CN101863653A - 远红外泥兴陶制品及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种远红外泥兴陶制品及其制备方法，是采用广西钦州产化学成分多含量高的优质价廉的泥兴陶为主原料，加入辅助原料金属氧化物Cr2O3、MgO、MnO2、ZrO2和/或其它化合物，按照制淘工艺在高温电炉或高温焙烧炉或高温焙烧窑中，在1000～1200℃的温度下焙烧，制备出远红外泥兴陶成型制品、远红外泥兴陶粉和远红外泥兴陶浆料。该远红外泥兴陶制品在常温下发射6～23μm波长的远红外线，能应用于医疗保健、节能环保、建筑材料、保温材料、改变水质、造纸塑料、纤维纺织、食物保鲜、食物烘烤和酿酒制药工业等诸多领域中的工业、医保和生活用品。该方法工艺过程简单，能耗低，成本低，效益高，产品质量好。
Description
技术领域：
本发明涉及陶瓷材料及其制品技术领域，特别是涉及一种远红外泥兴陶制品及其制备方法。
背景技术：
目前，已有的远红外陶制品是由无机矿物、非金属氧化物和金属氧化物按一定的配合，经科学加工而成，它能发射出对人体最为有益的5～25μm波长的远红外线。根据物理学共换原理，当远红外线照射到人体时，这些远红外线很容易被人体吸收，并传送到皮下较深部位，对人体产生活化蛋白质等生物大分子，使其发挥调节机体免疫机能。另外，这些射线具有较高的浸透力和辐射率，所以在极短的时间内，便可高效能地被生物吸收和渗透，在生物体内以能量转换的形式，促进生物体内的循环和新陈代谢，促进生长发育。按制陶瓷工艺制成各种陶瓷制品，或者掺入塑料、纤维和水泥中，或者涂在其成品表面上制成远红外制品。广泛应用于医疗保健、节能环保、建筑材料、保温材料、改变水质、造纸塑料、纤维纺织、食物保鲜、食物烘烤和酿酒制药工业等诸多领域中的工业、医保和生活用品。
中国专利CN1131649A远红外陶瓷粉及其制品，由原料组成及其重量份数为：SiO2 30～45、Al2O3 35～50、MgO 20～25、TiO2 4～10或和CaO 8～14或和Ni2O3 3～5，经1100～1300℃焙烧，粉碎制成远红外陶瓷粉。该远红外陶瓷粉，在8～15μm波段范围内，法向光谱的比辐射率达85％以上。能按陶瓷工艺制成陶瓷球，陶瓷片，用于节油和节能装置，还能用于掺入塑料中制成保鲜盒和塑料膜，用于保鲜，掺入纤维或涂在织物上制成远红外保健制品。
中国专利CN1394828A一种制备低温远红外陶瓷的材料，它是以长石、高岭土为基本原料，添加硼砂、氧化铝、氧化锆、氧化锌等高辐射率添加剂。陶瓷粉的全波长辐射率值为0.93，在波长8～14μm辐射率值大于0.95。原料的组成及其重量份数为：长石50～60％、高岭土10～20％、硼砂10～15％、氧化铝5～10％、氧化锆5～10％和氧化锌10～20％。其生产过程是：第一步选取基本原料：长石、高岭土及高辐射率添加剂：硼砂、氧化铝、氧化锆和氧化锌，分别进行粉碎，过300目筛；第二步按配方将上述材料混合均匀，加水和好，成型自然晾干；第三步高温烧结：把成型晾干的原料块放入高温炉或高温窑中1000～1100℃加热恒温2～3小时，自然冷却至室温；第四步粉碎：将烧成并冷却的陶瓷粉碎，过300目筛。也可根据不同的用途加工成不同粒度的陶瓷粉。该发明所制得的低温远红外陶瓷材料，成本低、工艺简便，广泛应用于医疗保健、日用消费品、环保和节能等领域。
中国专利CN1151381A保健、抗菌多功能陶瓷釉及其陶瓷制品，该发明釉料的成份及配比：基础釉料用量为10份，辅助料远红外材料锆、锰、铁、铬、钴和镍及化物与抗菌材料金、银、铜和锌金属或氧化物1∶1，用量为0.5～3份。釉料制备及施釉工艺采用现有烧成工艺及设备共三次烧成：a、远红外材料占7成重量比的混合物，以1200～1250℃一次烧成料；b、远红外材料与抗菌材料1∶1重量比混合物以800～1000℃二次燃烧成料；c、以基础釉料与二次烧成料为10∶0.5～3之配比制成釉浆；d、用釉浆施于陶瓷生坯、素坯或施有底釉的陶坯上，并在1100～1200℃烧成陶瓷制品。
