CN110803913A - 一种多孔吸水红陶蒸块及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多孔吸水红陶蒸块及其制备方法，所述多孔吸水红陶蒸块由包括以下重量份的原料制成：红壤土300～350份、硅藻土50～60份、赤玉土25～32份、黏土45～55份、长石70～82份、锂瓷石30～38份、玻璃纤维14～20份、超细不锈钢纤维5～7份。本发明的多孔吸水红陶蒸块烧制温度低，属于低温烧制陶瓷制品，导热系数高，导热性能好；热膨胀系数小，抗热震性能好，可冷热交替变化的环境中使用；吸水率高，可在食物烘焙时，给面包等食物提供水分，防止烘焙制得的面包等食物过于干巴巴的；抗压强度较高，耐用。

Description

一种多孔吸水红陶蒸块及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷制品领域，具体涉及一种多孔吸水红陶蒸块及其制备方法。
背景技术
陶瓷制品是人们日常生活中最常见的器具之一，陶瓷的发展史是中华文明史的一个重要的组成部分，其中陶瓷的发明和发展更具有独特的意义，随着近代科学技术的发展，近百年来又出现了许多新的陶瓷品种，它们不再使用或很少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物的范围，并且出现了许多新的工艺，使陶瓷具有了各种各样的特殊功能。
随着社会的进步与发展，人们更加重视自己的生活环境系统化这一观念，越来越多的人把目光投向了更加细微的地方，比如说，选择一套适合自己家居氛围的餐具，餐具的风格要和餐厅的设计相得益彰，更要衬托主人的身份、地位、职业、兴趣爱好、审美品位及生活习惯。一套形式美观且工艺考究的餐具还可以调节人们进餐时的心情，增加食欲。然而，现有的陶瓷餐具外表虽然美观，但其韧性及硬度有待加强，艺术欣赏价值不高，不能满足人们对于生活品质追求的需要。
但是，目前所使用的陶瓷制品还存在以下问题：
1、不具备多孔吸水特性，导热性差，不能很好地满足面包等食物的烘焙使用要求，导致烘焙效率低，能耗高，制得的面包等食物过于干巴巴的；
2、抗热震性能较差，使用过程中容易出现开裂等，使用寿命短，用户体验差；
3、强度等综合性能差，导致使用寿命短，用户体验差。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种多孔吸水红陶蒸块及其制备方法，可有效解决以上问题。本发明的多孔吸水红陶蒸块烧制温度低，属于低温烧制陶瓷制品，导热系数高，导热性能好；热膨胀系数小，抗热震性能好，可冷热交替变化的环境中使用；吸水率高，可在食物烘焙时，给面包等食物提供水分，防止烘焙制得的面包等食物过于干巴巴的；抗压强度较高，耐用。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种多孔吸水红陶蒸块，由包括以下重量份的原料制成：
红壤土300～350份、
硅藻土50～60份、
赤玉土25～32份、
黏土45～55份、
长石70～82份、
锂瓷石30～38份、
玻璃纤维14～20份、
超细不锈钢纤维5～7份。
本发明的多孔吸水红陶蒸块通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土、长石、锂瓷石、玻璃纤维、超细不锈钢纤维，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的多孔吸水红陶蒸块，导热系数高，导热性能好；热膨胀系数小，抗热震性能好，可冷热交替变化的环境中使用；吸水率高，可在食物烘焙时，给面包等食物提供水分，防止烘焙制得的面包等食物过于干巴巴的；抗压强度较高，耐用；且本发明的多孔吸水红陶蒸块通过原料的选择搭配，使烧制温度大大降低，低于800℃，降低了制备工艺的难度，还节约能耗。
此外，本发明的多孔吸水红陶蒸块具有多孔结构，具有良好的轻质性，多孔吸水，高温汽化，在烤面包等食物时，先将该产品浸湿，即浸泡在水中20s，然后烤面包时的温度一般为180～210℃，小于250℃(使用方式)，可在食物烘焙时，给面包等食物提供水分，防止烘焙制得的面包等食物过于干巴巴的。
优选的，所述多孔吸水红陶蒸块由包括以下重量份的原料制成：
红壤土315～345份、
硅藻土52～57份、
赤玉土30～32份、
黏土47～50份、
长石75～79份、
锂瓷石33～36份、
玻璃纤维16～18份、
超细不锈钢纤维5.5～6.5份。
优选的，所述多孔吸水红陶蒸块由包括以下重量份的原料制成：
红壤土330份、
硅藻土54份、
赤玉土31份、
黏土48份、
长石77份、
锂瓷石35份、
玻璃纤维17份、
超细不锈钢纤维6份。
优选的，所述长石为钠长石和钾长石的混合物。
优选的，所述钠长石和钾长石的混合物中钠长石和钾长石的质量之比为10：(3.5～4.5)。
优选的，所述超细不锈钢纤维的纤度为0.03～0.08um。
本发明还提供一种所述的多孔吸水红陶蒸块的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土、长石、锂瓷石、玻璃纤维、超细不锈钢纤维；并将玻璃纤维、超细不锈钢纤维混合均匀；
