CN108975871A - 陶瓷组合物、陶瓷锅具及其制造方法以及烹饪器具 - Google Patents

陶瓷组合物、陶瓷锅具及其制造方法以及烹饪器具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及家用电器领域，公开了陶瓷组合物、陶瓷锅具及其制造方法以及烹饪器具。该陶瓷组合物含有透锂长石、高岭土、黏土和紫木节。所述陶瓷锅具包括由所述陶瓷组合物经过成型、烧结制成的锅体。所述烹饪器具包括所述陶瓷锅具。采用本发明所述的陶瓷组合物制成的陶瓷锅具能够实现恒温的功能，而且具有较好的耐冷热冲击性能。

Description

陶瓷组合物、陶瓷锅具及其制造方法以及烹饪器具
技术领域
本发明涉及家用电器领域，具体涉及陶瓷组合物、陶瓷锅具及其制造方法以及烹饪器具。
背景技术
近年来随着人民的生活水平越来越高，对健康环保的锅具材料要求越来越高，对金属材料锅具生锈及中毒等问题日益担心，由于陶瓷材料的优越性能，健康环保，应用到锅具领域越来越受到重视。但陶瓷锅具不能电磁加热，需要在陶瓷锅外表面喷涂一层导磁金属，陶瓷锅在电磁加热过程中，只要电磁一直工作，温度就会持续升高，锅具温度过高时将导致食物被过度加热，造成食物营养流失，同时，锅具温度过高还会造成焦化并产生大量油烟，甚至达到燃点，导致安全事故；如果是不粘锅具，持续加温时涂层就会被破坏，因为不粘涂层的受热温度最高不能超过260℃，所以陶瓷锅能实现恒温的功能显的尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的陶瓷锅具所存在的不能实现恒温且耐冷热冲击性能较差的缺陷，提供一种陶瓷组合物、陶瓷锅具及其制造方法以及烹饪器具。
本发明提供了一种陶瓷组合物，其中，该陶瓷组合物含有透锂长石、高岭土、黏土和紫木节。
优选地，在所述陶瓷组合物中，以所述陶瓷组合物的总重量为基准，所述透锂长石的含量为20-80重量％，所述高岭土的含量为10-50重量％，所述黏土的含量为1-30重量％，所述紫木节的含量为0.1-20重量％；更优选地，以所述陶瓷组合物的总重量为基准，所述透锂长石的含量为30-60重量％，所述高岭土的含量为20-40重量％，所述黏土的含量为5-20重量％，所述紫木节的含量为1-10重量％。
本发明还提供了一种陶瓷锅具，所述陶瓷锅具包括由上述陶瓷组合物经过成型、烧结制成的锅体。
优选地，所述陶瓷锅具还包括形成在所述锅体的外表面上的合金层。
更优选地，所述合金层的厚度为0.15-0.5毫米。
优选地，形成所述合金层的材料为铁镍合金、铁镍铬合金和镍基合金中的至少一种。
本发明还提供了一种陶瓷锅具的制造方法，该方法包括以下步骤：
(1)将本发明提供的陶瓷组合物制成浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料进行陈腐；
(3)将步骤(2)所得浆料进行注浆成型；
(4)将步骤(3)所得成型物进行烧结。
优选地，所述方法还包括通过喷涂在烧结后得到的锅体的外表面上形成合金层。
更优选地，所述喷涂的方式为冷喷涂法。
进一步优选地，所述冷喷涂法的实施条件包括：喷涂压力为1-5MPa，喷涂速度为300-1200m/s。
优选地，在实施喷涂之前，将烧结后得到的锅体的温度控制为 300-500℃。
优选地，在步骤(2)中，所述陈腐的时间为6-20小时。
优选地，在步骤(4)中，所述烧结的温度为1200-1500℃。
本发明还提供了由上述方法制造的陶瓷锅具。
本发明还提供了一种烹饪器具，所述烹饪器具包括本发明提供的陶瓷锅具。
优选地，所述烹饪器具为电饭煲。
在本发明中，采用所述陶瓷组合物制成的陶瓷锅具能够实现恒温的功能，而且具有较好的耐冷热冲击性能。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种陶瓷组合物，其中，该陶瓷组合物含有透锂长石、高岭土、黏土和紫木节。
在本发明所述的陶瓷组合物中，通过将透锂长石、高岭土、黏土和紫木节进行配合使用，使得采用该陶瓷组合物制成的陶瓷锅具能够实现恒温的功能(如恒温在230℃左右)，而且具有较好的耐冷热冲击性能。
