CN105622052A - 一种高吸附性能的微晶竹炭沸石陶器制品及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高吸附性能的微晶竹炭沸石陶器制品及其制备方法，它是用按用料重量份比计的微晶竹炭粉10-30，沸石粉10-50，紫陶泥粉10-20，粘土10-40经混合、炼泥、成型、烧制而成。由于竹炭和沸石具有独特的吸附性能和环境净化功能，将竹炭和沸石组合制成复合陶器材料，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，可以广泛应用在建筑装饰材料、装饰工艺品和环境保护等领域，极大地提高了陶器行业产品的科技含量和经济价值。

Description

一种高吸附性能的微晶竹炭沸石陶器制品及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷制品，具体是一种高吸附性能的微晶竹炭沸石陶器制品及其制备方法。

背景技术

目前在国内外已有许多关于利用竹炭及其他材料组合制成的竹炭陶瓷材料及制品的专利技术。经检索，以“竹炭”and“陶”为关键词搜索国内公开的发明专利，只有极少数专利在专利要求书中对竹炭材料的性能提出具体的工艺要求，其余大多数专利没有说明竹炭原料的技术指标，因此不能充分发挥竹炭的优越性能而影响了竹炭陶器材料的使用效果。

在有关竹炭陶的发明专利中，对竹炭材料提出具体工艺要求的专利有：

发明专利“一种竹炭紫砂珠的制作方法”（公开号CN101311137A）权利要求2是：所述竹炭粉由竹炭在1000-1180℃烧制成。

发明专利“负载磁性金属的表面陶瓷化多孔竹炭吸波材料及其制备方法”（公开号CN101269992）权利要求3是将加工成所需形状和大小的竹片干燥后在扩孔剂中浸泡至少10小时，然后将浸泡后的竹片在120℃烘干；再在800-1000℃的温度，在惰性气体保护气氛下炭化1-3小时，制得竹炭片。

上述两项发明专利的权利要求书中仅仅要求原料竹炭的烧制温度分别是“1000℃~1180℃”和“800~1000℃”。在这种温度下烧制出来的竹炭改变不了微晶体的排列，不能形成结晶化竹炭。以这种竹炭材料和其它原料制成的陶器产品，竹炭的功能不能充分发挥，抗折强度低，对甲醛、苯酚、二氧化硫等有害物质的吸附率低。

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微晶竹炭沸石陶瓷制品及其制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：

一种高吸附性能的微晶竹炭沸石陶瓷制品，是用下述原料及用料重量份比经混合、炼泥、成型、烧制而成：

微晶竹炭粉 10-30

沸石粉 10-50

紫陶泥粉 10-20

粘土 10-40。

所述微晶竹炭粉是以竹材经400-450℃炭化，再经850℃活化，最后用1200-1300℃结晶化三个步骤烧制而成，经粉碎制成的微晶竹炭粉，平均粒径为30-100µm。

所述沸石粉中的沸石是一种具有规整的微孔结构和巨大的内表面积的结晶硅铝酸盐类矿物。沸石粉的平均粒径为30-100µm，其性能特征为：NH₄ ⁺ 吸附量92～130 mg/100g；二维孔径4.1～6.2Å，2.7～5.7Å。

所述紫陶泥粉的平均粒径为10-50µm。

所述粘土为高岭土、膨润土、凹凸棒土、普通粘土中任意一种或两种以上的混用。

一种高吸附性能的微晶竹炭沸石陶瓷制品的制备方法，包括如下步骤：

（1）按用料重量份配比称取微晶竹炭粉、沸石粉、紫陶泥粉和粘土；

（2）将上述各原料按比例搅拌混合，研磨成泥料；

（3）将步骤（2）的混合物放入造粒机造粒，或置于真空炼泥机中炼泥，放置24小时自然陈腐后按需要造型，得到成型坯料；

（4）将成型坯料自然风干，或置于烘箱设定80~100℃温度烘干；

（5）将干燥的坯料置于窑炉中，在还原气氛缓慢升温至800~1000℃煅烧，保温30~50分钟。

（6）将上述煅烧物自然冷却至室温，制得微晶竹炭沸石陶瓷制品。

本发明的优点是：由于竹炭和沸石具有独特的吸附性能和环境净化功能，将竹炭和沸石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，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，可以广泛应用在建筑装饰材料、装饰工艺品、环境保护等领域，极大地提高了陶瓷行业产品的科技含量和经济价值。