B、将长石、锂瓷石混合后，球磨30～40min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为1：2.3：0.7；
C、然后加入红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土，加入球和水调节，使混合料、球和水的重量比为1：2.2：0.65，使继续球磨30～40min；
D、过200目筛，然后进行真空除泡30min得到坯浆；加入混合均匀的玻璃纤维、超细不锈钢纤维，继续搅拌使玻璃纤维、超细不锈钢纤维在坯浆中分散均匀；并调节坯浆的固含量为60～65％，然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
E、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至750～780℃，保持5～7h，然后降温至280～310℃，保持60～90min，得到所述多孔吸水红陶蒸块。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的多孔吸水红陶蒸块通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土、长石、锂瓷石、玻璃纤维、超细不锈钢纤维，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的多孔吸水红陶蒸块，导热系数高，导热性能好；热膨胀系数小，抗热震性能好，可冷热交替变化的环境中使用；吸水率高，可在食物烘焙时，给面包等食物提供水分，防止烘焙制得的面包等食物过于干巴巴的；抗压强度较高，耐用；且本发明的多孔吸水红陶蒸块通过原料的选择搭配，使烧制温度大大降低，低于800℃，降低了制备工艺的难度，还节约能耗。
此外，本发明的多孔吸水红陶蒸块具有多孔结构，具有良好的轻质性，多孔吸水，高温汽化，在烤面包等食物时，先将该产品浸湿，即浸泡在水中20s，然后烤面包时的温度一般为180～210℃，小于250℃(使用方式)，可在食物烘焙时，给面包等食物提供水分，防止烘焙制得的面包等食物过于干巴巴的。
本发明多孔吸水红陶蒸块的原料中，采用了适当比例的红壤土作为主要原料，制得的产品为红陶，保证了产品的多孔吸水特性，以及低温烧结性能。
采用了适当比例的硅藻土和赤玉土，两者相搭配，并与红壤土等其他组分相互配合，起到良好的协同作用，可大大提高产品的吸水率；此外，赤玉土是由或是喷发形成的，不含有有害细菌，pH值呈微酸(锂瓷石呈碱性)，可与锂瓷石等在高温下发生化学反应，增加本发明多孔吸水红陶蒸块中各组分的分子间结合力，从而提高强度韧性。
采用了适当比例的黏土，其与红壤土、硅藻土、赤玉土化学性质相似，可增加本发明多孔吸水红陶蒸块中各组分的的结合强度，从而提高强度韧性。
采用了适当比例的长石，优选的，所述长石为钠长石和钾长石的混合物。优选的，所述钠长石和钾长石的混合物中钠长石和钾长石的质量之比为10：(3.5～4.5)。这样可提升低温烧结性能，保证低温烧制成品率，且可增加产品(本发明的多孔吸水红陶蒸块)的强度，不含有重金属离子等有害成分，用作面包等食物的高温烘焙，有利于人体健康。
采用了适当比例的锂瓷石，可大大降低产品的热膨胀系数小，保证良好的抗热震性能，使本发明多孔吸水红陶蒸块可在冷热交替变化的环境中使用。
采用了适当比例的玻璃纤维可对本发明多孔吸水红陶蒸块起到良好的增强作用。
采用了适当比例的超细不锈钢纤维，其在烧制过程中不会发生化学变化，并在得到的本发明多孔吸水红陶蒸块中均匀分布，可大大提高导热性能。
本发明的制备方法工艺简单，操作简便，节省了人力和设备成本。
本发明的制备方法中先将玻璃纤维、超细不锈钢纤维混合均匀；然后在得到坯浆后，加入混合均匀的玻璃纤维、超细不锈钢纤维，继续搅拌使玻璃纤维、超细不锈钢纤维在坯浆中分散均匀；玻璃纤维、超细不锈钢纤维先想好缠绕，烧制时，玻璃纤维与其他组分结合力强，结合紧密，可增加超细不锈钢纤维与其他组分的结合力，这样还可保证超细不锈钢纤维在得到的本发明多孔吸水红陶蒸块中均匀分布，提高导热性能的同时，兼具良好的强度等力学性能。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是不能理解为对本专利的限制。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种多孔吸水红陶蒸块，由包括以下重量份的原料制成：
红壤土300～350份、
硅藻土50～60份、
赤玉土25～32份、
黏土45～55份、
长石70～82份、
锂瓷石30～38份、
玻璃纤维14～20份、
超细不锈钢纤维5～7份。
优选的，所述多孔吸水红陶蒸块由包括以下重量份的原料制成：
红壤土315～345份、
硅藻土52～57份、
赤玉土30～32份、
黏土47～50份、
长石75～79份、
锂瓷石33～36份、
玻璃纤维16～18份、
超细不锈钢纤维5.5～6.5份。
优选的，所述多孔吸水红陶蒸块由包括以下重量份的原料制成：
红壤土330份、
硅藻土54份、
赤玉土31份、
黏土48份、
长石77份、
锂瓷石35份、
玻璃纤维17份、
超细不锈钢纤维6份。
优选的，所述长石为钠长石和钾长石的混合物。
