CN108191402A - 一种隔热陶瓷容器及其制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及陶瓷技术领域，尤其是一种隔热陶瓷容器及其制备工艺，包括内胚体和釉体，所述的内胚体外固接一层釉体；所述内胚体由下述重量份数组成：黏土40‑60份、石英25‑40份、精细钛酸钾纤维20‑30份、膨胀珍珠岩15‑26份、膨胀玻化微珠10‑18份、硅胶5‑15份、玻璃钢4‑10份、环氧树脂1‑5份；所述釉体由下述重量份数组成：黏土5‑10份，石英5‑8份、长石4‑8份。使用该种工艺生产的陶瓷容器重量轻、具有良好的隔热效果。

Description

一种隔热陶瓷容器及其制造工艺
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种隔热陶瓷容器及其制备工艺。
背景技术
陶瓷一般指的是陶器或者是瓷器。中国人早在约公元前8000－2000年就发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等物质。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，导热性能优越。除了在容器、装饰的使用上，在科学、技术的发展中亦扮演重要角色，例如陶瓷电阻等等。陶瓷产品的主要原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶器能装水；烧至1230度则瓷化，可完全不吸水且耐高温耐腐蚀。其用法之弹性，在今日文化科技中尚有各种创意的应用。
由于陶瓷看起来美观大方，深受人们的喜爱，目前家中常见的碗、盛汤的容器、以及花瓶大多数都用陶瓷材料制成；但是不可否认的是陶瓷材料因其优越的导热性能也暴露了它的缺陷，例如制作成碗时，盛过热的食物不便于用手触碰。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中容器中导热性能优越的缺点，而提出的一种隔热陶瓷容器及其制造工艺。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种隔热陶瓷容器，包括内胚体和釉体，其特征在于，所述的内胚体外固接一层釉体；所述内胚体由下述重量份数的原料制成：黏土40-60份、石英25-40份、精细钛酸钾纤维20-30份、膨胀珍珠岩15-26份、膨胀玻化微珠10-18份、硅胶5-15份、玻璃钢4-10份、环氧树脂1-5份；所述釉体由下述重量份数的原料制成：黏土5-10份，石英5-8份、长石4-8份。
优选的，制成所述内胚体的各原料组分的优选重量份数为：黏土45份、石英30份、精细钛酸钾纤维25份、膨胀珍珠岩20份、膨胀玻化微珠16份、硅胶10份、玻璃钢16份、环氧树脂3份。
优选的，制成所述釉体的各原料组分的优选重量份数为：黏土8份，石英6份、长石7份。黏土、石英、长石组份在高温条件下会产生熔解，然后随着水分蒸发而结晶，形成一层致密的保护体。
隔热陶瓷容器的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：取黏土40-60份、石英25-40份、精细钛酸钾纤维20-30份、膨胀珍珠岩15-26份、膨胀玻化微珠10-18份、玻璃钢4-10份分别利用研磨机在2500-4000r/min高速研磨20-30min；高速研磨可以加速黏土、石英等坚固原料的粉状化过程，便于后续充分的混合；同时，利用精细钛酸钾纤维、膨胀珍珠岩、膨胀玻化微珠与黏土中的微量元素产生的化学反应将精细钛酸钾纤维、膨胀珍珠岩、膨胀玻化微珠与其他成分的化学键固结在一起，产生更强的隔热效果；研磨后的玻璃钢与其他成分混合后会形成新的稳定化学键，进一步增强了产品机械性能；
