CN107840650B - 一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,包括坯体和施于坯体上的釉层,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土35~45份、云母粉35~45份、莫来石粉20~25份、水铝英石15~20份、硅酸锆15~18份、硅砂15~20份、硅酸钠10~18份;所述釉层采用如下重量份的原料制成:高岭土15~30份、硅酸钠8~15份、锆英粉5~12份、氧化铝10~15份、氧化硅10~15份、氧化铁0.5~1份、氧化钛0.1~0.5份、羧甲基纤维素5~10份。本发明提供的导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,导热慢、耐磨损、耐蒸煮,在高温或酸性条件下不会溶出对人体有害的有毒物质,完全满足人间日常生活所需各项需求。

Description

一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗及其制造工艺
技术领域
本发明属于日用陶瓷技术领域,具体涉及一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗。
背景技术
陶瓷碗造型优美、手感光滑细腻、色彩清亮明丽且便于清洗,具有经受一定温差的急热骤冷变化不易炸裂的性能,它是热的不良导体,传热缓慢,用来盛装沸水或滚烫的食物,端拿时不太烫手,且经久耐用,耐酸、碱、盐及大气中碳酸气侵蚀,不生锈老化,因此深受人们欢迎。为了便于使用,陶瓷碗还需要具备传热慢、气孔少、吸水率低、无毒无污染的优点,才能更好的满足众的日常所需。
发明内容
基于以上现有技术,本发明的目的在于提供一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,其色泽明亮、手感细腻、导热慢、耐磨损、耐蒸煮,在450~-20℃范围内急冷急热不开裂,在高温或酸性条件下不会溶出对人体有害的有毒物质,完全满足人间日常生活所需各项需求。
为了实现以上目的,本发明采用的技术方案为:一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,包括坯体和施于坯体上的釉层,其特征在于,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土35~ 45份、云母粉35~45份、莫来石粉20~25份、水铝英石15~20份、硅酸锆15~18份、硅砂15~20份、硅酸钠10~18份;所述釉层包括如下重量份的原料:高岭土15~30份、硅酸钠8~15份、锆英粉5~12份、氧化铝10~15份、氧化硅10~15份、氧化铁0.5~1份、氧化钛0.1~0.5份、羧甲基纤维素5~10份。
作为优选,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土40份、云母粉40份、莫来石粉23份、水铝英石17份、硅酸锆16份、硅砂16份、硅酸钠15份;所述釉层采用如下重量份的原料制成:高岭土21份、硅酸钠11份、锆英粉9份、氧化铝12份、氧化硅13份、氧化铁0.7份、氧化钛0.2份、羧甲基纤维素8份。
本发明采用高岭土、云母粉作为坯体制造的主要原料,高岭土是自然界常见的一种粘土矿物,具有良好的可塑性和耐火性,云母粉主要由氧化硅与氧化铝构成,具有良好的弹性、韧性与附着力,二者结合构成陶瓷碗坯体的主要原料;莫来石粉是铝硅酸盐,具备耐高温性能,导热系数很小,热膨胀系数小,从而提高陶瓷碗的热稳定性,减小其导热速率;水铝英石是由氧化硅、氧化铝和水组成的非晶质铝硅酸盐矿物,外观上呈海绵状团聚体,有许多细孔和巨大表面积,是火山灰土壤的主要黏粒矿物,具有良好的耐火性、耐热性与附着力,可提高陶瓷碗的热稳定性,还能提高制备陶瓷碗过程中原料的黏性与可塑性;硅酸锆化学性能稳定,能提升陶瓷碗的耐磨性、韧性、强度;硅砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是二氧化硅,硅砂有较高的耐火性,能提高陶瓷碗的强度与耐磨度;硅酸钠表面积大,粘结力高,硬化后形成二氧化硅网状骨架,与原料中其它耐热原料结合后可整体提高陶瓷碗的耐热性与强度;锆英粉为制成的陶瓷碗增加耐磨性和表面光洁度,且其化学稳定性能,不受陶瓷烧成条件的影响,且能显著改善陶瓷的坯釉结合性能,提高陶瓷釉面硬度还能提高其耐高温性;氧化铝、氧化硅提高釉层的耐磨性与抗水性,氧化铁、氧化钛、羧甲基纤维素加入釉层原料中,可提高配制成的釉水的粘度、强度和保水性。
