CN110885242A - 抗热震环保日用陶瓷制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗热震环保日用陶瓷制品及其制备方法，所述抗热震环保日用陶瓷制品由包括以下重量份的原料制成：莫来石粉100～125份、锂瓷石粉20～27份、锂长石粉12～17份、凹凸棒石黏土30～36份、二氧化硅纤维45～60份、硅铝镁高强纤维20～30份。本发明的抗热震环保日用陶瓷制品热膨胀系数小，抗热震性能好，耐热性能好，可在高温环境及冷热交替变化的环境（抗热震性700～20℃）中长期使用，不容易出现开裂等，用户体验好，使用寿命长；此外，本发明的抗热震环保日用陶瓷制品表面较为光滑，可直接作为日用陶瓷使用，可节省上釉工序，节省加工成本，强度等综合性能好。

Description

抗热震环保日用陶瓷制品及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷制品领域，具体涉及一种抗热震环保日用陶瓷制品及其制备方法。
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，目前所使用的日用陶瓷制品还存在以下问题：
1、热膨胀系数较高，抗热震性能差，耐热性能差，在高温环境及冷热交替变化的环境中使用容易出现开裂等，用户体验差；
2、外观(必须上釉)、强度等综合性能差。
发明内容
基于上述情况，本发明的目的在于提供一种抗热震环保日用陶瓷制品及其制备方法，可有效解决以上问题。本发明的抗热震环保日用陶瓷制品通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的抗热震环保日用陶瓷制品，热膨胀系数小，抗热震性能好，耐热性能好，可在高温环境及冷热交替变化的环境(抗热震性700～20℃)中长期使用，不容易出现开裂等，用户体验好，使用寿命长；此外，本发明的抗热震环保日用陶瓷制品表面较为光滑，可直接作为日用陶瓷使用，可节省上釉工序，节省加工成本，强度等综合性能好。
为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种抗热震环保日用陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉 100～125份、
锂瓷石粉 20～27份、
锂长石粉 12～17份、
凹凸棒石黏土 30～36份、
二氧化硅纤维 45～60份、
硅铝镁高强纤维 20～30份。
本发明的抗热震环保日用陶瓷制品通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的抗热震环保日用陶瓷制品，热膨胀系数小，抗热震性能好，能够在高温环境中长期使用，表面不会出现开裂，可满足对抗热震要求较高的使用要求；抗压强度高，力学性能好，耐用；且各原料组分均选用天然岩土或石材，重金属，如，铅、镉等含量低，制得的抗热震环保日用陶瓷制品，重金属溶出也少，健康环保。此外，本发明的抗热震环保日用陶瓷制品表面较为光滑，可直接作为日用陶瓷使用，可节省上釉工序，节省加工成本。
本发明的抗热震环保日用陶瓷制品的原料中，均采用粉料，且种类较少，优化了原料成本，降低了原料种类多引起的混合、调配不均导致成品合格率低等问题的出现，提升了产品的质量稳定性，更好地保证了本发明的抗热震环保日用陶瓷制品的抗热震性能以及抗压强度高等综合使用性能好，耐用。
优选的，所述抗热震环保日用陶瓷制品由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉 105～120份、
锂瓷石粉 21～25份、
锂长石粉 14～16份、
凹凸棒石黏土 32～35份、
二氧化硅纤维 48～55份、
硅铝镁高强纤维 24～28份。
优选的，所述抗热震环保日用陶瓷制品由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉 112份、
锂瓷石粉 23份、
锂长石粉 15份、
凹凸棒石黏土 34份、
二氧化硅纤维 52份、
硅铝镁高强纤维 26份。
优选的，所述莫来石粉为锆莫来石粉。
优选的，所述莫来石粉、锂瓷石粉和锂长石粉的粒度均为3000目。
优选的，所述凹凸棒石黏土的粒度为5000目。
本发明还提供一种所述的抗热震环保日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维；
B、将莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维送入高速搅拌混合机，搅拌混合均匀，得到陶瓷粉料混合物；
C、往陶瓷粉料混合物中逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
D、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至1250～1280℃，保持5～7h，然后降温至450～500℃，保持60～90min，得到所述抗热震环保日用陶瓷制品。
优选的，步骤C中，所述坯浆的固含量为60～65％。
优选的，步骤D中，升温速率为10～20℃/min；降温速率为20～30℃/min。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的抗热震环保日用陶瓷制品通过精选原料组成，并优化各原料含量，选择了适当配比的莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维，既充分发挥各自的优点，又相互补充，相互促进，制得的抗热震环保日用陶瓷制品，热膨胀系数小，抗热震性能好，能够在高温环境中长期使用，表面不会出现开裂，可满足对抗热震要求较高的使用要求；抗压强度高，力学性能好，耐用；且各原料组分均选用天然岩土或石材，重金属，如，铅、镉等含量低，制得的抗热震环保日用陶瓷制品，重金属溶出也少，健康环保。此外，本发明的抗热震环保日用陶瓷制品表面较为光滑，可直接作为日用陶瓷使用，可节省上釉工序，节省加工成本。