优选的，所述钠长石和钾长石的混合物中钠长石和钾长石的质量之比为10：(3.5～4.5)。
优选的，所述超细不锈钢纤维的纤度为0.03～0.08um。
本实施例还提供一种所述的多孔吸水红陶蒸块的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土、长石、锂瓷石、玻璃纤维、超细不锈钢纤维；并将玻璃纤维、超细不锈钢纤维混合均匀；
B、将长石、锂瓷石混合后，球磨30～40min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为1：2.3：0.7；
C、然后加入红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土，加入球和水调节，使混合料、球和水的重量比为1：2.2：0.65，使继续球磨30～40min；
D、过200目筛，然后进行真空除泡30min得到坯浆；加入混合均匀的玻璃纤维、超细不锈钢纤维，继续搅拌使玻璃纤维、超细不锈钢纤维在坯浆中分散均匀；并调节坯浆的固含量为60～65％，然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
E、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至750～780℃，保持5～7h，然后降温至280～310℃，保持60～90min，得到所述多孔吸水红陶蒸块。
实施例2：
一种多孔吸水红陶蒸块，由包括以下重量份的原料制成：
红壤土315份、
硅藻土52份、
赤玉土30份、
黏土47份、
长石75份、
锂瓷石33份、
玻璃纤维16份、
超细不锈钢纤维5.5份。
在本实施例中，所述长石为钠长石和钾长石的混合物。
在本实施例中，所述钠长石和钾长石的混合物中钠长石和钾长石的质量之比为10：3.8。
在本实施例中，所述超细不锈钢纤维的纤度为0.05um。
在本实施例中，所述的多孔吸水红陶蒸块的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土、长石、锂瓷石、玻璃纤维、超细不锈钢纤维；并将玻璃纤维、超细不锈钢纤维混合均匀；
B、将长石、锂瓷石混合后，球磨30min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为1：2.3：0.7；
C、然后加入红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土，加入球和水调节，使混合料、球和水的重量比为1：2.2：0.65，使继续球磨30min；
D、过200目筛，然后进行真空除泡30min得到坯浆；加入混合均匀的玻璃纤维、超细不锈钢纤维，继续搅拌使玻璃纤维、超细不锈钢纤维在坯浆中分散均匀；并调节坯浆的固含量为60％，然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
E、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至750℃，保持7h，然后降温至280℃，保持90min，得到所述多孔吸水红陶蒸块。
实施例3：
一种多孔吸水红陶蒸块，由包括以下重量份的原料制成：
红壤土345份、
硅藻土57份、
赤玉土32份、
黏土50份、
长石79份、
锂瓷石36份、
玻璃纤维18份、
超细不锈钢纤维6.5份。
在本实施例中，所述长石为钠长石和钾长石的混合物。
在本实施例中，所述钠长石和钾长石的混合物中钠长石和钾长石的质量之比为10：4.2。
在本实施例中，所述超细不锈钢纤维的纤度为0.07um。
在本实施例中，所述的多孔吸水红陶蒸块的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土、长石、锂瓷石、玻璃纤维、超细不锈钢纤维；并将玻璃纤维、超细不锈钢纤维混合均匀；
B、将长石、锂瓷石混合后，球磨40min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为1：2.3：0.7；
C、然后加入红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土，加入球和水调节，使混合料、球和水的重量比为1：2.2：0.65，使继续球磨40min；
D、过200目筛，然后进行真空除泡30min得到坯浆；加入混合均匀的玻璃纤维、超细不锈钢纤维，继续搅拌使玻璃纤维、超细不锈钢纤维在坯浆中分散均匀；并调节坯浆的固含量为65％，然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
E、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至780℃，保持5h，然后降温至310℃，保持60min，得到所述多孔吸水红陶蒸块。
实施例4：
一种多孔吸水红陶蒸块，由包括以下重量份的原料制成：
红壤土330份、
硅藻土54份、
赤玉土31份、
黏土48份、
长石77份、
锂瓷石35份、
玻璃纤维17份、
超细不锈钢纤维6份。
在本实施例中，所述长石为钠长石和钾长石的混合物。