作为优化,所述釉层原料中还包括3~10份的颜料,颜料与其它釉层原料混合后加水制得不同颜色的釉水,最终制得不同颜色的陶瓷碗,满足不同人群的喜好。
作为另一优化,所述云母粉为白云母粉,白云母粉可更好的提高陶瓷碗的韧性、耐腐蚀性与热稳定性。
本发明还提供一种制造导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗的工艺,包括以下步骤:
(1)、按照所述重量份称取各原料,备用;
(2)、将坯体原料混合后加水研磨至可全部过100~120目筛,其固含量为45~55%,然后在70~85℃、-2~-0.5MPa的条件下进行真空除泡5~20分钟得到泥料,接着在35~75℃的条件下以1~5r/s的速率搅拌3~15分钟,搅拌过程中调节泥料的固含量为65~70%,之后将泥料定型得到粗坯,自然阴干后进行利坯,最后在300~500℃的条件下进行素烧得到素烧陶瓷碗;
(3)、将釉层原料混合后加水研磨至可全部过80~100目筛,其固含量为40~55%,然后在75~85℃、-2~-0.5MPa的条件下进行真空除泡5~20分钟得到釉水,采用釉水对步骤 (2)得到的素烧陶瓷碗进行上釉,最后在1050~1200℃的条件下进行釉烧1~4小时得到导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗。
有益效果
本发明提供的导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,其有益效果如下:
(1)、外观光滑明亮、质地细腻温润、易清洁;
(2)、导热慢,在盛放高温食物时,碗身不会快速发热发烫,避免使用者在端碗的时候烫到手;
(3)、热稳定性好,在450~-20℃范围内急冷急热不开裂,还可耐蒸煮,可用于微波炉加热食物;
(4)、耐磨性好、强度高、吸水率小,且耐腐蚀、耐氧化,碗面釉料不易脱落;
(5)、无毒无污染,在高温及酸性条件下不会溶出重金属等有害物质,长时间使用不会损坏人体健康,不污染环境,破损后还可回收并用于环保陶瓷的制造。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例提供一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,包括坯体和施于坯体上的釉层,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土35~45份、云母粉35~45份、莫来石粉20~25份、水铝英石15~20份、硅酸锆15~18份、硅砂15~20份、硅酸钠10~18份;所述釉层采用如下重量份的原料制成:高岭土15~30份、硅酸钠8~15份、锆英粉5~12份、氧化铝10~15份、氧化硅10~15份、氧化铁0.5~1份、氧化钛0.1~0.5份、羧甲基纤维素5~10份、釉用包裹红颜料3份。
本实施例还提供了一种制造导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗的工艺,包括以下步骤:
(1)、按照重量份称取各原料,备用;
(2)、将坯体原料混合后加水研磨至可全部过100目筛,其固含量为45%,然后在75℃、 -0.5MPa的条件下进行真空除泡20分钟得到泥料,接着在35℃的条件下以1r/s的速率搅拌15分钟,搅拌过程中调节泥料的固含量为65%,之后将泥料定型得到粗坯,自然阴干后进行利坯,最后在300℃的条件下进行素烧得到素烧陶瓷碗;
(3)、将釉层原料混合后加水研磨至可全部过80目筛,其固含量为40%,然后在75℃、 -2MPa的条件下进行真空除泡20分钟得到釉水,采用釉水对步骤(2)得到的素烧陶瓷碗进行上釉,最后在1100℃的条件下进行釉烧1.5小时得到导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗。
实施例2
本实施例提供一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,包括坯体和施于坯体上的釉层,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土37份、云母粉37份、莫来石粉20份、水铝英石15份、硅酸锆16份、硅砂16份、硅酸钠13份;所述釉层采用如下重量份的原料制成:高岭土18份、硅酸钠10份、锆英粉7份、氧化铝12份、氧化硅12份、氧化铁0.7份、氧化钛0.1份、羧甲基纤维素7份、氧化铁红颜料5份。