本发明的抗热震环保日用陶瓷制品的原料中，均采用粉料，且种类较少，优化了原料成本，降低了原料种类多引起的混合、调配不均导致成品合格率低等问题的出现，提升了产品的质量稳定性，更好地保证了本发明的抗热震环保日用陶瓷制品的抗热震性能以及抗压强度高等综合使用性能好，耐用。
本发明的抗热震环保日用陶瓷制品的原料中，采用了适当比例的莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉相搭配，三者相互配合，起到良好的协同作用，使制得的抗热震环保日用陶瓷制品，热膨胀系数小，抗热震性能好，能够在高温环境中长期使用，表面不会出现开裂，可满足对抗热震要求较高的使用要求；同时具有较高抗压强度等力学性能；其中莫来石(尤其是锆莫来石，具有优异的抗热震性能)粉，配合锂瓷石粉，起到良好的协同作用，使制得的抗热震环保日用陶瓷制品具有优异的抗热震性能；莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉(主要用于降低烧制温度，节约烧制能源，保证产品性能)相搭配，三者相互配合，还能改善本发明的抗热震环保日用陶瓷制品表面外观性能，是产品表面光滑；
采用了适当比例的凹凸棒石黏土，可增加本发明的抗热震环保日用陶瓷制品可中各组分的结合强度，从而提高产品(本发明的抗热震环保日用陶瓷制品)的韧性、强度，降低易碎性；
采用了适当比例的二氧化硅纤维，与其他组分相互配合，起到良好的协同作用，使本发明的抗热震环保日用陶瓷制品的抗压强度等力学性能大大提升，提升综合使用性能，延长使用寿命；
采用了适当比例的硅铝镁高强纤维，与其他组分相互配合，起到良好的协同作用，使本发明的抗热震环保日用陶瓷制品的抗压强度等力学性能进一步提升，进一步提升综合使用性能，且与二氧化硅纤维良好的协同作用，具有延长使用寿命。
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。
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：
一种抗热震环保日用陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉 100～125份、
锂瓷石粉 20～27份、
锂长石粉 12～17份、
凹凸棒石黏土 30～36份、
二氧化硅纤维 45～60份、
硅铝镁高强纤维 20～30份。
优选的，所述抗热震环保日用陶瓷制品由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉 105～120份、
锂瓷石粉 21～25份、
锂长石粉 14～16份、
凹凸棒石黏土 32～35份、
二氧化硅纤维 48～55份、
硅铝镁高强纤维 24～28份。
优选的，所述抗热震环保日用陶瓷制品由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉 112份、
锂瓷石粉 23份、
锂长石粉 15份、
凹凸棒石黏土 34份、
二氧化硅纤维 52份、
硅铝镁高强纤维 26份。
优选的，所述莫来石粉为锆莫来石粉。
优选的，所述莫来石粉、锂瓷石粉和锂长石粉的粒度均为3000目。
优选的，所述凹凸棒石黏土的粒度为5000目。
本实施例还提供一种所述的抗热震环保日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维；
B、将莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维送入高速搅拌混合机，搅拌混合均匀，得到陶瓷粉料混合物；
C、往陶瓷粉料混合物中逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
D、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至1250～1280℃，保持5～7h，然后降温至450～500℃，保持60～90min，得到所述抗热震环保日用陶瓷制品。
优选的，步骤C中，所述坯浆的固含量为60～65％。
优选的，步骤D中，升温速率为10～20℃/min；降温速率为20～30℃/min。
实施例2：
一种抗热震环保日用陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉 105份、
锂瓷石粉 21份、
锂长石粉 14份、
凹凸棒石黏土 32份、
二氧化硅纤维 48份、
硅铝镁高强纤维 24份。
在本实施例中，所述莫来石粉为锆莫来石粉。
在本实施例中，所述莫来石粉、锂瓷石粉和锂长石粉的粒度均为3000目。
在本实施例中，所述凹凸棒石黏土的粒度为5000目。
在本实施例中，所述的抗热震环保日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维；
B、将莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维送入高速搅拌混合机，搅拌混合均匀，得到陶瓷粉料混合物；
C、往陶瓷粉料混合物中逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
D、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至1250℃，保持7h，然后降温至450℃，保持90min，得到所述抗热震环保日用陶瓷制品。
在本实施例中，步骤C中，所述坯浆的固含量为60％。
在本实施例中，步骤D中，升温速率为10℃/min；降温速率为20℃/min。
实施例3：
一种抗热震环保日用陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉 120份、
锂瓷石粉 25份、
锂长石粉 16份、
凹凸棒石黏土 35份、
二氧化硅纤维 55份、
硅铝镁高强纤维 28份。
在本实施例中，所述莫来石粉为锆莫来石粉。
在本实施例中，所述莫来石粉、锂瓷石粉和锂长石粉的粒度均为3000目。