中国专利CN101306883A一种便携式提高水质的功能陶瓷制品及制备，该陶瓷制品的主要组成重量比是：单晶托玛琳纳米粉50～70％、远红外纳米粉10～30％、麦饭石8～24％、纳米抗菌粉5～15％、负离子粉5～15％、成孔剂2～5％。加水放入真空搅拌机充分搅拌，再用挤泥机通过模具挤出，然后再制孔，经过干燥，装窑炉1200～1250℃烧制8小时后降温出炉成容器陶瓷制品，然后再填入负电位球和碱性离子球，即成。用挤泥机挤出时，可以通过管状模具挤出，制成管状。也可以根据需要通过不同的模具，制成其它形状，如球形。
中国专利CN1609061A一种具远红外线照射作用的纳米釉，是由熔剂35～65％、助熔剂1～35％、耐火剂0～25％、戮剂0.1～5％、远红外线粉材0.5～30％以及纳米材料0.5～10％混合而成，再加水研磨成浓度为350土20g/200cc，细度为200～325目的釉料，并披覆于陶瓷生胚或素胚的表面，以1120～1350℃的温度烧结成具有远红外线照射作用以及具有纳米特性的陶瓷制品，熔剂为长石、硼、硼酸、硼砂、硅酸硼和石英粉中的一种或数种，助熔剂为碳酸钙、碳酸钡、碳酸铵、碳酸镁、氧化锌和滑石粉中的一种或数种。耐火剂为高岭土和蛙目土中的一种或两种，戮剂由38.42％的二氧化硅、17.13％的氧化镁、0.69％的三氧化二铝、0.11％的三氧化二铁、3.25％的氧化钙、4.96％的氧化钠、0.07％的氧化钾、0.72％的氧化铵及24.84％的无机树脂所构成。远红外线粉材为锆元素。纳米材料为银、硅、铝、钠、钾、镁、钙和铁元素的组合物，或者为银、硅、铝、钠、钾、镁、钙和铁元素组合物的氧化物。
中国专利CN1076432A远红外陶瓷材料及其制品的制备，用以下技术方案实现的，以高压瓷件或董青石瓷和莫来石瓷为基料，加入量为(重量％)10～30％，另外添加SiO2 30～50％、AL2O2 10～40％、GaO 0～3％和MgO 0～3％，经粉碎混合制成能发射5～20μm波长远红外线的陶瓷材料。在远红外陶瓷材料中加入水泥或可塑粘土10～35％(重量％)，充分混合均匀，再加入适量的水进行再混合使其形成可成型物料，通过所需制品的模具或手塑制成要求形状的制品，如免烧砖等，可为实体，也可为多孔，还可制成涂料。制品成型后，如在低温下使用，则对成型后的制品在密闭的容器中通过水蒸汽养护，蒸汽温度260℃，养护时间可根据制品形状大小保持2～4小时。如在高温下使用的制品或直接与人有直接关系的制品，如用于饮用水处理的制品，则对成形过的制品必须通过800～1400℃浇结，保温时间1～4小时。制品的成型方法有很大的选择余地，可以采用半干压法、可塑性和注浆法。
中国专利CN1123780A一种远红外陶瓷粉的配方及配制方法，远红外陶瓷粉由如下四组化合物：A组：Al2O3、MnO2、Ni2O3、TiO2和Cr2O3；B组：高岭土、滑石和MgCO3；C组：SiO2、Al2O3和ZrO2；D组：高岭土、Al2O3和SiO2，按比例组成，四组化合物合成后分别在规定的温度、时间条件下烧结，混合均匀，经球磨，干燥过筛后制成成品，该陶瓷粉在常温下具有较强的辐射功效，主要用于掺入纺织材料中织成各种适应人体的医疗保健用品，达到治疗各种疾病的最佳功效。
中国专利CN1569735A远红外线生物陶瓷，主要由下列原料按其重量百分比制得。配方一：三氧化二铝15～25％、二氧化硅38～47％、四氧化三铁20～30％和二氧化锰7～15％；配方二：三氧化二铝15～25％、二氧化硅38～45％、四氧化三铁20～30％、二氧化锰7～15％、氯化锌2～7％和氧化钙0.5～3％。这样制得的远红外线生物陶瓷具有恒定、持久地向周围空间发射出2～18微米的远红外线电磁波的功能，根据“吸收匹配作用定律”，这种远红外线能以最大限度地被人体所吸收，有效地产生内生热效应，从而促使血管扩张、血流量增快，改善组织细胞循环，提高供血供氧能力和新陈代谢，增强组织器官的修复能力，调节机体的失衡达到治病的目的，且使用方便、简单，不需要维护，作用大，效果佳，可永久使用。