附图说明

图1为竹炭沸石陶粒的工艺流程图；

图2为竹炭沸石成型蜂窝陶器的工艺流程图；

图3为竹炭沸石平板工艺陶器的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

参照图1，本发明高吸附性能的微晶竹炭沸石陶粒的制备方法，是：

（1）制备微晶竹炭粉：以竹材经400-450℃炭化，再经850℃活化，最后用1200℃结晶化三个步骤烧制而成，经粉碎制成的微晶竹炭粉，平均粒径为30µm，备用；

（2）按用料重量份配比称取微晶竹炭粉10、沸石粉45、紫陶泥粉10和粘土35；其中：沸石粉平均粒径为30μm，紫陶泥粉平均粒径为10μm，

（3）将上述各原料按比例搅拌混合，研磨成泥料；

（4）将步骤（2）的混合物放入造粒机造粒；

（5）自然风干，或置于烘箱设定80~100℃温度烘干；

（6）将干燥的坯料置于窑炉中，在还原气氛缓慢升温至800~1000℃煅烧，保温30~50分钟。

（7）将上述煅烧物自然冷却至室温，制得微晶竹炭沸石陶粒。

实施例2：

参照图2，本发明高吸附性能的微晶竹炭沸石蜂窝陶器的制备方法，是：

（1）制备微晶竹炭粉：以竹材经400-450℃炭化，再经850℃活化，最后用1200℃结晶化三个步骤烧制而成，经粉碎制成的微晶竹炭粉，平均粒径为70µm，备用；

（2）按用料重量份配比称取微晶竹炭粉20、沸石粉35、紫陶泥粉10和粘土35；其中：沸石粉平均粒径为70μm，紫陶泥粉平均粒径为30μm，

（3）将上述各原料按比例搅拌混合，研磨成泥料；

（4）将步骤（2）的混合物置于真空炼泥机中炼泥，放置24小时自然陈腐后发泡，再按需要造型，得到成型坯料；

（4）将成型坯料自然风干，或置于烘箱设定80~100℃温度烘干；

（5）将干燥的坯料置于窑炉中，在还原气氛缓慢升温至800~1000℃煅烧，保温30~50分钟。

（6）将上述煅烧物自然冷却至室温，制得微晶竹炭沸石蜂窝陶器。

实施例3：

参照图3，本发明高吸附性能的微晶竹炭沸石平板陶器的制备方法，是：

（1）制备微晶竹炭粉：以竹材经400-450℃炭化，再经850℃活化，最后用1200℃结晶化三个步骤烧制而成，经粉碎制成的微晶竹炭粉，平均粒径为100µm，备用；

（2）按用料重量份配比称取微晶竹炭粉30、沸石粉25、紫陶泥粉10和粘土35；其中：沸石粉平均粒径为100μm，紫陶泥粉平均粒径为50μm；

（3）将上述各原料按比例搅拌混合，研磨成泥料；

（4）将步骤（2）的混合物置于真空炼泥机中炼泥，放置24小时自然陈腐后按需要造型，得到成型坯料；

（4）将成型坯料自然风干，或置于烘箱设定80~100℃温度烘干；

（5）将干燥的坯料置于窑炉中，在还原气氛缓慢升温至800~1000℃煅烧，保温30~50分钟。

（6）将上述煅烧物自然冷却至室温，制得微晶竹炭沸石平板陶器。

本发明通过不同的原料配比和烧制工艺制成的陶瓷制品经测试，具有烧成收缩率低，抗折强度大，竹炭沸石陶器的抗折强度达到30MPa以上；制得的竹炭沸石陶器具有较大的比表面积以及以中孔为主的孔隙结构，对甲醛、苯酚、二氧化硫、TVOC以及其他有害物质的吸附率强，当原料中竹炭的含量为5%时，竹炭沸石陶器的吸水率在5%以下；当原料中竹炭的含量为30%时，竹炭沸石陶器的吸水率在40%以上。其重要特征是结晶化竹炭微粒镶嵌在陶土基体中，保留了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。

另外，竹炭沸石陶瓷材料具有高红外发射率、倍频吸收、分子基团振动、转动及晶格振动特性。竹炭沸石陶器的远红外发射率均高于单纯的陶土、沸石和竹炭。

Claims (6)

1.一种高吸附性能的微晶竹炭沸石陶器制品，其特征是：是用下述原料及用料重量份比经混合、炼泥、成型、烧制而成：

微晶竹炭粉 10-30

沸石粉 10-50

紫陶泥粉 10-20

粘土 10-40。

2.根据权利要求1所述的微晶竹炭沸石陶器制品，其特征是：所述微晶竹炭粉是以竹材经400-450℃炭化，再经850℃活化，最后用1200-1300℃结晶化三个步骤烧制而成，经粉碎制成的微晶竹炭粉，平均粒径为30-100µm。

3.根据权利要求1所述的微晶竹炭沸石陶器制品，其特征是：所述沸石粉的平均粒径为30-100µm，其性能特征为：NH₄ ⁺ 吸附量92～130 mg/100g；二维孔径4.1～6.2Å，2.7～5.7Å。

4.根据权利要求1所述的微晶竹炭沸石陶器制品，其特征是：所述紫陶泥粉的平均粒径为10-50µm。

5.根据权利要求1所述的微晶竹炭沸石陶器制品，其特征是：所述粘土为高岭土、膨润土、凹凸棒土、普通粘土中任意一种或两种以上的混用。

6.一种高吸附性能的微晶竹炭沸石陶器制品的制备方法，其特征是：包括如下步骤：

（1）按用料重量份配比称取微晶竹炭粉、沸石粉、紫陶泥粉和粘土；

（2）将上述各原料按比例搅拌混合，研磨成泥料；

（3）将步骤（2）的混合物放入造粒机造粒，或置于真空炼泥机中炼泥，放置24小时自然陈腐后按需要造型，得到成型坯料；

（4）将成型坯料自然风干，或置于烘箱设定80~100℃温度烘干；

（5）将干燥的坯料置于窑炉中，在还原气氛缓慢升温至800~1000℃煅烧，保温30~50分钟;

（6）将上述煅烧物自然冷却至室温，制得微晶竹炭沸石陶瓷制品。