CN111004016A - 一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法 - Google Patents

一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法，属于制备领域，方法包括按重量分数选用南宁红陶陶土65％，石英15％，平果铝矾土20％，火山石5％混合；把混合配料加水球磨半小时，经滤压练泥，得到多孔陶制品胚泥；用以上胚泥经成型设备挤压成为所需要的多孔陶材料形状；烧制过程使用三段升温阶段和一个保温阶段，初段为快速升温阶段，中段为适中升温阶段，后端为慢速升温阶段。本发明以南宁红陶陶土为基材，经过一定的配比加工，可以更好地控制气孔率和材料性能，原材料廉价易得，可以更好地开发利用南宁本土资源，解决广西及周边地区使用多孔陶瓷材料的问题。

Description

一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法
技术领域
本发明涉及多孔陶瓷制备领域，尤其涉及一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法。
背景技术
多孔陶瓷材料是一种应用广泛的工业陶瓷产品，目前，国内各种制造多孔陶瓷的主要材料是氧化铝、石英和高岭土，少部分是用一般粘土，烧造的方法也多种多样，主要区别都是在造孔剂的使用上，主流的技术路径还是添加有机造孔剂和无极造孔剂的区别。目前国内的多孔陶瓷市场主要集中在沿海地区和经济相对发展较快的东部地区，受限于原材料和技术、市场等原因，多孔陶瓷主要产区只有江西萍乡、广东广州等少数几个地区。
广西是多孔陶瓷的消耗大省区，每年消耗的各类多孔陶瓷就有几千吨，价值上亿元。同时广西也是全国有名的陶瓷生产大省区之一，但是到目前为止，广西没有任何一家从事多孔陶瓷生产的厂家。本发明是利用广西南宁红陶的丰富资源制造多孔陶瓷，不但能解决本地的使用问题，也能促进本地经济发展，本发明的选材大多为本土材料，所烧造的多孔陶瓷材料具有地方资源特征，这样有利于利用本地资源进入本地经济的循环发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法，根据南宁红陶的材料特点选择铝矾土和火山石作为造孔剂，的目标是拓展多孔陶瓷的种类和生产，解决背景技术中所提到的广西多孔陶瓷生产的技术问题。
一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法，所述方法包括如下步骤：
步骤1：选用南宁红陶陶土65％，石英15％，平果铝矾土20％，火山石5％混合；
步骤2：以上配料加水球磨半小时，经滤压练泥，得到多孔陶制品胚泥；
步骤3：用以上胚泥经成型设备挤压成为所需要的多孔陶材料形状；
步骤4：烧制过程初段升温速度要快，中段升温速度要适中，后端升温速度要慢。
进一步地，所述步骤1中的南宁红陶陶土，Al2O3含量在17.38-19.25之间，SiO2含量在64.06-68.28之间，Te2O3含量在6.07-7.18之间，泥浆目数为80--120目之间；铝矾土Al2O3含量在46.52-60.41之间，SiO2含量在17.82-22.96之间，Te2O3含量在9.87-14.01之间，粉料目数为180-250目之间；火山石Al2O3含量在16.89-20.41之间，SiO2含量在52.81-58.66之间，Te2O3含量在15.41-16.89之间，粉料目数为100-180目之间。
进一步地，所述步骤2水与粉料的重量比为1：1。
进一步地，所述步骤4中初段升温300度为1.5小时，700度为2.5小时，1050度为3小时，保温0.5小时。
其中，在步骤3与步骤4之间还包括了，当多孔陶材料形状的胚体自然干燥后，把多孔陶材料形状的胚体浸入专用草木灰釉料，浸釉厚度约1mm，静置待干。