步骤二：利用100-200目的筛子分别将步骤一中研磨后的物料分别过筛，然后倒入混合搅拌机中在15-35℃常压下进行充分混合，得到混合物A；过筛以后得到的都是细小颗粒的原料，避免了大颗粒杂质未经过粉碎而影响产品的效果；
步骤三：将混合物A倒入容器中加入硅胶5-15份、环氧树脂1-5份和混合物A质量15%-25%的蒸馏水，再倒入混合搅拌机中在100-150℃、50-200r/min条件下进行搅拌20-30min，得到混合物B；加入硅胶，硅胶将其他成分的化学键之间结合效果进一步增强，提高了各组分之间的粘性；加入环氧树脂与黏土以及其他成分在高温作用下生成一层稳定的保护膜，且该保护膜密度低，在进一步增强产品的隔热性能的同时也减轻了重量，同时，使用蒸馏水，防止引入杂质影响主要成分之间化学反应；
步骤四：将混合物B装入到模具在0.2-0.8MPa压力下压制15-30min，然后随模具一起放置在温度为150-300℃环境60-80min；高温、高压条件下可以加快原料在模具中一体成型，将产品随模具一起放入高温环境中可以避免刚成型的胚体在无模具保护情况下，出现变形、裂纹等不利情况；
步骤五：将黏土5-10份，石英5-8份、长石4-8份混合后利用研磨机在3000-4500r/min高速研磨30-45min，得到物质C；高速研磨得到制作釉体的原材料，使得原材料更加细腻，制成出来的产品外观更加的光滑；
步骤六：将物质C利用200-300目的筛子过筛物质C，得到物质D；
步骤七：将物质D加入30%质量的蒸馏水在20-30℃、30-80r/min进行搅拌30-45min；
步骤八：将步骤四得到的内胚体取出冷却至室温，利用喷釉器将步骤七得到的物质均匀喷至内胚体内外所有的面；利用喷釉器喷釉可以避免手工喷釉存在不均匀的情况；
步骤九：然后将步骤八得到的物质放入窑中500-1320℃烧制6-8h、冷却，得到隔热陶瓷容器。
优选的，所述步骤一中研磨机的转速为3200r/min，,研磨时间25min；所述步骤五中研磨机转速为3500r/min，研磨时间为35min。
优选的，所述步骤二中筛子为180目，所述步骤六中筛子为250目。
优选的，所述步骤三中搅拌温度为120℃、转速为100r/min，搅拌时间为25min。
优选的，所述步骤四中装入模具中的压强为0.5MPa，压制时间为25min，然后随模具一起放置在200℃环境下70min。
优选的，所述步骤七中搅拌条件为：26℃、60r/min，搅拌时间为40min。
优选的，所述步骤九的烧制过程为：
排水阶段，从常温-600℃，时间为两个小时，此阶段将坯体中和釉体中的水分排除，并恒温半小时，使其充分排水；
排水氧化阶段，从600℃-900℃，时间两个小时，此阶段要将产品中的残余水份排除，并使表面处理剂开始氧化，释出有机气体后充分氧化分解，并恒温半小时；
烧成结晶阶段，从900℃-1300℃，时间两个半小时，此阶段快速升温，使釉体在坯体表面迅速熔解、结晶，形成一层保护体。
烧制过程中根据陶瓷不同阶段的所含物质的不同化学反应来控制时间和温度，选择最适合的温度和反应时间，以达到最好的效果，通过此种烧制方式，得到的产品强度更高，隔热性能更佳。
本发明提出的一种隔热陶瓷容器及其制造工艺，有益效果在于：使用该种工艺生产的陶瓷容器重量轻、具有良好的隔热性能，且该工艺流程简单，生产所需的原料成本低廉。
附图说明
图1为本发明的陶瓷容器的结构示意图；
图2为A、B陶瓷容器温度变化对比试验曲线图。
图中：内胚体1、釉体2。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一：隔热陶瓷容器及其制备工艺
参照图1，一种隔热陶瓷容器，由内胚体（1）和釉体（2）组成，内胚体（1）外喷涂一层釉体（2），通过外表面喷涂一层釉体（2）可以增加容器耐清洗、防漏水、增加表面光滑的效果；内胚体（1）由下述重量份数组成：黏土45份、石英30份、精细钛酸钾纤维25份、膨胀珍珠岩20份、膨胀玻化微珠16份、硅胶10份、玻璃钢16份、环氧树脂3份；所述釉体（2）由下述重量份数组成：8份黏土，6份石英、7份长石。