本实施例还提供了一种制造导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗的工艺,包括以下步骤:
(1)、按照重量份称取各原料,备用;
(2)、将坯体原料混合后加水研磨至可全部过105目筛,其固含量为45%,然后在70℃、 -0.5MPa的条件下进行真空除泡20分钟得到泥料,接着在75℃的条件下以2r/s的速率搅拌 10分钟,搅拌过程中调节泥料的固含量为65%,之后将泥料定型得到粗坯,自然阴干后进行利坯,最后在300℃的条件下进行素烧得到素烧陶瓷碗;
(3)、将釉层原料混合后加水研磨至可全部过80~100目筛,其固含量为40%,然后在 85℃、-2MPa的条件下进行真空除泡5分钟得到釉水,采用釉水对步骤(2)得到的素烧陶瓷碗进行上釉,最后在1100℃的条件下进行釉烧2小时得到导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗。
实施例3
本实施例提供一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,包括坯体和施于坯体上的釉层,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土40份、云母粉40份、莫来石粉23份、水铝英石17份、硅酸锆16份、硅砂16份、硅酸钠15份;所述釉层采用如下重量份的原料制成:高岭土21份、硅酸钠11份、锆英粉9份、氧化铝12份、氧化硅13份、氧化铁0.7份、氧化钛0.2份、羧甲基纤维素8份、钴蓝颜料8份。
本实施例还提供了一种制造导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗的工艺,包括以下步骤:
(1)、按照重量份称取各原料,备用;
(2)、将坯体原料混合后加水研磨至可全部过120目筛,其固含量为50%,然后在80℃、 -2MPa的条件下进行真空除泡5分钟得到泥料,接着在55℃的条件下以3r/s的速率搅拌10 分钟,搅拌过程中调节泥料的固含量为65%,之后将泥料定型得到粗坯,自然阴干后进行利坯,最后在300~500℃的条件下进行素烧得到素烧陶瓷碗;
(3)、将釉层原料混合后加水研磨至可全部过85目筛,其固含量为55%,然后在80℃、 -2MPa的条件下进行真空除泡10分钟得到釉水,采用釉水对步骤(2)得到的素烧陶瓷碗进行上釉,最后在1150℃的条件下进行釉烧1~4小时得到导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗。
本实施例还提供了一种制造导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗的工艺,包括以下步骤:
(1)、按照重量份称取各原料,备用;
(2)、将坯体原料混合后加水研磨至可全部过100~120目筛,其固含量为45~55%,然后在70~85℃、-2~-0.5MPa的条件下进行真空除泡5~20分钟得到泥料,接着在35~75℃的条件下以1~5r/s的速率搅拌3~15分钟,搅拌过程中调节泥料的固含量为65~70%,之后将泥料定型得到粗坯,自然阴干后进行利坯,最后在300~500℃的条件下进行素烧得到素烧陶瓷碗;
(3)、将釉层原料混合后加水研磨至可全部过80~100目筛,其固含量为40~55%,然后在75~85℃、-2~-0.5MPa的条件下进行真空除泡5~20分钟得到釉水,采用釉水对步骤 (2)得到的素烧陶瓷碗进行上釉,最后在1050~1200℃的条件下进行釉烧2小时得到导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗。
实施例4
本实施例提供一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,包括坯体和施于坯体上的釉层,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土35份、云母粉40份、莫来石粉25份、水铝英石20份、硅酸锆15份、硅砂15份、硅酸钠12份;所述釉层采用如下重量份的原料制成:高岭土20份、硅酸钠13份、锆英粉10份、氧化铝12份、氧化硅10份、氧化铁0.8份、氧化钛0.3份、羧甲基纤维素10份、釉用钒锆黄颜料7份。
本实施例还提供了一种制造导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗的工艺,包括以下步骤:
(1)、按照重量份称取各原料,备用;
