CN110950632B - 可释放负氧离子的陶瓷制品及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可释放负氧离子的陶瓷制品及其制备方法，属于陶瓷技术领域。本发明的可释放负氧离子的陶瓷制品包括陶土层和釉面层，所述釉面层由陶瓷釉料组成，所述陶瓷釉料附着于所述陶土层外表面后形成釉面层，其中，所述陶土层包括如下组分：钍石、土耳其镧矿石、托玛琳、龙岩高岭土、钾长石、莫来石、改性酚醛树脂、碳化硼和聚乙烯纤维。本发明制得的可释放负氧离子的陶瓷制品高强度，安全性强。

Description

可释放负氧离子的陶瓷制品及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种可释放负氧离子的陶瓷制品及其制备方法。
背景技术
负氧离子是空气中的分子在高压或强射线的作用下被电离所产生的自由电子大部分被氧气所获得的。其中一类因此获得一些电子的带负电荷（电子带负电荷）的氧气离子被称为“负氧离子”，另一类是健康杀手超氧自由基。负离子具有抗氧化(还原性)防衰老的突出作用，而负离子的抗氧化性(还原性)是一种基本化学原理，化学反应就是电子层上电子的交换，失去电子叫氧化，得到电子叫还原，失去电子的分子(团)或原子显示正电性叫正离子，获得多余电子的分子(团)或原子显示负电性叫负离子。
而负离子的产生主要有五种，一种是大气受紫外线照射、瀑布的冲击、森林的树木、地壳岩石的释放以及通过人工负离子生成技术产生空气负离子。
随着科技的发展，研究人员研发出很多可以释放负氧离子的产品，例如可释放负氧离子的眼镜、可释放负氧离子涂料等。前几年很多城市都有雾霾现象，空气质量下降，很多人都不能正常的出门参加活动。而当空气负氧离子含量低于500个/cm³时，人体处于诱发疾病边缘，因此，空气中的负氧离子含量是极为重要的。
在中国甚至国外很多国家及地区，陶瓷制品已经深入寻常百姓家，申请人觉得，如果可以研发一种可以释放负氧离子的陶瓷制品，那对空气改善的效果将是非常可观的。
由此可见，急需设计一种高强度，安全性强，可释放负氧离子的陶瓷制品。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高强度，安全性强，可释放负氧离子的陶瓷制品。
本发明采用如下技术方案：
可释放负氧离子的陶瓷制品包括陶土层和釉面层，所述釉面层由陶瓷釉料组成，所述陶瓷釉料附着于所述陶土层外表面后形成釉面层，其中，所述陶土层包括按照质量份数计的如下组分：钍石5~8份，土耳其镧矿石1.8~2.3份，托玛琳2~4份，龙岩高岭土40~55份，钾长石23~28份，莫来石13~19份，改性酚醛树脂8~16份，碳化硼11~14份，聚乙烯纤维7~13份。
进一步的，所述釉面层包括按照所述质量份数计的如下组份：龙岩高岭土40~50份，石英30~35份，碳酸钡12~15份，广西滑石粉7~10份，硼钙石13~16份，硬脂酰乳酸钙11~12份，氧化钇7~8份，三氧化二铋9~12份。
所述的可释放负氧离子的陶瓷制品的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：制备改性酚醛树脂：
按照质量百分比计，将占酚醛树脂总量的150~200%的硼酸、20~30%氧化锌、12~18%草酸和所述酚醛树脂混合置于反应釜中进行改性反应，得改性酚醛树脂；
步骤二、原料破碎：
按照所述质量份数，将所述钍石、土耳其镧矿石、托玛琳、龙岩高岭土、钾长石和莫来石分别破碎并与所述改性酚醛树脂、碳化硼、聚乙烯纤维混合后，再将混合料经过球磨、过筛后得混合料；
步骤三、一次练泥：
将步骤二所得混合料进行压滤，然后进行一次练泥，得一次练泥料；
步骤四、二次练泥：
将步骤三所得一次练泥料进行陈腐，然后进行二次练泥，得二次练泥料；
步骤五、成型：
将步骤四所得二次练泥料进行制作成型，得陶土层成型品；
步骤六、素烧：
将步骤五所得陶土层成型品进行素烧，得陶土层；
步骤七、上釉：
将所述陶瓷釉料涂覆于步骤六所得陶土层外表面，得陶瓷制品半成品；
步骤八、烧制：
将步骤七所得陶瓷制品半成品进行烧制，冷却后得可释放负氧离子的陶瓷制品。