在本实施例中，所述凹凸棒石黏土的粒度为5000目。
在本实施例中，所述的抗热震环保日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维；
B、将莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维送入高速搅拌混合机，搅拌混合均匀，得到陶瓷粉料混合物；
C、往陶瓷粉料混合物中逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
D、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至1280℃，保持5h，然后降温至500℃，保持60min，得到所述抗热震环保日用陶瓷制品。
在本实施例中，步骤C中，所述坯浆的固含量为65％。
在本实施例中，步骤D中，升温速率为20℃/min；降温速率为30℃/min。
实施例4：
一种抗热震环保日用陶瓷制品，由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉 112份、
锂瓷石粉 23份、
锂长石粉 15份、
凹凸棒石黏土 34份、
二氧化硅纤维 52份、
硅铝镁高强纤维 26份。
在本实施例中，所述莫来石粉为锆莫来石粉。
在本实施例中，所述莫来石粉、锂瓷石粉和锂长石粉的粒度均为3000目。
在本实施例中，所述凹凸棒石黏土的粒度为5000目。
在本实施例中，所述的抗热震环保日用陶瓷制品的制备方法，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维；
B、将莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维送入高速搅拌混合机，搅拌混合均匀，得到陶瓷粉料混合物；
C、往陶瓷粉料混合物中逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
D、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至1260℃，保持6h，然后降温至480℃，保持80min，得到所述抗热震环保日用陶瓷制品。
在本实施例中，步骤C中，所述坯浆的固含量为63％。
在本实施例中，步骤D中，升温速率为15℃/min；降温速率为25℃/min。
对比例：
名称为一种含有纳米凹凸棒土的日用陶瓷制品，申请号为201410002620.9的中国专利公告文本。
下面对本发明实施例2至实施例4得到的抗热震环保日用陶瓷制品以及对比例进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
Figure BDA0002307609600000071
Figure BDA0002307609600000081
从上表可以看出，与对比例相比，本发明的抗热震环保日用陶瓷制品具有以下优点：热膨胀系数小，抗热震性能好；抗压强度高，力学性能好，耐用。
此外，本发明的抗热震环保日用陶瓷制品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等。
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 (8)

1.一种抗热震环保日用陶瓷制品，其特征在于，由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉100～125份、
锂瓷石粉20～27份、
锂长石粉12～17份、
凹凸棒石黏土30～36份、
二氧化硅纤维45～60份、
硅铝镁高强纤维20～30份。
2.根据权利要求1所述的抗热震环保日用陶瓷制品，其特征在于，所述抗热震环保日用陶瓷制品由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉105～120份、
锂瓷石粉21～25份、
锂长石粉14～16份、
凹凸棒石黏土32～35份、
二氧化硅纤维48～55份、
硅铝镁高强纤维24～28份。
3.根据权利要求1所述的抗热震环保日用陶瓷制品，其特征在于，所述抗热震环保日用陶瓷制品由包括以下重量份的原料制成：
莫来石粉112份、
锂瓷石粉23份、
锂长石粉15份、
凹凸棒石黏土34份、
二氧化硅纤维52份、
硅铝镁高强纤维26份。
4.根据权利要求1所述的抗热震环保日用陶瓷制品，其特征在于，所述莫来石粉为锆莫来石粉。
5.根据权利要求1所述的抗热震环保日用陶瓷制品，其特征在于，所述莫来石粉、锂瓷石粉和锂长石粉的粒度均为3000目。
6.根据权利要求1所述的抗热震环保日用陶瓷制品，其特征在于，所述凹凸棒石黏土的粒度为5000目。
7.一种如权利要求1至6任一项所述的抗热震环保日用陶瓷制品的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
A、按重量份，分别称取莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维；
B、将莫来石粉、锂瓷石粉、锂长石粉、凹凸棒石黏土、二氧化硅纤维和硅铝镁高强纤维送入高速搅拌混合机，搅拌混合均匀，得到陶瓷粉料混合物；
C、往陶瓷粉料混合物中逐渐加入水，并进行搅拌，然后进行除泡，得到坯浆；然后定型得到粗坯，自然阴干，利坯，制得坯体；
D、将坯体进行烧制，烧制时，先升温至1250～1280℃，保持5～7h，然后降温至450～500℃，保持60～90min，得到所述抗热震环保日用陶瓷制品。
8.根据权利要求7所述的抗热震环保日用陶瓷制品的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述坯浆的固含量为60～65%。
根据权利要求7所述的抗热震环保日用陶瓷制品的制备方法，其特征在于，步骤D中，升温速率为10～20℃/min；降温速率为20～30℃/min。
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