(2)、将坯体原料混合后加水研磨至可全部过110目筛,其固含量为50%,然后在75℃、 -2MPa的条件下进行真空除泡5分钟得到泥料,接着在60℃的条件下以5r/s的速率搅拌3分钟,搅拌过程中调节泥料的固含量为70%,之后将泥料定型得到粗坯,自然阴干后进行利坯,最后在300~500℃的条件下进行素烧得到素烧陶瓷碗;
(3)、将釉层原料混合后加水研磨至可全部过100目筛,其固含量为55%,然后在85℃、 -1.5MPa的条件下进行真空除泡12分钟得到釉水,采用釉水对步骤(2)得到的素烧陶瓷碗进行上釉,最后在1200℃的条件下进行釉烧3小时得到导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗。
实施例5
本实施例提供一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,包括坯体和施于坯体上的釉层,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土45份、云母粉45份、莫来石粉25份、水铝英石20份、硅酸锆18份、硅砂20份、硅酸钠18份;所述釉层采用如下重量份的原料制成:高岭土28份、硅酸钠8份、锆英粉12份、氧化铝10份、氧化硅15份、氧化铁1份、氧化钛 0.5份、羧甲基纤维素10份、白色陶瓷颜料3份。
本实施例还提供了一种制造导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗的工艺,包括以下步骤:
(1)、按照重量份称取各原料,备用;
(2)、将坯体原料混合后加水研磨至可全部过120目筛,其固含量为55%,然后在75℃、 -1.5MPa的条件下进行真空除泡12分钟得到泥料,接着在65℃的条件下以4r/s的速率搅拌 10分钟,搅拌过程中调节泥料的固含量为65%,之后将泥料定型得到粗坯,自然阴干后进行利坯,最后在450℃的条件下进行素烧得到素烧陶瓷碗;
(3)、将釉层原料混合后加水研磨至可全部过95目筛,其固含量为45%,然后在85℃、 -1.3MPa的条件下进行真空除泡15分钟得到釉水,采用釉水对步骤(2)得到的素烧陶瓷碗进行上釉,最后在1200℃的条件下进行釉烧3小时得到导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗。
上述实施例1至5中制造导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗所采用的原料及其重量份如下表所示:
表1实施例1至5中制造导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗所采用的原料配比
坯体原料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
高岭土 35份 37份 40份 35份 45份
云母粉 35份 37份 40份 40份 45份
莫来石粉 20份 20份 23份 25份 25份
水铝英石 15份 15份 17份 20份 20份
硅酸锆 15份 16份 16份 15份 18份
硅砂 15份 16份 16份 15份 20份
硅酸钠 10份 13份 15份 12份 18份
釉层原料 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
高岭土 15份 18份 21份 20份 28份
硅酸钠 8份 10份 11份 13份 8份
锆英粉 5份 7份 9份 10份 12份
氧化铝 10份 12份 12份 12份 10份
氧化硅 10份 12份 13份 10份 15份
氧化铁 0.5份 0.7份 0.7份 0.8份 1份
氧化钛 0.1份 0.1份 0.2份 0.3份 0.5份
羧甲基纤维素 5份 7份 8份 10份 10份
颜料 3份 5份 8份 7份 6份
将上述实施例1至5所述导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗的碎片分别进行耐磨性、热稳定性、吸水率的测试,其测试过程如下:
耐磨性测试:采用耐磨性测试机对陶瓷碗的碎片进行耐磨性测试,取5片陶瓷碗碎片,在碎片上放置一定颗粒级配的研磨钢球、80号白刚玉和定量的去离子水或蒸馏水,按照规定的旋转速率进行旋转研磨,对已磨损的陶瓷碎片与未磨损的陶瓷碎片进行观察对比,通过陶瓷碗碎片上开始出现磨损的研磨转数来评价其耐磨性,将5片陶瓷碗碎片的耐磨性测试结果求平均值即得陶瓷碗的耐磨性测试结果。
