一種高強(qiáng)度陶瓷碗及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度陶瓷碗及其制備方法，屬于陶瓷材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 碗作為生活的重要組成部分與人們的日常生活密切相關(guān)，是飲食活動中不可缺 少的最為重要的用具，尤其是在中國使用極為廣泛，是中國飲食器具中的必需品。我國自 古就有用瓷土、石英砂等原料燒制精細(xì)的陶瓷碗，作為飲食器皿并因其實(shí)用性和審美性沿 用至今。時至今日，由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，已出現(xiàn)了許多可以代替瓷碗的材料，如不銹鋼、塑 料等，與這些材料制成的碗相比，傳統(tǒng)陶瓷碗還存在著強(qiáng)度低，易碎裂的缺點(diǎn)，遇到了較大 的挑戰(zhàn)；另外目前市場上的陶瓷碗還存在抗菌抑菌性能差的缺點(diǎn)，容易滋生大量細(xì)菌，不利 于飲食健康與安全。因此，急需開發(fā)一種高強(qiáng)度陶瓷碗，以提高陶瓷碗的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度陶瓷碗及其制備方法，本發(fā)明制得的陶瓷碗強(qiáng) 度高，不易碎，經(jīng)久耐用，滿足市場需求。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
[0005] 一種高強(qiáng)度陶瓷碗，由以下重量份的原料制成：白泥31-43、剛玉砂22-34、凹凸棒 土 16-28、累托石14-23、輝綠巖12-18、碳納米管4-7、硼酸鎂晶須3-6、檸檬酸鐵2-3、硅酸 鎂4-8、聚乙二醇6-9、乙?；p淀粉己二酸酯5-7、羧甲基纖維素鈉3-5、甘蔗糖蜜4-6、納米 抗菌粉5-10 ;
[0006] 所述納米抗菌粉的制備方法如下：（1)取以下重量份的原料：玉石粉4-8、貝殼粉 3-6、鈦酸四丁酯10-15、無水乙醇50-60、蒸餾水2-3、冰醋酸8-12、硝酸銀4-6、硝酸銅3-5 ; (2) 將鈦酸四丁酯與占醇總量55-65%的無水乙醇混合，磁力攪拌20-30min，得混合液A; (3) 將蒸餾水、冰醋酸以及剩余的無水乙醇混合，磁力攪拌15-25min，得混合液B; (4)在磁 力攪拌下，將混合液B逐滴加入到混合液A中，滴加完后加入玉石粉和貝殼粉，超聲攪拌 0. 5-lh，再在室溫下靜置24-48h，將得到的凝膠在70-80°C下干燥10_15h，研磨成粉末；（5) 將上述所制得的粉末放入馬弗爐中，在450-550°C下熱處理l_2h，隨爐冷卻至常溫，粉碎， 過篩即得所需的納米抗菌粉。
[0007] 一種高強(qiáng)度陶瓷碗的制備方法，包括以下步驟：
[0008] (1)取凹凸棒土、累托石、輝綠巖混合均勾，粉碎，過100-150目篩后浸泡于4-6 倍量的20%過氧化氫水溶液中，浸泡1-211，再用膠體磨在800-10001'/1^11的轉(zhuǎn)速下研磨 20-30min，將研磨后的漿液在低于-KTC的溫度下靜置0. 5-lh，再置于常溫下超聲波處理 30_40min，過濾，洗絳干凈，烘干，待用；
[0009] (2)取白泥、剛玉砂、碳納米管、硼酸鎂晶須與步驟（1)制得的粉體混合均勻，加 適量的水打漿制成濃度為45-55%的漿液，紫外光照射l-2h，再加入余下原料，水浴加熱至 65-75°C，在1500-2000r/min的轉(zhuǎn)速下研磨10-15min，然后將研磨后的漿料放入模具中通 過真空壓力注漿成型，成型壓力為26-32MPa;
[0010] (3)將步驟（2)制得的生坯在45-55°C的溫度下進(jìn)行干燥，干燥至坯料含水量低于 3%；
[0011] (4)將上述得到的干坯置于熱等靜壓燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行處理，以氮?dú)庾鳛榧訅航橘|(zhì)，加 壓100-150MPa，升溫至1180-1260°C，保溫l_2h，隨爐冷卻至常溫；