进一步的，步骤二所述球磨过程中，所述球磨时采用质量比为水:混合料:球=0.8~0.9:1:0.9~1.1，所述球磨的转速为400~450r/min，所述球磨时间为24~36h，所述过筛时，采用400~500目的网筛。
进一步的，步骤六所述素烧温度为700~850℃，素烧时间为2.5~3.5h。
进一步的，步骤八所述烧制时，在1320℃~1340℃恒温2~2.5h。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
第一、本发明的可释放负氧离子的陶瓷制品，其陶土层通过钍石、土耳其镧矿石和托玛琳作为负氧离子的主要释放体，用以释放负氧离子，改善空气质量。不仅如此，由于还添加了托玛琳，当陶瓷制品为盛水器皿或者餐具时，还具有洁净水质的作用；
第二、在提高本发明的陶瓷制品的释放负氧离子的性能的同时，也需要提高其他的性能，但是，不能添加过多的原料，因此，利用草酸作为催化剂，配合硼酸和氧化锌对酚醛树脂进行改性，不仅可以提高陶瓷制品的冲击力度及稳定性，还具有提高耐热性的效果。不仅如此，还通过具有提高抗弯强度的莫来石进一步提高陶瓷制品的强度，并利用聚乙烯纤维和龙岩高岭土混合作为陶土层的主要骨架，提高其强度；
第三、为了提高释放负氧离子的效果，用龙岩高岭土和石英作为主要釉面骨架，采用硬脂酰乳酸钙作为膨松剂、三氧化二铋作为催化剂，使得烧制后的釉面形成及其微小的孔隙，避免由于釉面形成封闭的釉面层而影响负氧离子的释放性能。
具体实施方式
本发明所使用的的原料均为市售品。
实施例1
可释放负氧离子的陶瓷制品，包括陶土层和釉面层，所述釉面层由陶瓷釉料组成，所述陶瓷釉料附着于所述陶土层外表面后形成釉面层，其中，所述陶土层包括按照质量份数计的如下组分：钍石5份，土耳其镧矿石1.8份，托玛琳2份，龙岩高岭土40份，钾长石23份，莫来石13份，改性酚醛树脂8份，碳化硼11份，聚乙烯纤维7份。
所述釉面层包括按照所述质量份数计的如下组份：龙岩高岭土40份，石英30份，碳酸钡12份，广西滑石粉7份，硼钙石13份，硬脂酰乳酸钙11份，氧化钇7份，三氧化二铋9份。
所述的可释放负氧离子的陶瓷制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：制备改性酚醛树脂：
按照质量百分比计，将占酚醛树脂总量的150%的硼酸、20%氧化锌、12%草酸和所述酚醛树脂混合置于反应釜中进行改性反应，得改性酚醛树脂；
步骤二、原料破碎：
按照所述质量份数，将所述钍石、土耳其镧矿石、托玛琳、龙岩高岭土、钾长石和莫来石分别破碎并与所述改性酚醛树脂、碳化硼、聚乙烯纤维混合后，再将混合料经过球磨、过筛，所述球磨过程中，所述球磨时采用质量比为水:混合料:球=0.8:1:0.9，所述球磨的转速为400r/min，所述球磨时间为24h，所述过筛时，采用400目的网筛，得混合料；
步骤三、一次练泥：
将步骤二所得混合料进行压滤，然后进行一次练泥，得一次练泥料；
步骤四、二次练泥：
将步骤三所得一次练泥料进行陈腐，然后进行二次练泥，得二次练泥料；
步骤五、成型：
将步骤四所得二次练泥料进行制作成型，得陶土层成型品；
步骤六、素烧：
将步骤五所得陶土层成型品进行素烧，所述素烧温度为700℃，素烧时间为3.5h，得陶土层；
步骤七、上釉：
将所述釉面层涂覆于步骤六所得陶土层外表面，得陶瓷制品半成品；
步骤八、烧制：
将步骤七所得陶瓷制品半成品进行烧制，所述烧制时，以恒定升温速率升温至1320℃，然后恒温2h，冷却后得可释放负氧离子的陶瓷制品。
实施例2
可释放负氧离子的陶瓷制品，包括陶土层和釉面层，所述釉面层由陶瓷釉料组成，所述陶瓷釉料附着于所述陶土层外表面后形成釉面层，其中，所述陶土层包括按照质量份数计的如下组分：钍石6份，土耳其镧矿石1.9份，托玛琳3份，龙岩高岭土42份，钾长石24份，莫来石14份，改性酚醛树脂10份，碳化硼12份，聚乙烯纤维8份。
所述釉面层包括按照所述质量份数计的如下组份：龙岩高岭土42份，石英31份，碳酸钡13份，广西滑石粉8份，硼钙石14份，硬脂酰乳酸钙12份，氧化钇8份，三氧化二铋10份。
所述的可释放负氧离子的陶瓷制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：制备改性酚醛树脂：
按照质量百分比计，将占酚醛树脂总量的160%的硼酸、22%氧化锌、14%草酸和所述酚醛树脂混合置于反应釜中进行改性反应，得改性酚醛树脂；
