CN113200734A - 一种低吸水率的高稳定性陶罐及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石20‑40份，石英15‑30份，钾长石10‑15份，氧化锆1‑5份，氧化铝5‑10份，碳化硅1‑3份，稳定剂丙二醇二癸酸酯3‑7份，抗性糊精1‑4份；釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土10‑20份，滑石10‑25份，石灰石5‑10份，氧化锆1‑3份，羧甲基纤维素钠0.1‑1份。本发明还公开了一种低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法。本发明制备所得的陶罐具有低吸水率、高稳定性的特点。
Description
技术领域
本发明涉及陶罐生产加工技术领域，具体涉及到一种低吸水率的高稳定性陶罐及其制备方法。
背景技术
陶瓷行业是我国最古老的行业之一，陶瓷是陶器与瓷器的统称，陶与瓷的质地不同、性质各异。陶，是以粘性较高、可塑性较强的粘土为主要原料制成的，不透明、有细微气孔和微弱的吸水性，击之声浊。瓷是以粘土、长石和石英制成，半透明，不吸水、抗腐蚀，胎质坚硬紧密，叩之声脆。
传统上，陶瓷是指所有以粘土为主要原料与其它天然矿物原料进过粉碎、混炼、成形、烧结等过程而制成的各种制品。广义上，陶瓷是用陶瓷生产方法制造的无机非金属固体材料和制品的通称。
传统陶瓷又称普通陶瓷，是以粘土等天然硅酸盐为主要原料烧成的制品；现代陶瓷又称新型陶瓷、精细陶瓷或特种陶瓷。陶瓷具有优异的绝缘、耐腐蚀、耐高温、硬度高、密度低、耐辐射等诸多优点，已在国民经济各领域得到广泛应用。传统陶瓷制品包括日用陶瓷、建筑卫生陶瓷、工业美术陶瓷、化工陶瓷、电气陶瓷等，种类繁多，性能各异。随着高新技术工业的兴起，各种新型特种陶瓷也获得较大发展，陶瓷已日趋成为卓越的结构材料和功能材料。它们具有比传统陶瓷更高的耐温性能，力学性能，特殊的电性能和优异的耐化学性能。
陶罐是陶瓷制造的一种盛液体或食品的陶制容器。随着科学技术的进步，人们对于陶罐的性能要求也越来越高。陶罐在日常储物的过程中，当其储物时间过长时，陶罐很可能因其稳定性不好而造成陶罐的损坏，例如开裂；同时在存放过程中，若陶罐的吸水率过高很容易将空气中的水吸附在陶罐上，从而造成陶罐表面破损，还会影响陶罐内物品的存放。人们对于陶罐的高稳定性以及低吸水率的要求越来越高，提高陶罐的稳定性以及降低陶罐的吸水率是目前人们迫切所需的。
文献《抛光废渣轻质陶瓷砖热稳定性的研究》公开了陶瓷热稳定性最优时，其吸水率也最小，但是上述文献并没有公开在陶罐中加入哪些稳定剂能让陶罐热稳定性最优时，吸水率也最小。
发明内容
本发明的目的是提供一种低吸水率的高稳定性陶罐，用于解决现有技术中陶罐稳定性最优时，吸水率也最小的技术问题。
为达上述目的，本发明的一个实施例中提供了一种低吸水率的高稳定陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：
高岭石20-40份，石英15-30份，钾长石10-15份，
氧化锆1-5份，氧化铝5-10份，碳化硅1-3份，
稳定剂丙二醇二癸酸酯3-7份，抗性糊精1-4份；
釉料包括以下按重量份配比的原料：
高岭土10-20份，滑石10-25份，石灰石5-10份，
氧化锆1-3份，羧甲基纤维素钠0.1-1份。
本发明优选的方案之一，坯料包括以下按重量份数配比的原料：
高岭石30份，石英22.5份，钾长石12.5份，
氧化锆2.5份，氧化铝7.5份，碳化硅2份，
稳定剂丙二醇二癸酸酯5份，抗性糊精2.5份；
釉料包括以下按重量份配比的原料：
高岭土15份，滑石17.5份，石灰石7.5份，
氧化锆2份，羧甲基纤维素钠0.55份。
本发明优选的方案之一，高岭石和滑石均采用破碎机破碎。
基于本发明提出的低吸水率的高稳定性陶罐，本发明还公开了低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法，包括以下步骤：
(1)坯料制备
a.按照重量份将高岭石、石英以及钾长石粉碎和第一次过筛；
b.按照重量份称取坯料中剩余原料和水，高速搅拌混合，球磨，然后进行第二次过筛，从而制得坯料；
(2)成型：将制备好的坯料采用等静压的方式成型；
(3)烧结：将成型好的坯料放入烧结炉中烧结，烧成完成后取出坯体；
(4)釉料制备
a.按照重量份将滑石和石灰石混合均匀，粉碎和第一次过筛；
b.按照重量份加入剩余原料和水，在搅拌机中进行高速搅拌混合，球磨，然后进行第二次过筛，从而制得釉料；
(5)施釉：采用喷釉法上釉，并且釉层厚度为0.2-0.5mm；
(6)烧成：将施釉坯体置于烧结炉中烧成，烧成完成后取出得到低吸水率的高稳定性陶罐。
本发明优选的方案之一，步骤(1)a和步骤(4)a中，第一次过筛的筛目均为50-100目。