[0012] (5)對上述熱等靜壓燒結(jié)后的干坯進(jìn)行彩繪，再進(jìn)行上釉，然后進(jìn)行氣氛壓力燒結(jié) 處理：首先在真空狀態(tài)下升溫至580-640°C，保溫0. 5-lh，然后在2-3MPa的H2氣氛下升溫 至1140-1220°C，保溫l_2h，最后在3-4MPa的Ar氣氛下降溫至620-710°C，保溫0. 5-lh， 隨爐冷卻常溫，包裝即得成品。
[0013] 上述納米抗菌粉末是以玉石粉、貝殼粉為載體，以Ag+、Cu2+為摻雜粒子制備得到 的改性納米TiO2粉體，安全環(huán)保，無毒、無味、無刺激性，不僅具有優(yōu)異的廣譜抗菌性能，對 包括細(xì)菌、真菌、支原體在內(nèi)的多種病原體都有很好的抑制或殺滅作用，殺菌率達(dá)到98%以 上，還具有良好的抗紫外線老化性和耐熱性，在高溫以及強(qiáng)紫外線下不分解、不揮發(fā)、不變 色、不變質(zhì)。
[0014] 本發(fā)明的有益效果：
[0015] 本發(fā)明陶瓷磚添加的剛玉砂、碳納米管、硼酸鎂晶須復(fù)合使用作為增強(qiáng)體，不僅可 以顯著提高陶瓷完的硬度、強(qiáng)度，還可以改善陶瓷碗的耐磨性、耐酸堿腐蝕性和耐高溫性。 本發(fā)明制得的陶瓷碗破壞強(qiáng)度多1280N，斷裂模數(shù)多35MPa，強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定好，耐酸堿腐 蝕，經(jīng)久耐用，滿足市場需求。
【具體實(shí)施方式】
[0016] -種高強(qiáng)度陶瓷碗，由以下重量（kg)的原料制成：白泥36、剛玉砂28、凹凸棒土 22、累托石19、輝綠巖16、碳納米管5、硼酸鎂晶須4、檸檬酸鐵2. 5、硅酸鎂6、聚乙二醇7、乙 酰化雙淀粉己二酸酯6、羧甲基纖維素鈉4、甘蔗糖蜜5、納米抗菌粉8;
[0017] 所述納米抗菌粉的制備方法如下：（1)取以下重量（kg)的原料：玉石粉6、貝殼粉 4、鈦酸四丁酯12、無水乙醇58、蒸餾水2. 5、冰醋酸10、硝酸銀5、硝酸銅4;(2)將鈦酸四丁 酯與占醇總量60%的無水乙醇混合，磁力攪拌25min，得混合液A;(3)將蒸餾水、冰醋酸以 及剩余的無水乙醇混合，磁力攪拌20min，得混合液B;(4)在磁力攪拌下，將混合液B逐 滴加入到混合液A中，滴加完后加入玉石粉和貝殼粉，超聲攪拌lh，再在室溫下靜置36h， 將得到的凝膠在75°C下干燥10h，研磨成粉末；（5)將上述所制得的粉末放入馬弗爐中，在 515°C下熱處理1.5h，隨爐冷卻至常溫，粉碎，過篩即得所需的納米抗菌粉。
[0018] 一種高強(qiáng)度陶瓷碗的制備方法，包括以下步驟：
[0019] (1)取凹凸棒土、累托石、輝綠巖混合均勾，粉碎，過150目篩后浸泡于5倍量的 20%過氧化氫水溶液中，浸泡I. 5h，再用膠體磨在1000r/min的轉(zhuǎn)速下研磨20min，將研磨 后的漿液在低于-l〇°C的溫度下靜置0. 5h，再置于常溫下超聲波處理35min，過濾，洗滌干 凈，烘干，待用；
[0020] (2)取白泥、剛玉砂、碳納米管、硼酸鎂晶須與步驟（1)制得的粉體混合均勻，加適 量的水打漿制成濃度為50%的漿液，紫外光照射l-2h，再加入余下原料，水浴加熱至70°C， 在1500r/min的轉(zhuǎn)速下研磨15min，然后將研磨后的衆(zhòng)料放入模具中通過真空壓力注衆(zhòng)成 型，成型壓力為30MPa;
[0021] (3)將步驟⑵制得的生坯在50°C的溫度下進(jìn)行干燥，干燥至坯料含水量低于 3%；
[0022] (4)將上述得到的干坯置于熱等靜壓燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行處理，以氮?dú)庾鳛榧訅航橘|(zhì)，加 壓120MPa，升溫至1240°C，保溫lh，隨爐冷卻至常溫；
[0023] (5)對上述熱等靜壓燒結(jié)后的干坯進(jìn)行彩繪，再進(jìn)行上釉，然后進(jìn)行氣氛壓力燒結(jié) 處理：首先在真空狀態(tài)下升溫至620°C，保溫0. 5h，然后在2MPa的H2氣氛下升溫至1180°C， 保溫2h，最后在4MPa的Ar氣氛下降溫至700 °C，保溫0. 5h，隨爐冷卻常溫，包裝即得成品。
[0024] 上述實(shí)施例所生產(chǎn)的陶瓷碗主要性能如下表所示：