专用草木灰釉料的具体制备过程为：按重量比取石英20％-25％、钠长石35％-42％、滑石4％-5％、高岭土6％-10％、三氧化二铁9％-13％、方解石8％-12％、草木灰8％-13％进行混合，各成分均为干粉重量比例，其中草木灰为南宁本地棕榈树干树叶焚烧后得到的灰烬，灰烬中P2O5含量约为6％，K2CO3含量约为13％，三氧化二铁为工业级，含量为96％，高岭土为Al2O3含量36％，SiO2含量为47％。混合粉料加入1：1水球磨3小时；倒出浆料，过250目筛，静置1小时；根据施釉方式调制不同的含水量浆料，加入羟基纤维素用搅拌机搅拌，静置1小时后待用，施釉方式包括喷釉法和浸釉法，使用喷釉法时，把浆料的含水量控制在55％-65％之间，使用浸釉法时，浆料的含水量控制在38％-48％之间。加入羟基纤维素的比例为总浆料的5％-8％之间，搅拌时间为20分钟，静置1小时是让搅拌过的纤维素充分溶于水，浆料充分增稠。
本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
1)、制品有较高的气孔率，平均气孔率在42％左右，这与南宁红陶陶土与铝矾土都有较高的铝含量有很大的关系。
2)、制品的弯曲强度优秀，在同等气孔率条件下弯曲强度较强。南宁红陶陶土的硅、铝、铁含量较高、粘度较强，再加上石英提供的硅元素产生适量的玻化左右，从而提高了制品的弯曲强度。
附图说明
图1为本发明气孔率与弯曲强度性能图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本发明进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本发明的这些方面。
实施例1
步骤1，选用6.3Kg100目南宁红陶陶土，石英1.2Kg，苹果铝矾土1.8Kg，火山石0.7Kg。
步骤2，以上粉料加入10生水，球磨0.5小时
步骤3，得到浆料压滤得到泥料，压胚成型中孔柱体，切断成2cm柱体，晾干。
步骤4，烧制，300度升温1.5小时，700度为2.5小时，1050度为3小时，保温0.5小时。
以上步骤烧制成品，经广西壮族自治区冶金产品质量检验站检验，气孔率为43.6％，弯曲强度平均值为6.2MPa。
实施例2
步骤1，选用6.5Kg100目南宁红陶陶土，石英0.9Kg，苹果铝矾土2.0Kg，火山石0.6Kg。
步骤2，以上粉料加入10生水，球磨0.5小时
步骤3，得到浆料压滤得到泥料，压胚成型中孔柱体，切断成2cm柱体，晾干。
步骤4，烧制，300度升温1.5小时，700度为2.5小时，1030度为3小时，保温0.5小时。
以上步骤烧制成品，经广西壮族自治区冶金产品质量检验站检验，气孔率为42.5％，弯曲强度平均值为5.8MPa。
实施例3
步骤1，选用6.5Kg100目南宁红陶陶土，石英0.8Kg，苹果铝矾土2.2Kg，火山石0.5Kg。
步骤2，以上粉料加入10生水，球磨0.5小时
步骤3，得到浆料压滤得到泥料，压胚成型中孔柱体，切断成2cm柱体，晾干。
步骤4，烧制，300度升温1.5小时，700度为2.5小时，1010度为3小时，保温0.5小时。
以上步骤烧制成品，经广西壮族自治区冶金产品质量检验站检验，气孔率为45.1％，弯曲强度平均值为5.2MPa。
实施例4
步骤1，选用6.5Kg100目南宁红陶陶土，石英0.8Kg，苹果铝矾土2.2Kg，火山石0.5Kg。
步骤2，以上粉料加入10生水，球磨0.5小时
步骤3，得到浆料压滤得到泥料，压胚成型中孔柱体，切断成2cm柱体，晾干。
步骤4，多孔陶材料形状的胚体自然干燥后，把多孔陶材料形状的胚体浸入专用草木灰釉料，浸釉厚度约1mm，静置待干。
步骤5，烧制，300度升温1.5小时，700度为2.5小时，1010度为3小时，保温0.5小时。