本发明优选的方案之一，步骤(1)b中，高速搅拌的速率为350-500r/min，第二次过筛的筛目为200-300目，球磨的速率为250-400r/min，球磨时长为1-3h。
本发明优选的方案之一，步骤(3)中，烧结炉为高温烧结炉，烧结的烧结温度为1150-1250℃，烧结速率为5-7℃/min，保温时间为3-4h，降温速率为5-6℃/min，当温度降至80-100℃取出陶罐坯体。
本发明优选的方案之一，步骤(4)b中，高速搅拌的速率为300-400r/min，第二次过筛的筛目为250-350目，球磨的速率为400-450r/min，球磨时长为1-1.5h。
本发明优选的方案之一，步骤(6)中，烧结炉为高温烧结炉，烧成的烧成温度为1000-1100℃，烧成速率为6-7℃/min，保温时间为1-2h，降温速率7-8℃/min，当温度降至80-100℃取出，制得低吸水率的高稳定性陶罐。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明原料广泛，制备工艺简单，通过各原料之间的相互混合并且发挥协同作用，制备所得的陶罐具有低吸水率、高稳定性的优异性能。
2、本发明在陶罐的坯料中掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和抗性糊精，丙二醇二癸酸酯和抗性糊精之间相互协调作用，使得陶罐的整体性能提升，并且当陶罐的稳定性达到最优时，吸水率也最小。
具体实施方式
实施例1
一种低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石30份，石英22.5份，钾长石12.5份，氧化锆2.5份，氧化铝7.5份，碳化硅2份，稳定剂丙二醇二癸酸酯5份，抗性糊精2.5份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土15份，滑石17.5份，石灰石7.5份，氧化锆2份，羧甲基纤维素钠0.55份。
一种低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法，包括以下步骤：
(1)坯料制备
a.按照重量份将高岭石、石英以及钾长石粉碎和第一次过筛，第一次过筛的筛目为50-100目；
b.按照重量份称取坯料中剩余原料和水高速搅拌混合，搅拌速率为350-500r/min，按照250-400r/min的速率进行球磨，球磨时长为1-3h，然后进行第二次过筛，第二次过筛的筛目为200-300目，从而制得坯料；
(2)成型：将制备好的坯料采用等静压的方式成型；
(3)烧结：将成型好的坯料放入高温烧结炉中烧结，烧结的烧结温度为1150-1250℃，烧结速率为5-7℃/min，保温时间为3-4h，降温速率为5-6℃/min，当温度降至80-100℃取出陶罐坯体。
(4)釉料制备
a.按照重量份将滑石和石灰石混合均匀，粉碎和第一次过筛，第一次过筛的筛目为50-100目；
b.按照重量份加入剩余原料和水，在搅拌机中按照300-400r/min的速率进行高速搅拌混合，按照400-450r/min的速率进行球磨，球磨时长为1-1.5h，然后进行第二次过筛，第二次过筛的筛目为250-350目，从而制得釉料；
(5)施釉：采用喷釉法上釉，并且釉层厚度为0.2-0.5mm；
(6)烧成：将施釉坯体置于高温烧结炉中烧成，烧成的烧成温度为1000-1100℃，烧成速率为6-7℃/min，保温时间为1-2h，降温速率7-8℃/min，当温度降至80-100℃取出，烧成完成，制得低吸水率的高稳定性陶罐。
实施例2
一种低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石20份，石英15份，钾长石15份，氧化锆5份，氧化铝10份，碳化硅1份，稳定剂丙二醇二癸酸酯3份，抗性糊精1份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土10份，滑石25份，石灰石5份，氧化锆3份，羧甲基纤维素钠0.1份。
实施例2低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法与实施例1相同。
实施例3
一种低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石40份，石英30份，钾长石10份，氧化锆1份，氧化铝5份，碳化硅3份，稳定剂丙二醇二癸酸酯7份，抗性糊精4份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土20份，滑石10份，石灰石10份，氧化锆1份，羧甲基纤维素钠1份。
实施例3低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法与实施例1相同。
实施例4