在本发明中，为使采用所述陶瓷组合物制成的陶瓷锅具具有较好的恒温性能和耐冷热冲击性能，优选地，在所述陶瓷组合物中，以所述陶瓷组合物的总重量为基准，所述透锂长石的含量为20-80重量％，例如可以为20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、 55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，更优选地，所述透锂长石的含量为30-60重量％；所述高岭土的含量为10-50重量％，例如可以为10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，更优选地，所述高岭土的含量为20-40重量％；所述黏土的含量为1-30重量％，例如可以为1重量％、3重量％、5重量％、8重量％、10重量％、12重量％、15重量％、18重量％、20重量％、25重量％、30重量％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，更优选地，所述黏土的含量为5-20 重量％；所述紫木节的含量为0.1-20重量％，例如可以为0.1重量％、0.3重量、0.5重量％、0.8重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、3重量％、4 重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％、10重量％、12 重量％、14重量％、16重量％、18重量％、20重量％以及这些点值中的任意两个所构成的范围中的任意值，更优选地，所述紫木节的含量为1-10重量％。
本发明还提供了一种陶瓷锅具，所述陶瓷锅具包括由上述陶瓷组合物经过成型、烧结制成的锅体。所述锅体的形状和尺寸可以为本领域的常规选择。
根据本发明的一种优选实施方式，所述陶瓷锅具还包括形成在所述锅体的外表面上的合金层。在该优选实施方式中，所述合金层可以将所述陶瓷锅具的最高加热温度控制在一定的范围之内，避免陶瓷锅具在烹饪的过程中导致食物过度加热。进一步优选地，所述合金层的厚度可以为0.15-0.5毫米，优选为0.2-0.3毫米。
在本发明中，形成所述合金层的材料可以为铁镍合金、铁镍铬合金和镍基合金中的至少一种。所述铁镍合金例如可以为4J36、Invar36等。所述铁镍铬合金例如可以为GH2132等。所述镍基合金例如可以为GH4169等。优选地，形成所述合金层的材料为铁镍合金，所述铁镍合金的元素组成可以如下表1所示。
表1
元素组成 Ni Fe C Si Mn p s
重量％ 28-42 余量 0.05-0.1 0.1-0.4 0.2-0.8 ≤0.04 ≤0.04
进一步优选地，形成所述合金层的材料为4J36合金。当所述合金层的材质为4J36合金时，该陶瓷锅具可以实现约230℃的恒温功能。
本发明还提供了一种陶瓷锅具的制造方法，该方法包括以下步骤：
(1)将本发明提供的陶瓷组合物制成浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料进行陈腐；
(3)将步骤(2)所得浆料进行注浆成型；
(4)将步骤(3)所得成型物进行烧结。
在步骤(1)中，制备浆料的过程可以包括将透锂长石、高岭土、黏土和紫木节与适量的水混合，然后进行研磨。所述研磨的时间可以为10-60分钟，优选为20-40分钟。
在本发明中，所述透锂长石可以为天然透锂长石。
在步骤(2)中，所述陈腐的过程是为了使浆料中的水分均匀分布。所述陈腐的时间可以为6-20小时，优选为8-18小时，更优选为10-15小时。
在步骤(3)中，所述注浆成型的过程可以按照本领域常规的方法实施，例如可以为滚压成型、造粒干压成型或注塑成型。
在步骤(4)中，所述烧结的温度可以为1000-1600℃，优选为1200-1500 ℃，更优选为1300-1500℃。
在本发明中，按照上述步骤(1)-(4)制备的陶瓷锅体的热膨胀系数为0.8×10-6/℃至1.5×10-6/℃，抗折强度为70-85MPa，并且具有较好的耐冷热冲击性能。在本发明中，“热膨胀系数”采用膨胀系数测量仪测得，“抗折强度”采用抗折强度测量仪测得。
在一种优选实施方式中，所述陶瓷锅具的制造方法还包括通过喷涂在烧结后得到的锅体的外表面上形成合金层。所述喷涂的过程可以采用本领域常规的喷涂方法实施。优选情况下，所述喷涂的方式为冷喷涂法。所述冷喷涂法的实施条件可以包括：喷涂压力为1-5MPa，喷涂速度为300-1200m/s。进一步优选地，在实施喷涂之前，将烧结后得到的锅体的温度控制为 300-500℃，具体地，在完成烧结之后，可以将得到的陶瓷锅体冷却至常温，然后加热至300-500℃，然后实施喷涂。
本发明还提供了由上述方法制造的陶瓷锅具。所述陶瓷锅具能够实现恒温的功能，而且具有较好的耐冷热冲击性能。
本发明还提供了一种烹饪器具，所述烹饪器具包括本发明提供的陶瓷锅具。优选地，所述烹饪器具为电饭煲，所述陶瓷锅具作为电饭煲的内锅。
以下通过实施例和对比例对本发明 做进一步详细说明。
实施例1
将30重量份的天然透锂长石、40重量份的高岭土、20重量份黏土、10 重量份的紫木节以及80重量份的水混合，研磨30分钟，得到浆料。将所述浆料陈腐10小时，然后进行注浆成型，将成型得到的坯体在1300℃下进行烧结，冷却至室温，得到陶瓷锅体A1。将所述陶瓷锅体加热至300℃，在陶瓷锅体的外表面上喷涂4J36合金以形成厚度为0.2毫米的合金层，喷涂压力为1MPa，速度为300m/s，从而制得陶瓷锅具B1。
实施例2