导热系数测试:取5片陶瓷碗的碎片,采用平板法分别测其导热系数,求平均值即得陶瓷碗的导热系数测试结果,其导热系数越低,导热越慢。
热稳定性测试:取5片陶瓷碗的碎片,置于280℃条件下保温30分钟,保温结束后取出陶瓷碗碎片并进行核算,在15s内急速投入温度为20℃的水中,浸泡10min,其中,水的重量与陶瓷碗碎片重量之比为8:1,水面高出陶瓷碗碎片25mm,取出陶瓷碗碎片并用布揩干,涂上红色墨水,检查有无裂纹,24h后再复查一次,检查有无裂纹,以此来判断陶瓷碗的热稳定性。
吸水率测试:取5片陶瓷碗碎片,洗净后烘干,分别称其重量,之后将陶瓷碗碎片分隔后置于蒸馏水中,煮沸3小时,期间水面保持高于陶瓷碗碎片10mm以上,之后将陶瓷碗碎片捞出,用已吸水饱和的布揩去陶瓷碗碎片表面附着的水,迅速分别称量其重量,之后通过通过公式计算出各陶瓷碗碎片的吸水率,计算5片陶瓷碗碎片的平均吸水率即得陶瓷碗的吸水率,其吸水率越低,陶瓷碗的抗水性越好。
以上对实施例1至5所述陶瓷碗与作为对照例的普通陶瓷碗的碎片分别进行耐磨性、导热系数、热稳定性、吸水率的测试结果如下表所示:
表2实施例1至5所述陶瓷碗与对照例的普通陶瓷碗测试数据
其中,陶瓷耐磨级标准为1至5级,5级最好1级最差,其判断标准如下表所示:
表3陶瓷耐磨等级判断标准
出现磨损的研磨转数 级别
100 0
150 1
600 2
755,1500 3
2100,6000,12000 4
>12000 5
以上实施例1至5制得的陶瓷碗,其外表光泽明亮,手感细腻,通以上测试结果可知,所有实施例制得的陶瓷碗的耐磨性都达到4级,且具备热稳定性强、吸水率低的特点,其中以采用实施例3所述原料与工艺制得的陶瓷碗的各项性能最佳,为最优实施方案。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,包括坯体和施于坯体上的釉层,其特征在于,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土35~45份、云母粉35~45份、莫来石粉20~25份、水铝英石15~20份、硅酸锆15~18份、硅砂15~20份、硅酸钠10~18份;所述釉层包括如下重量份的原料:高岭土15~30份、硅酸钠8~15份、锆英粉5~12份、氧化铝10~15份、氧化硅10~15份、氧化铁0.5~1份、氧化钛0.1~0.5份、羧甲基纤维素5~10份。
2.根据权利要求1所述导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,包括坯体和施于坯体上的釉层,其特征在于,所述坯体采用如下重量份的原料制成:高岭土40份、云母粉40份、莫来石粉23份、水铝英石17份、硅酸锆16份、硅砂16份、硅酸钠15份;所述釉层采用如下重量份的原料制成:高岭土21份、硅酸钠11份、锆英粉9份、氧化铝12份、氧化硅13份、氧化铁0.7份、氧化钛0.2份、羧甲基纤维素8份。
3.根据权利要求1或2所述导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,其特征在于,所述釉层原料中还包括3~10份的颜料。
4.根据权利要求1或2所述导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗,其特征在于,所述云母粉为白云母粉。
5.一种制造权利要求1至4任一项所述导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗的工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)、按照所述重量份称取各原料,备用;
(2)、将坯体原料混合后加水研磨至可全部过100~120目筛,其固含量为45~55%,然后在70~85℃、-2~-0.5MPa的条件下进行真空除泡5~20分钟得到泥料,接着在35~75℃的条件下以1~5r/s的速率搅拌3~15分钟,搅拌过程中调节泥料的固含量为65~70%,之后将泥料定型得到粗坯,自然阴干后进行利坯,最后在300~500℃的条件下进行素烧得到素烧陶瓷碗;
(3)、将釉层原料混合后加水研磨至可全部过80~100目筛,其固含量为40~55%,然后在75~85℃、-2~-0.5MPa的条件下进行真空除泡5~20分钟得到釉水,采用釉水对步骤(2)得到的素烧陶瓷碗进行上釉,最后在1050~1200℃的条件下进行釉烧1~4小时,得到导热慢、耐磨损的日用陶瓷碗。
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