一种低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石25份，石英18.75，钾长石13.15份，氧化锆4份，氧化铝8.75份，碳化硅1.5份，稳定剂丙二醇二癸酸酯4份，抗性糊精1.75份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土12.5份，滑石21.25份，石灰石6.25份，氧化锆2.5份，羧甲基纤维素钠0.325份。
实施例4低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法与实施例1相同。
实施例5
一种低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石35份，石英26.25份，钾长石11.25份，氧化锆2份，氧化铝6.25份，碳化硅2.5份，稳定剂丙二醇二癸酸酯6份，抗性糊精3.25份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土17.5份，滑石13.75份，石灰石8.75份，氧化锆1.5份，羧甲基纤维素钠0.725份。
实施例5低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法与实施例1相同。
实施例6
一种不包含稳定剂丙二醇二癸酸酯的低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石30份，石英22.5份，钾长石12.5份，氧化锆2.5份，氧化铝7.5份，碳化硅2份，抗性糊精2.5份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土15份，滑石17.5份，石灰石7.5份，氧化锆2份，羧甲基纤维素钠0.55份。
实施例6不包含稳定剂丙二醇二癸酸酯的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法与实施例1相同。
实施例7
一种不包含抗性糊精的低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石30份，石英22.5份，钾长石12.5份，氧化锆2.5份，氧化铝7.5份，碳化硅2份，稳定剂丙二醇二癸酸酯5份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土15份，滑石17.5份，石灰石7.5份，氧化锆2份，羧甲基纤维素钠0.55份。
实施例7不包含抗性糊精的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法与实施例1相同。
实施例8
一种不包含稳定剂丙二醇二癸酸酯和抗性糊精的低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石30份，石英22.5份，钾长石12.5份，氧化锆2.5份，氧化铝7.5份，碳化硅2份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土15份，滑石17.5份，石灰石7.5份，氧化锆2份，羧甲基纤维素钠0.55份。
实施例8不包含稳定剂丙二醇二癸酸酯和抗性糊精的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法与实施例1相同。
将实施例1-8制备所得的陶罐进行吸水率测定和热稳定性检测。吸水率根据GB/T3299-2011《日用陶瓷器吸水率测定方法》标准检验测试；热稳定性根据GB/T3298-2008《日用陶瓷器抗热震性测定方法》标准检验测试。
吸水率的测试方法：将试样放在110±5℃的烘箱中干燥至恒重，放入装有硅胶的干燥器内冷却至室温，称重并记录，称量准确到0.001g；其次将试样放在盛有蒸馏水的煮沸装置中保持煮沸3h，停止加热后试样冷却至室温；再将试样放入真空容器中，抽真空至0.095MPa，缓慢加入蒸馏水直至水面高出试样10mm以上，保持0.095MPa真空1h；最后用吸水饱和布揩去试样表面的附着水，迅速称量，最终计算出试验的吸水率。
热稳定性的测试方法：将试样表面涂上染色溶液，待稍干后抹净染色溶液，用肉眼在光照度约300lx的光照条件下观察试样是否有缺陷；其次开启加热炉和流动水槽温度控制系统；再将装有样品的试样筐放入加热炉内保持30min，保温结束后将试样垂直投入水中，保持10min；最后将试样擦干水后涂上染色溶液，用肉眼在在光照度约300lx的光照条件下观察试样是否有缺陷，静置24h后复查一次。
实施例1-8吸水率和热稳定性测试结果如表1所示：
表1：实施例1-8吸水率和热稳定性测试结果
| 编号 | 吸水率/％ | 热稳定性 |
| 实施例1 | 1.23 | 无裂纹 |
| 实施例2 | 1.55 | 无裂纹 |
| 实施例3 | 1.33 | 无裂纹 |
| 实施例4 | 1.29 | 无裂纹 |
