CN106542848B - 具有保温性能的日用多孔复合陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷制造技术领域，具体的涉及一种具有保温性能的日用多孔复合陶瓷及其制作方法。该种具有保温性能的日用多孔复合陶瓷及其制作方法，首次提出日用多孔陶瓷餐具的概念，并开创性的将多孔陶瓷制备技术应用于日用陶瓷餐具的生产；其制备工艺简单，原料具有很强的普适性，大大提高了生产效率；所制备的陶瓷产品具有“致密陶瓷/多孔陶瓷/致密陶瓷”的复合结构，使其强度满足日用需求；在陶瓷基体中引入了大量细小的分布均匀的气孔，产品具有轻质、保温的性能，提高了日用陶瓷的附加值；选用赤泥作为原料，目前其回收应用及其有限，合理的利用赤泥作为原料真正意义上做到了“变废为宝”，具有可观的社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷制造技术领域，具体的涉及一种具有保温性能的日用多孔复合陶瓷及其制作方法。
背景技术
传统日用陶瓷如陶瓷杯、餐盘、陶瓷锅都是大多数都是接近致密的，因此保温效果差，所盛装的热水和食物易冷却。如果能够大幅度的提高这类产品的保温性能，将会有效的减缓盛装热水和食物的冷却速度，而且人手持这些盛装了热水的餐具的时候不会烫手。为解决上述问题，目前市面上出现了一些陶瓷生产者利用阴阳合模注浆方法制备的中空的陶瓷杯，提高日用陶瓷的隔热保温性能，但是此种方法只能采用注浆成型的工艺，生产效率低，而且中空的结构降低了陶瓷杯的强度。
具有多孔结构的陶瓷因为在陶瓷基体中引入了导热系数低的空气因此具有良好的保温性能，且不会影响其使用强度，而且由于气孔的引入减少了瓷土的用量，还可以节约宝贵的瓷土资源。此外，多孔陶瓷相比致密陶瓷可以有效的降低产品的密度，轻质的手感提高了日用陶瓷的附加价值。由此可见，开发具有多孔结构的轻质日用多孔陶瓷具有重要意义。现在对于建筑领域的多孔陶瓷板材和多孔陶瓷砖研究较多，但对于具有多孔结构的日用陶瓷的使用和制备还鲜有报道。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种具有保温性能的日用多孔复合陶瓷及其制作工艺。
为实现上述目的，本发明提供的具有保温性能的日用多孔复合陶瓷，其特征在于：所述坯体原料的重量份如下：膨润土20-50份，高岭土30-60份，赤泥10-30份。
优化的，坯体原料的重量份如下：膨润土30份，高岭土50份，赤泥20份。
优化的，坯体原料的重量份如下：膨润土40份，高岭土50份，赤泥10份。
优化的，坯体原料的重量份如下：膨润土30份，高岭土40份，赤泥30份。
具有保温性能的日用多孔复合陶瓷的制备方法，制备上述的具有保温性能的日用多孔复合陶瓷，具体步骤如下：
步骤1，混合，将坯体原料混合球磨后过200-500目筛网，与成孔剂加水混合成浆料；
步骤2，配药，向浆料中加入分散剂和粘结剂配制成40wt％-70wt％固相含量的悬浮体；
步骤3，负压除气：用搅拌机对悬浮体进行搅拌，使成孔剂与坯体原料混合均匀同时进行负压除气，随后通入压滤机进行压滤，获得坯体原料与成孔剂均匀混合的泥坯；
步骤4，成型：将坯体原料利用滚压成型或者注浆成型制成坯体；
步骤5，上浆：待坯体干燥后的干坯用30wt％-50wt％固相含量的高岭土浆料对干坯内外表面进行喷涂或者浸涂；
步骤6，施釉：待坯体再次干燥后对其外表面进行施釉；
步骤7，烧成：釉水干燥后进行烧结。
优化的，步骤1中，成孔剂为空心陶瓷微珠、球形的水溶性塑胶粉体、水溶性淀粉中的一种或多种，成孔剂粒径为30μm-1000μm，坯体原料与成孔剂的体积比为0.5-2.0。
优化的，步骤2中的分散剂为0.3％-0.8％的三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、水玻璃或柠檬酸铵中的一种或多种。
优化的，步骤2中的粘结剂为0.4％-1.2％的PVA、CMC、Isobam中的一种或任意混合。