隔热陶瓷容器的制备工艺，包括以下步骤：
步骤一：取黏土45份、石英30份、精细钛酸钾纤维25份、膨胀珍珠岩20份、膨胀玻化微珠16份、玻璃钢16份分别利用研磨机在3200r/min高速研磨25min；
高速研磨可以加速黏土、石英等坚固原料的粉状化过程，便于后续充分的混合；同时，利用精细钛酸钾纤维、膨胀珍珠岩、膨胀玻化微珠与黏土中的微量元素产生的化学反应将精细钛酸钾纤维、膨胀珍珠岩、膨胀玻化微珠与其他成分的化学键固结在一起，产生更强的隔热效果；研磨后的玻璃钢与其他成分混合后会形成新的稳定化学键，进一步增强了产品机械性能；
步骤二：利用180目的筛子分别将步骤一中研磨后的步骤一物质分别过筛，然后倒入混合搅拌机中在15-35℃常压下进行充分混合，得到混合物A；过筛以后得到的都是细小颗粒的原料，避免了大颗粒杂质未经过粉碎而影响产品的效果；
步骤三：将混合物A倒入容器中加入硅胶10份、环氧树脂3份和混合物A重量20%的蒸馏水，再倒入混合搅拌机中在120℃、100r/min条件下进行搅拌25min，得到混合物B；加入硅胶，硅胶将其他成分的化学键之间结合效果进一步增强，提高了各组分之间的粘性；加入环氧树脂与黏土以及其他成分在高温作用下生成一层稳定的保护膜，且该保护膜密度低，在进一步增强产品的隔热性能的同时也减轻了重量，同时，使用蒸馏水，防止引入杂质影响主要成分之间化学反应；
步骤四：将混合物B装入到模具在0.5MPa压力下压制25min，然后随模具一起放置在温度为200℃环境70min；高温、高压条件下可以加快原料在模具中一体成型，将产品随模具一起放入高温环境中可以避免刚成型的胚体在无模具保护情况下，出现变形、裂纹等不利情况；
步骤五：将黏土8份，石英6份、长石7份混合后利用研磨机在3500r/min高速研磨35min，得到物质C；高速研磨得到制作釉体（2）的原材料，使得原材料更加细腻，制成出来的产品外观更加的光滑；
步骤六：将物质C利用250目的筛子过筛物质C，得到物质D；
步骤七：将物质D加入30%质量的蒸馏水在26℃、60r/min进行搅拌40min；
步骤八：将步骤四得到的内胚体（1）取出冷却至室温，利用喷釉器将步骤七得到的物质均匀喷至内胚体（1）内外所有的面；利用喷釉器喷釉可以避免手工喷釉存在不均匀的情况；
步骤九：然后将步骤八得到的物质放入窑中烧制7.5h、冷却，得到隔热陶瓷容器。烧制过程为：
排水阶段，从常温-600度，时间为两个小时，此阶段将坯体中和釉体（2）中的水分排除，并恒温半小时，使其充分排水；
排水氧化阶段，从600度-900度，时间两个小时，此阶段要将产品中的残余水份排除，并使表面处理剂开始氧化，释出有机气体后充分氧化分解，并恒温半小时；
烧成结晶阶段，从900度-1300度，时间两个半小时，此阶段快速升温，使釉体（1）在坯体表面迅速熔解、结晶，形成一层保护体。
烧制过程中根据陶瓷不同阶段的所含物质的不同化学反应来控制时间和温度，选择最适合的温度和反应时间，以达到最好的效果；同时，添加了很多成分，在烧制过程中，不同成分的化学键重新建立，形成了稳定的状态，通过此种烧制方式，得到的产品强度更高，隔热性能更佳。
隔热性能实验
取两个陶瓷容器A和B，A容器为普通陶瓷容器，B为实施例一中陶瓷配方容器，A和B陶瓷容器容积、高度、开口口径、厚度均相同。利用HIOKI LR8431-30型无纸温度记录仪在同一条件下测试A、B陶瓷容器在装满100℃热水，两个容器外表面同一部位的温度随时间变化数据，试验数据参照图2。
图2数据表明，该种陶瓷容器外表面温度较普通陶瓷外表面温度低很多，真正起到了隔热的作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种隔热陶瓷容器，包括内胚体（1）和釉体（2），其特征在于，所述的内胚体（1）外固接一层釉体（2）；所述内胚体（1）由下述重量份数的原料制成：黏土40-60份、石英25-40份、精细钛酸钾纤维20-30份、膨胀珍珠岩15-26份、膨胀玻化微珠10-18份、硅胶5-15份、玻璃钢4-10份、环氧树脂1-5份；所述釉体（2）由下述重量份数的原料制成：黏土5-10份，石英5-8份、长石4-8份。