[0025]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高強(qiáng)度陶瓷碗，其特征在于，由以下重量份的原料制成：白泥31-43、剛玉砂 22-34、凹凸棒土 16-28、累托石14-23、輝綠巖12-18、碳納米管4-7、硼酸鎂晶須3-6、 檸檬酸鐵2-3、硅酸鎂4-8、聚乙二醇6-9、乙?；p淀粉己二酸酯5-7、羧甲基纖維素鈉 3-5、甘蔗糖蜜4-6、納米抗菌粉5-10; 所述納米抗菌粉的制備方法如下：（1)取以下重量份的原料：玉石粉4-8、貝殼粉3-6、 鈦酸四丁酯10-15、無水乙醇50-60、蒸餾水2-3、冰醋酸8-12、硝酸銀4-6、硝酸銅3-5; (2) 將鈦酸四丁酯與占醇總量55-65%的無水乙醇混合，磁力攪拌20-30min，得混合液A; (3) 將蒸餾水、冰醋酸以及剩余的無水乙醇混合，磁力攪拌15-25min，得混合液B; (4)在 磁力攪拌下，將混合液B逐滴加入到混合液A中，滴加完后加入玉石粉和貝殼粉，超聲攪 拌0. 5-lh，再在室溫下靜置24-48h，將得到的凝膠在70-80°C下干燥10_15h，研磨成粉末； (5)將上述所制得的粉末放入馬弗爐中，在450-550°C下熱處理l_2h，隨爐冷卻至常溫， 粉碎，過篩即得所需的納米抗菌粉。2. -種如權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度陶瓷碗的制備方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 取凹凸棒土、累托石、輝綠巖混合均勻，粉碎，過100-150目篩后浸泡于4-6倍量的 20%過氧化氫水溶液中，浸泡l-2h，再用膠體磨在800-1000r/min的轉(zhuǎn)速下研磨20-30min， 將研磨后的漿液在低于-l〇°C的溫度下靜置0. 5-lh，再置于常溫下超聲波處理30-40min， 過濾，洗滌干凈，烘干，待用； (2) 取白泥、剛玉砂、碳納米管、硼酸鎂晶須與步驟（1)制得的粉體混合均勻，加適 量的水打漿制成濃度為45-55%的漿液，紫外光照射l-2h，再加入余下原料，水浴加熱至 65-75°C，在1500-2000r/min的轉(zhuǎn)速下研磨10-15min，然后將研磨后的漿料放入模具中通 過真空壓力注漿成型，成型壓力為26-32MPa; (3) 將步驟（2)制得的生坯在45-55°C的溫度下進(jìn)行干燥，干燥至坯料含水量低于3% ; (4) 將上述得到的干坯置于熱等靜壓燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行處理，以氮?dú)庾鳛榧訅航橘|(zhì)，加壓 100-150MPa，升溫至1180-1260°C，保溫l_2h，隨爐冷卻至常溫； (5) 對上述熱等靜壓燒結(jié)后的干坯進(jìn)行彩繪，再進(jìn)行上釉，然后進(jìn)行氣氛壓力燒結(jié)處 理：首先在真空狀態(tài)下升溫至580-640°C，保溫0. 5-lh，然后在2-3MPa的H2氣氛下升溫至 1140-1220°C，保溫l_2h，最后在3-4MPa的Ar氣氛下降溫至620-710°C，保溫0. 5-lh，隨 爐冷卻常溫，包裝即得成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度陶瓷碗及其制備方法，其由以下重量份的原料制成：白泥31-43、剛玉砂22-34、凹凸棒土16-28、累托石14-23、輝綠巖12-18、碳納米管4-7、硼酸鎂晶須3-6、檸檬酸鐵2-3、硅酸鎂4-8、聚乙二醇6-9、乙?；p淀粉己二酸酯5-7、羧甲基纖維素鈉3-5、甘蔗糖蜜4-6、納米抗菌粉5-10。本發(fā)明陶瓷磚添加的剛玉砂、碳納米管、硼酸鎂晶須復(fù)合使用作為增強(qiáng)體，不僅可以顯著提高陶瓷完的硬度、強(qiáng)度，還可以改善陶瓷碗的耐磨性、耐酸堿腐蝕性和耐高溫性。本發(fā)明制得的陶瓷碗破壞強(qiáng)度≥1280N，斷裂模數(shù)≥35MPa，強(qiáng)度高，熱穩(wěn)定好，耐酸堿腐蝕，經(jīng)久耐用，滿足市場需求。
【IPC分類】C04B33/24, A47G19/02, C04B33/02
【公開號】CN104926276
【申請?zhí)枴緾N201510297553
【發(fā)明人】舒小山, 章建武, 宮平, 湯興友
【申請人】安徽省含山瓷業(yè)股份有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年6月2日