简单，适合工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步地具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。

实施例1

本实施例所用配方按照质量百分比计，如下：

锂辉石30%

锂长石9%

石英13%

膨润土8%

高岭土32%

镁粘土（镁质粘土）8%；

所述耐干烧陶瓷配方中化学成分及含量约为包括：Al₂O₃：25%、SiO₂：62%、Li₂O₃：4%、MgO：3%、Fe：0.4%、Na：0.3%、K：0.5%；其余物质占4.8%。

（1）原材料处理：按照上述配方，选择原材料共500kg，按照球：料：水的质量比为3：2：1的比例，加入磨球和水，球磨至300目，得到研磨后的坯料；

（2）成型：将步骤（1）得到的研磨后的坯料塑性成锅型，得到锅型坯体，对锅型胚体进行修坯，得到成型后的锅型毛坯；

（3）烧成：将步骤（2）所得的锅型毛坯先在400℃条件下烧制3小时，后在600℃条件下，烧制5小时，最后在1200℃条件下烧制3小时，冷却，得到一种耐干烧陶瓷锅产品。

将所得耐干烧陶瓷锅产品经过测试，其吸水率为1.0%，白度为70%。

将所得耐干烧陶瓷锅产品在空载条件下，干烧至450℃，后加入20℃冷水，未出现炸裂现象，重复此步骤5次以上也未见炸裂现象。

实施例2

本实施例所用配方按照质量百分比计，如下：

锂辉石25%

锂长石10%

石英10%

膨润土12%

高岭土30%

滑石13%；

所述耐干烧陶瓷配方中化学成分及含量约为：Al₂O₃：28%、SiO₂：60%、Li₂O₃：3.5%、MgO：3.5%、Fe：0.3%、Na：0.4%、K：0.6%、其余物质占3.7%。

（1）原材料处理：按照上述配方，选择原材料共500kg，按照球：料：水的质量比为3：2：1的比例，加入磨球和水，球磨至400目，得到研磨后的坯料；

（2）成型：将步骤（1）得到的研磨后的坯料注浆成椭圆形盘，得到椭圆形盘坯体，对椭圆形盘坯体进行修坯，得到成型后的椭圆形盘毛坯；

（3）烧成：将步骤（2）所得的椭圆形盘坯体毛坯先在450℃条件下烧制2.5小时，后在800℃条件下，烧制4小时，最后在1150℃条件下烧制3小时，冷却，得到一种耐干烧陶瓷椭圆形盘产品。

经过测试，该耐干烧陶瓷椭圆形盘产品的吸水率为1%，白度为73%。

将所得耐干烧陶瓷椭圆形盘产品在空载条件下，干烧至450℃，后加入20℃冷水，未出现炸裂现象，重复此步骤5次以上也未见炸裂现象。

实施例3

本实施例所用配方按照质量百分比计，如下：

锂辉石33%

石英15%

膨润土10%

高岭土32%

镁粘土10%；

所述耐干烧陶瓷配方中化学成分及含量约为包括：Al₂O₃：28%、SiO₂：62%、Li₂O₃：3%、MgO：3%、Fe：0.6%、Na：0.3%、K：0.6%，其余物质占2.5%。

（1）原材料处理：按照上述配方，选择原材料共500kg，按照球：料：水的质量比为3：1：1的比例，加入磨球和水，球磨至300目，得到研磨后的坯料；

（3）烧成：将步骤（2）所得的锅型毛坯先在500℃条件下烧制2小时，后在900℃条件下，烧制3小时，最后在1200℃条件下烧制2小时，冷却，得到一种耐干烧陶瓷锅产品。

经过测试，该耐干烧陶瓷锅产品的吸水率为1.1%，白度为65%。

将所得耐干烧陶瓷锅产品在空载条件下，干烧至450℃，后加入20℃冷水，未出现炸裂现象，重复此步骤5次以上也未见炸裂现象。本实施例所得的耐干烧陶瓷锅产品还可作为压力锅内胆使用。

实施例4

本实施例的配方含量与实施例1在实施例的配方基础上多加1g腐植酸钠，其他制备步骤与实施例1相同，所得产品

经过测试，该耐干烧陶瓷的吸水率为0.9%，白度为69%。

将所得产品在空载条件下，干烧至450℃，后加入20℃冷水，未出现炸裂现象，重复此步骤5次以上也未见炸裂现象。

实施例5

本实施例所用配方按照质量百分比计，如下：

锂辉石30%

锂长石1%

石英15%

膨润土10%

高岭土32%

镁粘土12%；

所述耐干烧陶瓷配方中化学成分及含量约为包括：Al₂O₃：27%、SiO₂：60%、Li₂O₃：3%、MgO：5%、Fe：0.4%、Na：0.4%、K：0.7%，其余物质占3.5%。

（1）原材料处理：按照上述配方，选择原材料共500kg，按照球：料：水的质量比为3：2：1的比例，加入磨球和水，研磨至300目，得到研磨后的坯料；

对比实施例1

本对比实施例所用配方以及添加量与实施例1相同，只是将配方中的镁粘土替换为普通粘土，其余烧制步骤与实施例1相同。

经过测试，该耐干烧陶瓷的吸水率为7%，白度为70%。

将所得产品在空载条件下，干烧至150℃时出现炸裂现象。

对比实施例2

本对比实施例所用配方以及添加量与实施例1相同，只是膨润土选用其他厂家生产的产品，经过测试，配方中钠的含量为0.7%，钾的含量为1%，其他制备方法与实施例1相同。

经过测试，所得产品的干烧温度至200℃时，产品出现炸裂现象。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种耐干烧陶瓷，其特征在于，所述耐干烧陶瓷由以下配方烧制而成，所述配方按照质量百分比计，如下：

锂辉石25%~35%

锂长石0~10%

石英10%~20%

膨润土8%~12%

高岭土30~40%

镁粘土或滑石8%~15%；

所述耐干烧陶瓷配方中化学成分包括：Al₂O₃、SiO₂、Li₂O₃、MgO、Fe、Na和K，质量含量分别为Al₂O₃：20%~30%、SiO₂：55%~65%、Li₂O₃：3.5%~4%、MgO：3%~5%、Fe：0.3%~0.6%、Na的含量为MgO含量的0.06~0.1倍、K的含量为MgO含量的0.1~0.17倍；

所述耐干烧陶瓷的烧制温度为：1150~1200℃。

2.根据权利要求1所述耐干烧陶瓷，其特征在于，所述配方还包括腐植酸钠或羧甲基纤维素中的一种以上，其加入量分别占所述配方总质量的0~0.5%。

3.根据权利要求1所述耐干烧陶瓷，其特征在于，所述耐干烧陶瓷由以下配方烧制而成，所述配方按照质量百分比计，如下：

锂辉石30%

锂长石9%

石英13%

膨润土8%

高岭土32%

镁粘土或滑石8%。

4.权利要求1所述的耐干烧陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（2）成型：将步骤（1）得到的研磨后的坯料，经过注浆或塑性成型，得到坯体，对胚体进行修坯，得到成型后的毛坯；

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的1150~1200℃条件下，烧制8~10小时具体步骤为：先在400~500℃条件下烧制2~3小时，后在600~900℃条件下，烧制3~5小时，最后在900~1200℃条件下烧制2~3小时。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述耐干烧陶瓷的吸水率为0.8~1.2%，干烧耐热温度为400~450℃。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述耐干烧陶瓷的白度为65%~75%。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述球磨中，满足球：料：水的质量比为3：2~1：1。