中国专利CN1053050A远红外陶瓷粉及其制备方法，由下列原料按其重量百分比制得：Al2O3 20～60、SiO2 35～75、TiO2 1.8～20、MgCO3 1.8～20.2、ZrO2 2～6、高岭土35～60和滑石4～22。其工艺过程是：将原料混合后球磨4～20小时，在温度80～120度干燥，经80～180目过筛，在温度1300～1500℃烧制，最后粉碎过筛100-450目，该粉能发射8～15μm波长的远红外线。
中国专利CN1088556A远红外紫砂陶瓷粉的制备工艺及制品，它以紫砂为基料，添加金属和非金属氧化物，AL2O3、SiO2、ZrO2、TiO2、白色远红外陶瓷粉和MgO等原料按照一定配比如：紫砂60～90％、AL2O3 3～25％、SiO2 4～16％、TiO2 0.1～4％和ZrO2 0.2～5％。又如：远红外紫砂陶瓷原料，是以紫砂为基料，添加白色远红外陶瓷粉，其用量为(重量％)，紫砂5～95％和白色远红外陶瓷粉95～5％。再如：轻质远红外紫砂陶瓷原料，是以紫砂为基料，添加金属氧化物和非金属氧化物，各组份用量范围重量％：紫砂60～90％、AL2O3 2～25％、SiO2 3～25％和MgO 0.1～10％。制成的远红外紫砂陶陶瓷粉原料及轻质远红外紫砂陶瓷粉原料，经球磨8～24小时，在100～180℃下干燥，粉碎成40～120目细粉，在1200～1500℃烧成，经球磨温粉碎10～36小时，在100～180℃干燥，过180～400目筛，制成5～25μm的高发射率的远红外紫砂陶瓷粉原料及轻质远红外陶瓷粉原料。它以紫砂作为坯料，远红外紫砂陶瓷粉原料或轻质远红外陶瓷粉原料为釉料，将坯料成型干燥、上釉、阴干24～48小时，烘干100～120℃，在1200～1500℃烧结成远红外紫砂陶瓷制品。制备工艺后制成紫砂陶瓷粉原料及制品。它的特点是：原料中不但没有了过渡元素，而且紫砂代替了较贵的工业及化工原料，降低了成本，简便了工艺。可广泛应用于医疗保健、改变水质、农业促熟、建筑材料和保温材料、工业上的节能降耗等诸多领域中。
远红外陶瓷制品的制造方法可归纳为两大类：一类是由金属氧化物和非金属氧化物按一定比例配合，经高温烧制，再磨成粉后按制陶工艺制作；另一类是一定比例的金属氧化物和非金属氧化物，不经高温烧制，只混合均匀即可。前者是在高温下合成，产品具有高发射率的结晶相，使用温度高，体积稳定，分散性好。但是，其工艺过程长，能耗大，成本高。后者虽工艺简单，成本低，但不是高温下才能合成的高发射率的化合物，在较高温度下体积发生变化，分散性差。在选用的原料中，所含的金属、金属氧化物和非金属氧化物品种少，需要掺入的辅助原料较多。广西钦州产的泥兴陶化学成分多含量高，矿土资源丰富，储藏量达十多亿立方米，生产成本低，是制备远红外陶瓷制品的优质价廉原料。
发明内容：
本发明的目的：旨在选用化学成分多含量高的优质价廉的泥兴陶制陶原料，为制备多用途的远红外陶瓷制品，提供一种远红外泥兴陶制品及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
根据本发明人在长期的工作实践中，对钦州产的泥兴陶化学成分和陶器的化学成分进行分析比较，并对远红外陶制品各种烧制工艺条件进行探索，采用化学成分多含量高的广西钦州泥兴陶为主原料，加入少量辅助原料，设计工艺过程简单，能耗低，成本低，产品质量好的远红外陶器烧制方法。
本发明是这样实现的：
远红外泥兴陶制品，是由泥兴陶原料和添加的化合物组成，其组分和重量份数为：泥兴陶为80～96、Cr2O3为0～2、MnO2为2～10、ZrO2为0～5和粘土为2～15；
所述的泥兴陶原料包括其成分及重量份数为：SiO2为52～70、Al2O3为15～28、Fe2O3为5～10、MgO为0.5～2、TiO2为0.5～1.5、K2O为0.1～0.5和少量的CaO、Na2O和SrO；
所述的制品包括远红外泥兴陶成型制品、远红外泥兴陶粉和远红外泥兴陶浆料。
以上所述的远红外泥兴陶成型制品的制备方法包括：将配方各原料按配比配料投入真空辊筒干燥机中控制温度70～100℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在100～200目的筛机过筛，经混炼和成型后再放入高温电炉或高温焙烧炉或高温焙烧窑中，先在100～200℃的温度下干燥1～2小时，然后缓慢升温在1000～1200℃的温度下焙烧2～6小时，待冷却即得到各种类型的远红外泥兴陶成型制品，该成型制品或在混炼和成型后上釉一次。