步骤二、原料破碎：
按照所述质量份数，将所述钍石、土耳其镧矿石、托玛琳、龙岩高岭土、钾长石和莫来石分别破碎并与所述改性酚醛树脂、碳化硼、聚乙烯纤维混合后，再将混合料经过球磨、过筛，所述球磨过程中，所述球磨时采用质量比为水:混合料:球=0.9:1:1.0，所述球磨的转速为420r/min，所述球磨时间为28h，所述过筛时，采用400目的网筛，得混合料；
步骤三、一次练泥：
将步骤二所得混合料进行压滤，然后进行一次练泥，得一次练泥料；
步骤四、二次练泥：
将步骤三所得一次练泥料进行陈腐，然后进行二次练泥，得二次练泥料；
步骤五、成型：
将步骤四所得二次练泥料进行制作成型，得陶土层成型品；
步骤六、素烧：
将步骤五所得陶土层成型品进行素烧，所述素烧温度为750℃，素烧时间为3.0h，得陶土层；
步骤七、上釉：
将所述釉面层涂覆于步骤六所得陶土层外表面，得陶瓷制品半成品；
步骤八、烧制：
将步骤七所得陶瓷制品半成品进行烧制，所述烧制时，以恒定升温速率升温至1330℃，然后恒温2.2h，冷却后得可释放负氧离子的陶瓷制品。
实施例3
可释放负氧离子的陶瓷制品，包括陶土层和釉面层，所述釉面层由陶瓷釉料组成，所述陶瓷釉料附着于所述陶土层外表面后形成釉面层，其中，所述陶土层包括按照质量份数计的如下组分：钍石7份，土耳其镧矿石2.2份，托玛琳4份，龙岩高岭土46份，钾长石26份，莫来石17份，改性酚醛树脂14份，碳化硼13份，聚乙烯纤维11份。
所述釉面层包括按照所述质量份数计的如下组份：龙岩高岭土48份，石英34份，碳酸钡14份，广西滑石粉9份，硼钙石15份，硬脂酰乳酸钙12份，氧化钇7份，三氧化二铋11份。
所述的可释放负氧离子的陶瓷制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：制备改性酚醛树脂：
按照质量百分比计，将占酚醛树脂总量的18%的硼酸、28%氧化锌、15%草酸和所述酚醛树脂混合置于反应釜中进行改性反应，得改性酚醛树脂；
步骤二、原料破碎：
按照所述质量份数，将所述钍石、土耳其镧矿石、托玛琳、龙岩高岭土、钾长石和莫来石分别破碎并与所述改性酚醛树脂、碳化硼、聚乙烯纤维混合后，再将混合料经过球磨、过筛，所述球磨过程中，所述球磨时采用质量比为水:混合料:球=0.9:1:1.1，所述球磨的转速为440r/min，所述球磨时间为32h，所述过筛时，采用400目的网筛，得混合料；
步骤三、一次练泥：
将步骤二所得混合料进行压滤，然后进行一次练泥，得一次练泥料；
步骤四、二次练泥：
将步骤三所得一次练泥料进行陈腐，然后进行二次练泥，得二次练泥料；
步骤五、成型：
将步骤四所得二次练泥料进行制作成型，得陶土层成型品；
步骤六、素烧：
将步骤五所得陶土层成型品进行素烧，所述素烧温度为780℃，素烧时间为2.5h，得陶土层；
步骤七、上釉：
将所述釉面层涂覆于步骤六所得陶土层外表面，得陶瓷制品半成品；
步骤八、烧制：
将步骤七所得陶瓷制品半成品进行烧制，所述烧制时，以恒定升温速率升温至1340℃，然后恒温2.4h，冷却后得可释放负氧离子的陶瓷制品。
实施例4
可释放负氧离子的陶瓷制品，包括陶土层和釉面层，所述釉面层由陶瓷釉料组成，所述陶瓷釉料附着于所述陶土层外表面后形成釉面层，其中，所述陶土层包括按照质量份数计的如下组分：钍石8份，土耳其镧矿石2.3份，托玛琳4份，龙岩高岭土55份，钾长石28份，莫来石19份，改性酚醛树脂16份，碳化硼14份，聚乙烯纤维13份。
所述釉面层包括按照所述质量份数计的如下组份：龙岩高岭土50份，石英35份，碳酸钡15份，广西滑石粉10份，硼钙石16份，硬脂酰乳酸钙12份，氧化钇8份，三氧化二铋12份。
所述的可释放负氧离子的陶瓷制品的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：制备改性酚醛树脂：
按照质量百分比计，将占酚醛树脂总量的200%的硼酸、30%氧化锌、18%草酸和所述酚醛树脂混合置于反应釜中进行改性反应，得改性酚醛树脂；
步骤二、原料破碎：