优化的，步骤7中烧成温度为1310-1350℃，且升温至400℃-600℃时保温0.5-5h。
优化的，制备的日用多孔复合陶瓷厚度为2mm-20mm，气孔结构以闭孔为主，气孔率为30％-65％。
由上述对本发明的描述可知，本发明提供的具有保温性能的日用多孔复合陶瓷及其制作方法，具有如下有益效果：一是首次提出日用多孔陶瓷餐具的概念，并开创性的将多孔陶瓷制备技术应用于日用陶瓷餐具的生产；二是其制备工艺简单,本工艺对不同成分的原料具有很强的普适性，特别是可以采用滚压成型的方法，大大提高了生产效率；三是所制备的产品具有类似于三明治的“致密陶瓷/多孔陶瓷/致密陶瓷”的复合结构，使其强度满足日用需求；四是由于在陶瓷基体中引入了大量细小的分布均匀的气孔，产品具有轻质、保温的性能，提高了日用陶瓷的附加值；五是作为原料之一的赤泥具有一定塑性，合理添加不会影响其成型效果，而且赤泥排放量巨大，目前其回收应用及其有限，合理的利用赤泥作为原料真正意义上做到了“变废为宝”，具有可观的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本实施例中保温性能的日用多孔复合陶瓷制成的水杯结构示意图。
图2为图1中的M的放大图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。
参照图1、图2所示，本发明提供的具有保温性能的日用多孔复合陶瓷，其特征在于：所述坯体原料的重量份如下：膨润土20-50份，高岭土30-60份，赤泥10-30份。
如图所示，使用上述日用多孔复合陶瓷制成陶瓷水杯，其包括杯体1、孔壁2、气孔3、由高岭土涂层和釉料层形成的表面致密层4。
具体实施例一：
具有保温性能的日用多孔复合陶瓷，坯体原料的重量份如下：膨润土30份，高岭土50份，赤泥20份。
上述具有保温性能的日用多孔复合陶瓷制备方法如下：
步骤1，混合，将坯体原料混合球磨后过300目筛，将坯体原料、100um的水溶性PMMA和水按20％、40％、40％的体积比混合成浆料；
步骤2，配药，向浆料中加入0.5％六偏离酸钠和0.5％羧羟基纤维素钠制备总固相体积分数为60wt％的悬浮体；
步骤3，负压除气：用机械搅拌机将浓悬浮体搅拌均匀同时进行负压除气，随后立即通入压滤机进行压滤，可以随后通入压滤机进行压滤，获得坯体原料与成孔剂均匀混合的泥坯；
步骤4，成型：将泥坯进行滚压成型制成如图1所示的杯形；
步骤5，上浆：用D50＝3.4μm的高岭土通过添加0.5％水玻璃作为分散剂配制质量分数为40wt％的浆料，待坯体干燥后的干坯用高岭土浆料对干坯内外表面进行喷涂，然后在常温常压下进行干燥；
步骤6，施釉：待坯体再次干燥后，通过浸浆的方法均匀施加特白釉；
步骤7，烧成：釉水干燥后，将坯体放入窑炉中烧至成型，烧成温度控制如下2℃/min的速率升温至500℃，在此温度下保温1h，再以5℃/h的速率升温至1330℃，随后自然冷却至室温，得到气孔率为61％的多孔陶瓷保温杯。
具体实施例二：
具有保温性能的日用多孔复合陶瓷，坯体原料的重量份如下：膨润土40份，高岭土50份，赤泥10份。
上述具有保温性能的日用多孔复合陶瓷制备方法如下：
步骤1，混合，将坯体原料混合球磨后过300目筛，将坯体原料、100um的空心陶瓷微珠和水按25％、35％、40％的体积比混合成浆料，其中空心陶瓷微珠为煤矸石或者氧化铝空心微珠；
步骤2，配药，向浆料中加入0.3％-0.5％的柠檬酸、0.3％的CMC制备总固相体积分数为50wt％的悬浮体；
步骤3，负压除气：用机械搅拌机将浓悬浮体搅拌均匀同时进行负压除气，随后立即通入压滤机进行压滤，随后立即进行注浆成型；
步骤4，成型：2h后脱模并在常温常压下干燥；
步骤5，上浆：用D50＝3.4μm的高岭土通过添加0.5％水玻璃作为分散剂配制质量分数为40wt％的浆料，待坯体干燥后的干坯用高岭土浆料对干坯内外表面进行喷涂，然后在常温常压下进行干燥；
步骤6，施釉：待坯体再次干燥后，通过浸浆的方法均匀施加透明釉；