将60重量份的天然透锂长石、20重量份的高岭土、15重量份黏土、5 重量份的紫木节以及70重量份的水混合，研磨20分钟，得到浆料。将所述浆料陈腐13小时，然后进行注浆成型，将成型得到的坯体在1400℃下进行烧结，冷却至室温，得到陶瓷锅体A2。将所述陶瓷锅体加热至400℃，在陶瓷锅体的外表面上喷涂4J36合金以形成厚度为0.25毫米的合金层，喷涂压力为3MPa，速度为700m/s，从而制得陶瓷锅具B2。
实施例3
将50重量份的天然透锂长石、30重量份的高岭土、19重量份黏土、1 重量份的紫木节以及90重量份的水混合，研磨40分钟，得到浆料。将所述浆料陈腐15小时，然后进行注浆成型，将成型得到的坯体在1500℃下进行烧结，冷却至室温，得到陶瓷锅体A3。将所述陶瓷锅体加热至500℃，在陶瓷锅体的外表面上喷涂4J36合金以形成厚度为0.3毫米的合金层，喷涂压力为5MPa，速度为1200m/s，从而制得陶瓷锅具B3。
实施例4
按照实施例1的方法制备陶瓷锅具，所不同的是，天然透锂长石的用量为16重量份，且高岭土的用量为48重量份，粘土的用量为24重量份，紫木节的用量为12重量份，从而制得陶瓷锅体A4和陶瓷锅具B4。
实施例5
按照实施例1的方法制备陶瓷锅具，所不同的是，天然透锂长石的用量为86重量份，且高岭土的用量为8重量份，粘土的用量为4重量份，紫木节的用量为2重量份，从而制得陶瓷锅体A5和陶瓷锅具B5。
对比例1
按照实施例1的方法制备陶瓷锅具，所不同的是，不使用天然透锂长石，从而制得陶瓷锅体DA1和陶瓷锅具DB1。
对比例2
按照实施例1的方法制备陶瓷锅具，所不同的是，不使用紫木节，从而制得陶瓷锅体DA2和陶瓷锅具DB2。
测试例
(1)采用膨胀系数测量仪检测陶瓷锅体的热膨胀系数。
(2)采用抗折强度测量仪检测陶瓷锅体的抗折强度。
(3)按照以下方法检测陶瓷锅体的耐冷热冲击性能：将陶瓷锅体放入烤箱中加热至800℃并恒温0.5小时，然后取出放入常温水中，观察陶瓷锅体是否出现裂痕，记录不出现裂痕的操作次数。
(4)采用温度巡检仪检测陶瓷锅具的恒温性能。
检测结果如下表2所示。
表2
由上述实施例和对比例的测试结果可以看出，采用本发明所述的陶瓷组合物制成的陶瓷锅具能够实现恒温的功能，而且具有较好的耐冷热冲击性能。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种陶瓷组合物，其特征在于，该陶瓷组合物含有透锂长石、高岭土、黏土和紫木节。
2.根据权利要求1所述的陶瓷组合物，其中，以所述陶瓷组合物的总重量为基准，所述透锂长石的含量为20-80重量％，所述高岭土的含量为10-50重量％，所述黏土的含量为1-30重量％，所述紫木节的含量为0.1-20重量％；
优选地，以所述陶瓷组合物的总重量为基准，所述透锂长石的含量为30-60重量％，所述高岭土的含量为20-40重量％，所述黏土的含量为5-20重量％，所述紫木节的含量为1-10重量％。
3.一种陶瓷锅具，其特征在于，所述陶瓷锅具包括由权利要求1或2所述的陶瓷组合物经过成型、烧结制成的锅体。
4.根据权利要求3所述的陶瓷锅具，其中，所述陶瓷锅具还包括形成在所述锅体的外表面上的合金层；
优选地，所述合金层的厚度为0.15-0.5毫米。
5.根据权利要求3或4所述的陶瓷锅具，其中，形成所述合金层的材料为铁镍合金、铁镍铬合金和镍基合金中的至少一种。
6.一种陶瓷锅具的制造方法，该方法包括以下步骤：
(1)将权利要求1或2所述的陶瓷组合物制成浆料；
(2)将步骤(1)所得浆料进行陈腐；
(3)将步骤(2)所得浆料进行注浆成型；
(4)将步骤(3)所得成型物进行烧结。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述方法还包括通过喷涂在烧结后得到的锅体的外表面上形成合金层；
优选地，所述喷涂的方式为冷喷涂法；
更优选地，所述冷喷涂法的实施条件包括：喷涂压力为1-5MPa，喷涂速度为300-1200m/s。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，在实施喷涂之前，将烧结后得到的锅体的温度控制为300-500℃。
9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，在步骤(2)中，所述陈腐的时间为6-20小时；
优选地，在步骤(4)中，所述烧结的温度为1200-1500℃。
10.由权利要求6-9中任意一项所述的方法制造的陶瓷锅具。
11.一种烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具包括权利要求3-5和10中任意一项所述的陶瓷锅具；
优选地，所述烹饪器具为电饭煲。
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