以上所述的远红外泥兴陶粉的制备方法包括：远红外泥兴陶粉的制备包括：将配方各原料按配比配料投入真空辊筒干燥机中控制温度70～100℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在100～200目的筛机过筛，经混炼和成型后再放入高温电炉或高温焙烧炉或高温焙烧窑中，先在100～200℃的温度下干燥1～2小时，然后缓慢升温在1000～1200℃的温度下焙烧2～6小时，待冷却后投入球磨机中球磨2～10小时，经100～400目的筛机过筛，或者根据用途要求加工成不同粒度的陶瓷粉。
所述的远红外泥兴陶浆料的制备方法包括：将配方各原料按配比配料投入真空辊筒干燥机中控制温度70～100℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在100～200目的筛机过筛，经混炼和成型后再放入高温电炉或高温焙烧炉或高温焙烧窑中，先在100～200℃的温度下干燥1～2小时，然后缓慢升温在1000～1200℃的温度下焙烧2～6小时，待冷却后投入球磨机中球磨2～10小时，经100～400目的筛机过筛，或者根据用途要求加工成不同粒度的陶瓷粉，加入无机树脂或者有机树脂，投入球磨机中球磨1～5小时，后经100～200目的筛机过筛，即得到远红外泥兴陶浆料制品。
本发明的优点和积极效果：
1、采用化学成分多含量高的优质价廉的泥兴陶为主原料，加入其它化合物，按照制淘工艺在高温电炉或高温焙烧炉或高温焙烧窑中，经1000～1200℃的温度下焙烧，制备出多用途的远红外泥兴陶制品，该制品包括：远红外泥兴陶成型制品、远红外泥兴陶粉和远红外泥兴陶浆料。
2、本发明远红外泥兴陶制品的制备方法，工艺过程简单，能耗低，成本低，产品质量好，效益高，是一种行之有效的方法。
3、本发明远红外泥兴陶制品，在常温下能发射6～23μm波长的远红外线，应用于医疗保健、节能环保、建筑材料、保温材料、改变水质、造纸塑料、纤维纺织、食物保鲜、食物烘烤和酿酒制药工业等诸多领域中的工业、医保和生活用品。
附图说明：
附图1：为远红外泥兴陶制品工艺流程示意图。
具体实施方式：
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，本实施例仅是对本发明作出更清楚的说明，而不是对本发明的限制。
各实施例中所涉及的配比均为重量份数。
实施例1：
制作生活用远红外泥兴陶制品的原料配方及其重量份数：泥兴陶为80、Cr2O3为1、MnO2为6、ZrO2为1和粘土为12。
制作方法：将配方各原料按配比配料，在真空辊筒干燥机控制温度75℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在180目的筛机中过筛，经混炼和成型后再放入高温电炉中，先在160～200℃的温度下干燥1小时，然后缓慢升温在1000～1050℃的温度下焙烧5小时，即得到得到发射12μm波长的生活用各种类型的远红外泥兴陶制品。
实施例2：
制作医疗和保健用远红外泥兴陶制品的原料配方及其重量份数：泥兴陶为80、Cr2O3为1、MnO2为10、ZrO2为4和粘土为5。
制作方法：将配方各原料按配比配料，在真空辊筒干燥机控制温度90℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在100目的筛机中过筛，经混炼、成型和脱模后再放入高温电炉中，先在100～130℃的温度下干燥1.5小时，然后缓慢升温在1100～1200℃的温度下焙烧2小时，待冷却即得到发射23μm波长的医疗和保用远红外泥兴陶制品。
实施例3：
制作上釉用远红外泥兴陶粉的原料配方及其重量份数：泥兴陶为85、Cr2O3为2、MnO2为6、ZrO2为2和粘土为5。