| 实施例5 | 1.40 | 无裂纹 |
| 实施例6 | 7.75 | 较大裂纹 |
| 实施例7 | 4.56 | 轻微裂纹 |
| 实施例8 | 7.81 | 较大裂纹 |
从表1中可以看出，本发明实施例1-5掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和抗性糊精制备所得的陶罐都具有低吸水率以及高稳定性的特点；实施例6未掺入丙二醇二癸酸酯和实施例8未掺入丙二醇二癸酸酯和抗性糊精制备所得的陶罐的吸水率都很高并且其稳定性低；实施例7未掺入抗性糊精制备所得的陶罐的吸水率较高并且其稳定性较低。因此，可看出在陶罐中掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯能够提高陶罐的稳定性以及降低陶罐的吸水率。
实施例1-5掺入丙二醇二癸酸酯和抗性糊精，与实施例6未掺入丙二醇二癸酸酯、实施例8未掺入丙二醇二癸酸酯和抗性糊精相比，陶罐的吸水率和稳定性都具有显著变化。实施例1-5掺入丙二醇二癸酸酯和抗性糊精，与实施例7未掺入抗性糊精相比，陶罐的吸水率和稳定性有较大变化。实施例1-5制备所得的陶罐的吸水率相比实施例6-8显著降低，实施例1-5制备所得的陶罐的稳定性相比实施例6-8显著增加。因此，可看出在陶罐中加入稳定剂丙二醇二癸酸酯和抗性糊精能降低陶罐的吸水率，并且其对陶罐的稳定性有积极影响，仅掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯对陶罐稳定性有一定的积极作用，并且对降低陶罐的吸水率也有一定作用，但当丙二醇二癸酸酯和抗性糊精同时加入时其效果达到最大化。
由此可见，本发明同时加入稳定剂丙二醇二癸酸酯和抗性糊精能够降低陶罐的吸水率，并且提高陶罐的稳定性。
实施例9
一种包含稳定剂丙二醇二癸酸酯和环糊精的低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石30份，石英22.5份，钾长石12.5份，氧化锆2.5份，氧化铝7.5份，碳化硅2份，稳定剂丙二醇二癸酸酯5份，环糊精2.5份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土15份，滑石17.5份，石灰石7.5份，氧化锆2份，羧甲基纤维素钠0.55份。
实施例9包含稳定剂丙二醇二癸酸酯和环糊精的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法与实施例1相同。
实施例10
一种包含稳定剂丙二醇二癸酸酯和麦芽糊精的低吸水率的高稳定性陶罐，包括坯料和釉料；
坯料包括以下按重量份数配比的原料：高岭石30份，石英22.5份，钾长石12.5份，氧化锆2.5份，氧化铝7.5份，碳化硅2份，稳定剂丙二醇二癸酸酯5份，麦芽糊精2.5份。
釉料包括以下按重量份配比的原料：高岭土15份，滑石17.5份，石灰石7.5份，氧化锆2份，羧甲基纤维素钠0.55份。
实施例10包含稳定剂丙二醇二癸酸酯和麦芽糊精的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法与实施例1相同。
将实施例9-10制备所得的陶罐进行吸水率测定和热稳定性检测。吸水率根据GB/T3299-2011《日用陶瓷器吸水率测定方法》标准检验测试；热稳定性根据GB/T3298-2008《日用陶瓷器抗热震性测定方法》标准检验测试。
实施例9-10吸水率和热稳定性测试结果如表2所示：
表2：实施例9-10吸水率和热稳定性测试结果
| 编号 | 吸水率/％ | 热稳定性 |
| 实施例9 | 4.52 | 轻微裂纹 |
| 实施例10 | 4.61 | 轻微裂纹 |
从表2中可以看出，本发明实施例9掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和环糊精、实施例10掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和麦芽糊精制备所得的陶罐的吸水率较高以及稳定性较低。
实施例9掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和环糊精、实施例10掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和麦芽糊精与实施例7仅掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯对比可得：实施例9-10与实施例7制备所得的陶罐的吸水率与稳定性无明显变化，因此在陶罐中掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和环糊精，或是在陶罐中掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和麦芽糊精与在陶罐中掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯对陶罐的吸水率和稳定性作用不大。