以上步骤烧制成品，经广西壮族自治区冶金产品质量检验站检验，气孔率为45.1％，弯曲强度平均值为5.2MPa，同时烧制的成品是。本方案烧制的多空陶瓷表面的釉色为黑底黄斑点的花釉，由于Fe2O3和草木灰中P2O5的作用，使得斑点很密集，效果如图1所示，形成很有特色的艺术效果，经检测，铅镉溶出量均达到国家标准。
本技术方案各种原材料易得，特别是草木灰很具有本地特色，其他种类草木灰则完全没有这样的效果，这是本技术方案的独特之处，本技术方案也很贴近南宁红陶的生产实际，操作方便，用于南宁红陶的装饰就会大大改善南宁红陶的装饰效果。
本发明的胚式为：
Figure BDA0002329952030000051
本发明具体参数表入下表1所示：
Figure BDA0002329952030000052
以上数据显示，南宁红陶陶土与铝矾土的合适比例在一定的烧制温度下能形成很好的气孔率，在同等气孔率条件下弯曲强度较强，这是南宁红陶这一材料很合适烧制多孔材料的体现。
本方案的优点在于南宁红陶与铝矾土的配比，铝矾土成为南宁红陶的优秀造孔剂，诸多文献采用其他造孔剂在同等烧制温度条件下气孔率在34％-38％之间，而本方案的气孔率约42％。
图1的曲线变化显示，制品的气孔率与南宁红陶陶土的使用量和铝矾土的使用量成正比，与产品的弯曲强度成反比，石英的使用量虽然能提高产品的烧制温度，由于其产生部分玻化作用而降低气孔率。制品的烧结温度越高，弯曲强度就越高，同时气孔率也下降。而关键在于，本方案提供了南宁红陶与高铁铝矾土的恰当的配比方案，烧制的制品在气孔率和弯曲强度的结合点使其有较宽的适应面，从而提高产品性能。
目前多孔陶瓷在水处理、环境治理、催化剂、过滤、吸音、隔热、生物医药等领域，近年还拓展出海水养殖和海水处理等与海洋经济相关的领域，市场前景广阔，目前国内的主要产区只有江西萍乡以及广东广州等少数几个产区，且受到原材料的限制，成本高而产量低。本发明以南宁红陶陶土为基材，经过一定的配比加工，可以更好地控制气孔率和材料性能，原材料廉价易得，可以更好地开发利用南宁本土资源，解决广西及周边地区使用多孔陶瓷材料的问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
步骤1：按重量分数选用南宁红陶陶土65％，石英15％，平果铝矾土20％，火山石5％混合；
步骤2：把混合配料加水球磨半小时，经滤压练泥，得到多孔陶制品胚泥；
步骤3：用以上胚泥经成型设备挤压成为所需要的多孔陶材料形状；
步骤4：烧制过程使用三段升温阶段和一个保温阶段，初段为快速升温阶段，中段为适中升温阶段，后端为慢速升温阶段。
2.根据权利要求1所述的一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，所述南宁红陶陶土中，Al2O3含量为17.38-19.25％，SiO2含量为64.06-68.28％，Te2O3含量为6.07-7.18％，泥浆目数为80-120目；平果铝矾土Al2O3含量为46.52—60.41％，SiO2含量为17.82-22.96％，Te2O3含量为9.87-14.01％，粉料目数为180-250目；火山石Al2O3含量为16.89-20.41％，SiO2含量为52.81-58.66％，Te2O3含量为15.41-16.89％，粉料目数为100-180目。
3.根据权利要求1所述的一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法，其特征在于：所述步骤2水与粉料的重量比为1：1。
4.根据权利要求1所述的一种以南宁红陶陶土为基材的多孔陶制品的制备方法，其特征在于：所述步骤4中初段升温为300度，时间为1.5小时，中段升温为700度，时间为2.5小时，后端升温为1050度，时间为3小时，保温0.5小时。
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