2.根据权利要求1所述的隔热陶瓷容器，其特征在于，制成所述内胚体的各原料组分的优选重量份数为：黏土45份、石英30份、精细钛酸钾纤维25份、膨胀珍珠岩20份、膨胀玻化微珠16份、硅胶10份、玻璃钢16份、环氧树脂3份。
3.根据权利要求1所述的隔热陶瓷容器，其特征在于，制成所述釉体（2）的各原料组分的优选重量份数为：黏土8份，石英6份、长石7份。
4.一种权利要求1所述隔热陶瓷容器的制备工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
步骤一：取黏土40-60份、石英25-40份、精细钛酸钾纤维20-30份、膨胀珍珠岩15-26份、膨胀玻化微珠10-18份、玻璃钢4-10份分别利用研磨机在2500-4000r/min高速研磨20-30min；
步骤二：利用100-200目的筛子分别将步骤一中研磨后的物料分别过筛，然后倒入混合搅拌机中在15-35℃常压下进行充分混合，得到混合物A；
步骤三：将混合物A倒入容器中加入硅胶5-15份、环氧树脂1-5份和混合物A质量15%-25%的蒸馏水，再倒入混合搅拌机中在100-150℃、50-200r/min条件下进行搅拌20-30min，得到混合物B；
步骤四：将混合物B装入到模具在0.2-0.8MPa压力下压制15-30min，然后随模具一起放置在温度为150-300℃环境60-80min；
步骤五：将黏土5-10份，石英5-8份、长石4-8份混合后利用研磨机在3000-4500r/min高速研磨30-45min，得到物质C；
步骤六：将物质C利用200-300目的筛子过筛物质C，得到物质D；
步骤七：将物质D加入30%质量的蒸馏水在20-30℃、30-80r/min进行搅拌30-45min；
步骤八：将步骤四得到的内胚体（1）取出冷却至室温，利用喷釉器将步骤七得到的物质均匀喷涂至内胚体（1）内外所有的面；
步骤九：然后将步骤八得到的物质放入窑中500-1320℃烧制6-8h、冷却，得到隔热陶瓷容器。
5.根据权利要求4所述隔热陶瓷容器的制备工艺，其特征在于，
所述步骤一中研磨机的转速为3200r/min,研磨时间25min；所述步骤五中研磨机转速为3500r/min，研磨时间为35min。
6.根据权利要求4所述隔热陶瓷容器的制备工艺，其特征在于，
所述步骤二中筛子为180目，所述步骤六中筛子为250目。
7.根据权利要求4所述隔热陶瓷容器的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中搅拌温度为120℃、转速为100r/min，搅拌时间为25min。
8.根据权利要求4所述隔热陶瓷容器的制备工艺，其特征在于，所述步骤四中装入模具中的压强为0.5MPa，压制时间为25min，然后随模具一起放置在200℃环境下70min。
9.根据权利要求4所述隔热陶瓷容器的制备工艺，其特征在于，所述步骤七中搅拌条件为：26℃、60r/min，搅拌时间为40min。
10.根据权利要求4所述隔热陶瓷容器的制备工艺，其特征在于，
所述步骤九的烧制过程为：
排水阶段，从常温-600℃，时间为两个小时，此阶段将坯体中和釉体（2）中的水分排除，并恒温半小时，使其充分排水；
排水氧化阶段，从600℃-900℃，时间两个小时，此阶段要将产品中的残余水份排除，并使表面处理剂开始氧化，释出有机气体后充分氧化分解，并恒温半小时；
烧成结晶阶段，从900℃-1300℃，时间两个半小时，此阶段快速升温，使釉体（2）在坯体表面迅速熔解、结晶，形成一层保护体。
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