在本实施例中，所述钠长石和钾长石的混合物中钠长石和钾长石的质量之比为10：4。
在本实施例中，所述超细不锈钢纤维的纤度为0.06um。
在本实施例中，所述的多孔吸水红陶蒸块的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土、长石、锂瓷石、玻璃纤维、超细不锈钢纤维；并将玻璃纤维、超细不锈钢纤维混合均匀；
B、将长石、锂瓷石混合后，球磨35min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为1：2.3：0.7；
C、然后加入红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土，加入球和水调节，使混合料、球和水的重量比为1：2.2：0.65，使继续球磨35min；
D、过200目筛，然后进行真空除泡30min得到坯浆；加入混合均匀的玻璃纤维、超细不锈钢纤维，继续搅拌使玻璃纤维、超细不锈钢纤维在坯浆中分散均匀；并调节坯浆的固含量为62.5％，然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
E、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至765℃，保持6h，然后降温至295℃，保持75min，得到所述多孔吸水红陶蒸块。
对比例：
名称为一种红壤土骨陶日用餐具及其制造方法，申请号为201410031544.4的中国专利公告文本。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的多孔吸水红陶蒸块以及对比例进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002273371110000081
Figure BDA0002273371110000091
从上表可以看出，与对比例相比，本发明的多孔吸水红陶蒸块导热系数高，导热性能好；热膨胀系数小，抗热震性能好，可冷热交替变化的环境中使用；吸水率高，可在食物烘焙时，给面包等食物提供水分，防止烘焙制得的面包等食物过于干巴巴的；抗压强度较高，更耐用。
此外，本发明的多孔吸水红陶蒸块属于一种无釉层陶瓷制品，在实际应用中可直接使用，既可用于明火加热环境，也可用于电加热环境；也可以在其表面进行上釉，以使其表面更加光滑，光泽度更好，也更美观，同时可提升其电绝缘性。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种多孔吸水红陶蒸块，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
红壤土300～350份、
硅藻土50～60份、
赤玉土25～32份、
黏土45～55份、
长石70～82份、
锂瓷石30～38份、
玻璃纤维14～20份、
超细不锈钢纤维5～7份。
2.根据权利要求1所述的多孔吸水红陶蒸块，其特征在于，所述多孔吸水红陶蒸块由包括以下重量份的原料制成：
红壤土315～345份、
硅藻土52～57份、
赤玉土30～32份、
黏土47～50份、
长石75～79份、
锂瓷石33～36份、
玻璃纤维16～18份、
超细不锈钢纤维5.5～6.5份。
3.根据权利要求1所述的多孔吸水红陶蒸块，其特征在于，所述多孔吸水红陶蒸块由包括以下重量份的原料制成：
红壤土330份、
硅藻土54份、
赤玉土31份、
黏土48份、
长石77份、
锂瓷石35份、
玻璃纤维17份、
超细不锈钢纤维6份。
4.根据权利要求1所述的多孔吸水红陶蒸块，其特征在于，所述长石为钠长石和钾长石的混合物。
5.根据权利要求1所述的多孔吸水红陶蒸块，其特征在于，所述钠长石和钾长石的混合物中钠长石和钾长石的质量之比为10：(3.5～4.5)。
6.根据权利要求1所述的多孔吸水红陶蒸块，其特征在于，所述超细不锈钢纤维的纤度为0.03～0.08um。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的多孔吸水红陶蒸块的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土、长石、锂瓷石、玻璃纤维、超细不锈钢纤维；并将玻璃纤维、超细不锈钢纤维混合均匀；
B、将长石、锂瓷石混合后，球磨30～40min，其中球磨时，混合料、球和水的重量比为1：2.3：0.7；
C、然后加入红壤土、硅藻土、赤玉土、黏土，加入球和水调节，使混合料、球和水的重量比为1：2.2：0.65，使继续球磨30～40min；
D、过200目筛，然后进行真空除泡30min得到坯浆；加入混合均匀的玻璃纤维、超细不锈钢纤维，继续搅拌使玻璃纤维、超细不锈钢纤维在坯浆中分散均匀；并调节坯浆的固含量为60～65%，然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
将坯体进行烧制，烧制时，先升温至750～780℃，保持5～7h，然后降温至280～310℃，保持60～90min，得到所述多孔吸水红陶蒸块。
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