按照所述质量份数，将所述钍石、土耳其镧矿石、托玛琳、龙岩高岭土、钾长石和莫来石分别破碎并与所述改性酚醛树脂、碳化硼、聚乙烯纤维混合后，再将混合料经过球磨、过筛，所述球磨过程中，所述球磨时采用质量比为水:混合料:球=0.9:1:0.9，所述球磨的转速为450r/min，所述球磨时间为36h，所述过筛时，采用500目的网筛，得混合料；
步骤三、一次练泥：
将步骤二所得混合料进行压滤，然后进行一次练泥，得一次练泥料；
步骤四、二次练泥：
将步骤三所得一次练泥料进行陈腐，然后进行二次练泥，得二次练泥料；
步骤五、成型：
将步骤四所得二次练泥料进行制作成型，得陶土层成型品；
步骤六、素烧：
将步骤五所得陶土层成型品进行素烧，所述素烧温度为700℃，素烧时间为2.5h，得陶土层；
步骤七、上釉：
将所述釉面层涂覆于步骤六所得陶土层外表面，得陶瓷制品半成品；
步骤八、烧制：
将步骤七所得陶瓷制品半成品进行烧制，所述烧制时，以恒定升温速率升温至1340℃，然后恒温2.5h，冷却后得可释放负氧离子的陶瓷制品。
将实施例1~4制得的可释放负氧离子的陶瓷制品进行性能检测，结果如表1：
其中，采用COM-3010PRO（日本产）对制得的陶瓷制品进行负氧离子含量测试，方法如下：
将COM-3010PRO测试仪放在陶瓷制品边上，10s后在COM-3010PRO测试仪上直接显示负氧离子的含量；
表1：实施例1~4所得的可释放负氧离子的陶瓷制品的检测结果
Figure 624462DEST_PATH_IMAGE002
从表1中可知，实施例1~4制得可释放负氧离子的陶瓷制品具有优异的抗热震性能，且铅铬溶出量低，符合标准要求，同时，具有可释放负氧离子的性能。
本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.可释放负氧离子的陶瓷制品，其特征在于，包括陶土层和釉面层，所述釉面层由陶瓷釉料组成，所述陶瓷釉料附着于所述陶土层外表面后形成釉面层，其中，所述陶土层包括按照质量份数计的如下组分：钍石5~8份，土耳其镧矿石1.8~2.3份，托玛琳2~4份，龙岩高岭土40~55份，钾长石23~28份，莫来石13~19份，改性酚醛树脂8~16份，碳化硼11~14份，聚乙烯纤维7~13份；
所述釉面层包括按照所述质量份数计的如下组份：龙岩高岭土40~50份，石英30~35份，碳酸钡12~15份，广西滑石粉7~10份，硼钙石13~16份，硬脂酰乳酸钙11~12份，氧化钇7~8份，三氧化二铋9~12份；
所述的可释放负氧离子的陶瓷制品的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：制备改性酚醛树脂：
按照质量百分比计，将占酚醛树脂总量的150~200%的硼酸、20~30%氧化锌、12~18%草酸和所述酚醛树脂混合置于反应釜中进行改性反应，得改性酚醛树脂；
步骤二、原料破碎：
按照所述质量份数，将所述钍石、土耳其镧矿石、托玛琳、龙岩高岭土、钾长石和莫来石分别破碎并与所述改性酚醛树脂、碳化硼、聚乙烯纤维混合后，再将混合料经过球磨、过筛后得混合料；
步骤三、一次练泥：
将步骤二所得混合料进行压滤，然后进行一次练泥，得一次练泥料；
步骤四、二次练泥：
将步骤三所得一次练泥料进行陈腐，然后进行二次练泥，得二次练泥料；
步骤五、成型：
将步骤四所得二次练泥料进行制作成型，得陶土层成型品；
步骤六、素烧：
将步骤五所得陶土层成型品进行素烧，得陶土层；
步骤七、上釉：
将所述陶瓷釉料涂覆于步骤六所得陶土层外表面，得陶瓷制品半成品；
步骤八、烧制：
将步骤七所得陶瓷制品半成品进行烧制，冷却后得可释放负氧离子的陶瓷制品。
2.根据权利要求1所述的可释放负氧离子的陶瓷制品的制备方法，其特征在于，步骤二所述球磨过程中，所述球磨时采用质量比为水:混合料:球=0.8~0.9:1:0.9~1.1，所述球磨的转速为400~450r/min，所述球磨时间为24~36h，所述过筛时，采用400~500目的网筛。
3.根据权利要求1所述的可释放负氧离子的陶瓷制品的制备方法，其特征在于，步骤六所述素烧温度为700~850℃，素烧时间为2.5~3.5h。
4.根据权利要求1所述的可释放负氧离子的陶瓷制品的制备方法，其特征在于，步骤八所述烧制时，在1320℃~1340℃恒温2~2.5h。
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