制作方法：将配方各原料按配比配料在真空辊筒干燥机控制温度80℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在200目的筛机过筛，经混炼和成型后再放入高温焙烧炉中，升温在1150～1200℃的温度下焙烧2小时，待冷却后粉碎经400目的筛机过筛，得到发射22μm波长的上釉用远红外泥兴陶粉。
实施例4：
制作远红外泥兴陶浆料的原料配方及其重量份数：泥兴陶为85、Cr2O3为2、MnO2为8、ZrO2为2、粘土为5和有机树脂为30。
制作方法：将配方各原料按配比配料投入真空辊筒干燥机中控制温度80℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在120目的筛机过筛，经混炼和成型后再放入高温电炉窑中，先在120℃的温度下干燥1.5小时，然后缓慢升温在1150℃的温度下焙烧4小时，待冷却后投入球磨机中球磨6小时，经300目的筛机过筛，加入有机树脂，在球磨机中球磨2.5小时，后经160目的筛机过筛，即得到远红外泥兴陶浆料制品。
实施例5：
制作保健用远红外纤维的原料配方及其重量份数：远红外泥兴陶粉为6和纤维原料为94。
制作方法：将本发明的远红外泥兴陶粉和纤维原料送入混合机中混合均匀，然后按纺丝工艺纺丝即得到保健用远红外纤维。
实施例6：
制作保健用远红外纺织品：远红外泥兴陶浆料和纺织品，远红外泥兴陶浆料用量为纺织品的粘吸量。
制作方法：将远红外泥兴陶浆料加入浸积槽中，后将纺织品加入浸积槽中，然后捞出并沥干或者离心甩干，最后干燥即得到保健用远红外纺织品。
Claims (4)
1.一种远红外泥兴陶制品，其特征在于：由泥兴陶原料和添加的化合物组成，其组分和重量份数为：泥兴陶80～96、Cr2O30～2、MnO22～10、ZrO20～5和粘土2～15；
所述的泥兴陶原料包括其成分及重量份数为：SiO252～70、Al2O315～28、Fe2O35～10、MgO 0.5～2、TiO20.5～1.5、K2O 0.1～0.5和少量的CaO、Na2O和SrO；
所述的制品包括远红外泥兴陶成型制品、远红外泥兴陶粉和远红外泥兴陶浆料。
2.如权利要求1所述的远红外泥兴陶制品的制备方法，其特征在于：远红外泥兴陶成型制品的制备包括：将配方各原料按配比配料投入真空辊筒干燥机中控制温度70～100℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在100～200目的筛机过筛，经混炼和成型后再放入高温电炉或高温焙烧炉或高温焙烧窑中，先在100～200℃的温度下干燥1～2小时，然后缓慢升温在1000～1200℃的温度下焙烧2～6小时，待冷却即得到各种类型的远红外泥兴陶成型制品。
3.根据权利要求1所述的远红外泥兴陶制品的制备方法，其特征在于：远红外泥兴陶粉的制备包括：将配方各原料按配比配料投入真空辊筒干燥机中控制温度70～100℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在100～200目的筛机过筛，经混炼和成型后再放入高温电炉或高温焙烧炉或高温焙烧窑中，先在100～200℃的温度下干燥1～2小时，然后缓慢升温在1000～1200℃的温度下焙烧2～6小时，待冷却后投入球磨机中球磨2～10小时，经100～400目的筛机过筛，或者根据用途要求加工成不同粒度的陶瓷粉。
4.如权利要求1所述的远红外泥兴陶制品的制备方法，其特征在于：远红外泥兴陶浆料的制备包括：将配方各原料按配比配料投入真空辊筒干燥机中控制温度70～100℃下干燥，然后投入球磨机中球磨，在100～200目的筛机过筛，经混炼和成型后再放入高温电炉或高温焙烧炉或高温焙烧窑中，先在100～200℃的温度下干燥1～2小时，然后缓慢升温在1000～1200℃的温度下焙烧2～6小时，待冷却后投入球磨机中球磨2～10小时，经100～400目的筛机过筛，或者根据用途要求加工成不同粒度的陶瓷粉，加入无机树脂或者有机树脂，投入球磨机中球磨1～5小时，后经100～200目的筛机过筛，即得到远红外泥兴陶浆料制品。
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