步骤7，烧成：釉水干燥后，将坯体放入窑炉中烧至成型，烧成温度控制如下2℃/min的速率升温至500℃，在此温度下保温2h，再以5℃/h的速率升温至1350℃，随后自然冷却至室温，得到气孔率为47％的多孔陶瓷保温杯。
具体实施例三：
具有保温性能的日用多孔复合陶瓷，坯体原料的重量份如下：膨润土30份，高岭土40份，赤泥30份。
上述具有保温性能的日用多孔复合陶瓷制备方法如下：
步骤1，混合，将坯体原料混合球磨后过300目筛，将坯体原料、中位径为30μm的水溶性淀粉和水按25％、25％、50％的体积比混合成浆料；
步骤2，配药，向浆料中加入0.5％的六偏离酸钠和0.5％的CMC制备总固相体积分数为60wt％的悬浮体；
步骤3，负压除气：用机械搅拌机将浓悬浮体搅拌均匀同时进行负压除气，随后立即通入压滤机进行压滤，获得坯体原料与淀粉均匀混合的泥坯；
步骤4，成型：泥坯进行滚压成型制成如图1所示的杯形并在常温常压下干燥；
步骤5，上浆：用D50＝3.4μm的高岭土通过添加0.5％水玻璃作为分散剂配制质量分数为40wt％的浆料，待坯体干燥后的干坯用高岭土浆料对干坯内外表面进行喷涂，然后在常温常压下进行干燥；
步骤6，施釉：待坯体再次干燥后，通过浸浆的方法均匀施加“中国红”釉；
步骤7，烧成：釉水干燥后，将坯体放入窑炉中烧至成型，烧成温度控制如下2℃/min的速率升温至400℃，在此温度下保温0.5h，再以5℃/h的速率升温至1310℃，随后自然冷却至室温，得到气孔率为49％的多孔陶瓷保温杯。
上述仅为本发明的三个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
Claims (4)
1.具有保温性能的日用多孔复合陶瓷的制备方法，其特征在于：日用多孔复合陶瓷的坯体原料的重量份如下：膨润土20-50份，高岭土30-60份，赤泥10-30份；
制备方法具体步骤如下：
步骤1，混合，将坯体原料混合球磨后过200-500目筛网，与成孔剂加水混合成浆料；
步骤2，配药，向浆料中加入分散剂和粘结剂配制成40wt％-70wt％固相含量的悬浮体；
步骤3，负压除气：用搅拌机对悬浮体进行搅拌，使成孔剂与坯体原料混合均匀同时进行负压除气，随后通入压滤机进行压滤，获得坯体原料与成孔剂均匀混合的泥坯；
步骤4，成型：将坯体原料制成坯体；
步骤5，上浆：待坯体干燥后的干坯用30wt％-50wt％固相含量的高岭土浆料对干坯内外表面进行喷涂或者浸涂；
步骤6，施釉：待坯体再次干燥后对其外表面进行施釉；
步骤7，烧成：釉水干燥后进行烧结；
步骤1中成孔剂为空心陶瓷微珠、球形的水溶性塑胶粉体、水溶性淀粉中的一种或多种，成孔剂粒径为30μm-1000μm，坯体原料与成孔剂的体积比为0.5-2.0，所述步骤2中的分散剂为0.3％-0.8％的三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、水玻璃或柠檬酸铵中的一种或多种，步骤2中的粘结剂为0.4％-1.2％的PVA、CMC、Isobam中的一种或任意混合，所述步骤7中烧成温度为1310-1350℃，且升温至400℃-600℃时保温0.5-5h，所述制备的日用多孔复合陶瓷厚度为2mm-20mm，气孔结构以闭孔为主，气孔率为30％-65％。
2.根据权利要求1所述的具有保温性能的日用多孔复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述坯体原料的重量份如下：膨润土30份，高岭土50份，赤泥20份。
3.根据权利要求1所述的具有保温性能的日用多孔复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述坯体原料的重量份如下：膨润土40份，高岭土50份，赤泥10份。
4.根据权利要求1所述的具有保温性能的日用多孔复合陶瓷的制备方法，其特征在于，所述坯体原料的重量份如下：膨润土30份，高岭土40份，赤泥30份。
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