实施例1-5掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和抗性糊精，与实施例9掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和环糊精、实施例10掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和麦芽糊精对比可得：实施例1-5与实施例9-10制备的陶罐的吸水率和稳定性有较大变化，因此在陶罐中掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和抗性糊精比在陶罐中掺入丙二醇二癸酸酯和环糊精，亦或是在陶罐中掺入丙二醇二癸酸酯和麦芽糊精对降低陶罐的吸水率、提高其稳定性有更积极的作用。
由此可见，本发明在陶罐坯料中掺入稳定剂丙二醇二癸酸酯和抗性糊精能够提高陶罐的稳定性以及降低陶罐的吸水率，并且抗性糊精不能被其他糊精替代。
Claims (9)
1.一种低吸水率的高稳定性陶罐，其特征在于：包括坯料和釉料；
所述坯料包括以下按重量份数配比的原料：
高岭石20-40份，石英15-30份，钾长石10-15份，
氧化锆1-5份，氧化铝5-10份，碳化硅1-3份，
稳定剂丙二醇二癸酸酯3-7份，抗性糊精1-4份；
所述釉料包括以下按重量份配比的原料：
高岭土10-20份，滑石10-25份，石灰石5-10份，
氧化锆1-3份，羧甲基纤维素钠0.1-1份。
2.如权利要求1所述的低吸水率的高稳定性陶罐，其特征在于：所述坯料包括以下按重量份数配比的原料：
高岭石30份，石英22.5份，钾长石12.5份，
氧化锆2.5份，氧化铝7.5份，碳化硅2份，
稳定剂丙二醇二癸酸酯5份，抗性糊精2.5份；
所述釉料包括以下按重量份配比的原料：
高岭土15份，滑石17.5份，石灰石7.5份，
氧化锆2份，羧甲基纤维素钠0.55份。
3.如权利要求1所述的低吸水率的高稳定性陶罐，其特征在于：所述高岭石和滑石均采用破碎机破碎。
4.一种低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)坯料制备
a.按照重量份将高岭石、石英以及钾长石粉碎和第一次过筛；
b.按照重量份称取坯料中剩余原料和水，高速搅拌混合，球磨，然后进行第二次过筛，从而制得坯料；
(2)成型：将制备好的坯料采用等静压的方式成型；
(3)烧结：将成型好的坯料放入烧结炉中烧结，烧成完成后取出坯体；
(4)釉料制备
a.按照重量份将滑石和石灰石混合均匀，粉碎和第一次过筛；
b.按照重量份加入剩余原料和水，在搅拌机中进行高速搅拌混合，球磨，然后进行第二次过筛，从而制得釉料；
(5)施釉：采用喷釉法上釉，并且釉层厚度为0.2-0.5mm；
(6)烧成：将施釉坯体置于烧结炉中烧成，烧成完成后取出得到低吸水率的高稳定性陶罐。
5.如权利要求4所述的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法，其特征在于：步骤(1)a和步骤(4)a中，所述第一次过筛的筛目均为50-100目。
6.如权利要求4所述的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法，其特征在于：步骤(1)b中，所述高速搅拌的速率为350-500r/min，所述第二次过筛的筛目为200-300目，所述球磨的速率为250-400r/min，球磨时长为1-3h。
7.如权利要求4所述的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述烧结炉为高温烧结炉，所述烧结的烧结温度为1150-1250℃，烧结速率为5-7℃/min，保温时间为3-4h，降温速率为5-6℃/min，当温度降至80-100℃取出陶罐坯体。
8.如权利要求4所述的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法，其特征在于：步骤(4)b中，所述高速搅拌的速率为300-400r/min，所述第二次过筛的筛目为250-350目，所述球磨的速率为400-450r/min，球磨时长为1-1.5h。
9.如权利要求4所述的低吸水率的高稳定性陶罐的制备方法，其特征在于：步骤(6)中，所述烧结炉为高温烧结炉，所述烧成的烧成温度为1000-1100℃，烧成速率为6-7℃/min，保温时间为1-2h，降温速率7-8℃/min，当温度降至80-100℃取出，制得低吸水率的高稳定性陶罐。
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