CN109734415A - 一种燃气具用红色多孔陶瓷炉头的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气具用红色多孔陶瓷炉头的制备方法，其中，燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，包括以下步骤：1)按照原料的质量百分比计，提供高岭土60‑71wt％，滑石8‑14wt％，菱镁矿12‑20wt％，三氧化二铝1‑5.8wt％，锂辉石0‑2wt％，氧化铁1.2‑7.2wt％，将上述原料混合均匀，得到生料；2)向生料中加入3wt％的矿化剂后混合均匀，经过煅烧、冷却后研磨得到红色熟料；3)提供20‑35.9wt％的步骤1中的生料，47.5‑63.4wt％的步骤2中的红色熟料，6.1‑24.5wt％的造孔剂，1‑5wt％的油酸，1‑5wt％的柴油，0‑0.5wt％的甲基，0.1‑0.5wt％的聚氨酯丙烯酸酯，以及1‑5wt％的矿化剂，将上述原料混合均匀后加入7‑9wt％的水，再次混合均匀，得到红色陶瓷炉头坯料；4)将红色陶瓷炉头坯料成型，恒温干燥后，煅烧，得到红色陶瓷炉头。本发明能够制备出稳定红色的多孔陶瓷炉头。

Description

一种燃气具用红色多孔陶瓷炉头的制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，具体地，涉及一种燃气具用红色多孔陶瓷炉头的制备方法。

背景技术

多孔陶瓷是一种经高温烧成，具有大量彼此相通或闭合气孔的陶瓷材料。由于具有均匀分布的微孔或孔洞，孔隙率较高、体积密度小，具有发达的比表面及其独特的物理表面特性，对液体和气体介质有选择的透过性，能量吸收或阻尼特性,加之陶瓷材料特有的耐高温、耐腐蚀、高的化学稳定性和尺寸稳定性，使多孔陶瓷广泛应用于金属熔液的过滤，工业炉的烟气净化以及汽车尾气的净化等方面等。

多孔陶瓷材质的炉头具有节能环保的特点，这主要得益于其具有的多孔结构和陶瓷材料本身具有的优良的抗热震性等物理特性。良好的抗热震性保证了其在长期反复加热条件下不被破坏，是作为炉头的优良材料。

在节能环保方面，传统炉具对燃气的燃烧利用率只有百分之六十，而多孔陶瓷炉头的燃气利用率可达百分之九十五。热传递有三种方式，分别是传导，对流，辐射。传统炉具只有一种热传递：传导。多孔陶瓷具有比表面积高的特点，其中存在的密集的微孔能充分使空气和燃气混合，使燃料燃烧更完全，并将明火变成红外光线，所以它的热传递除了传导还有辐射，因此提高了燃气利用率。提高燃料利用率的同时可以减少因为燃气的不完全燃烧产生的如一氧化碳等的有毒气体，达到环保的目的。

由于多孔陶瓷炉头组成中常含有大量氧化镁，给炉头的着色带来了的困难，目前市场上销售的的多孔陶瓷炉头只有白色，无法适应某些需要更美观，耐污的场合，难以满足客户对彩色多孔陶瓷炉具炉头的需求，因此,解决多孔陶瓷炉头难以着色的问题，同时不影响炉头的使用性是非常重要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种红色多孔陶瓷炉头的制备方法，用以改善炉头的颜色，适应耐污的场合，满足客户对陶瓷对红色陶瓷炉头的需求。

本发明采用以下技术方案：

根据本发明实施例的燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照原料的质量百分比计，提供高岭土60-71wt％，滑石8-14wt％，菱镁矿12-20wt％，三氧化二铝1-5.8wt％，锂辉石0-2wt％，氧化铁1.2-7.2wt％，将上述原料混合均匀，得到生料；

步骤2，向所述生料中加入3wt％的矿化剂后混合均匀，经过煅烧、冷却后研磨得到红色熟料；

步骤3，按照原料的质量百分比计，提供20-35.9wt％的步骤1中所述的生料，47.5-63.4wt％的步骤2中所述的红色熟料，6.1-24.5wt％的造孔剂，1-5wt％的油酸，1-5wt％的柴油，0-0.5wt％的甲基，0.1-0.5wt％的聚氨酯丙烯酸酯，以及1-5wt％的矿化剂，将上述原料混合均匀后加入7-9wt％的水，再次混合均匀，得到红色陶瓷炉头坯料；

步骤4，将所述红色陶瓷炉头坯料成型，恒温干燥后，煅烧，得到所述红色陶瓷炉头。

优选地，所述步骤2和步骤4中的煅烧为常温下以升温速度为5℃/min逐步升温至1270-1310℃，并保温1-6h。

优选地，所述矿化剂为硼酸。

优选地，所述步骤2中的所述红色熟料的粒径为60-90μm。

优选地，所述造孔剂包括竹粉、木粉、石墨、或其混合物，其中，所述竹粉的粒径为150-200μm，所述木粉的粒径为130-150μm。

优选地，所述造孔剂包括3-12wt％的竹粉、3-12wt％的木粉和0.1-0.5wt％的石墨。

优选地，所述步骤4中干燥温度为50-70℃，干燥时间为2-6h。

根据本发明第二方面实施例的燃气具用红色多孔陶瓷炉头，通过红色多孔陶瓷炉头制备方法制备得到,其组分按质量百分比计，含有：

三氧化二铝：28-41wt％；

二氧化硅：43-58wt％；

氧化镁：9.8-18wt％；

氧化铁：1-8.4wt％；

氧化硼：0.5-5wt％；以及

氧化锂：0-0.5wt％。

本发明的上述技术方案至少具有如下效果之一：

1)通过合理的原料配比与生产工艺，将炉头的颜色固定为红色，其热稳定性良好，填补了有色多孔陶瓷炉头的市场空白，具有显著的经济效益。

2)该红色陶瓷炉头适应耐污的场合，满足了客户对红色多孔陶瓷炉头的需求，具有广阔的市场空间。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面具体描述根据本发明实施例的燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法。

根据本发明实施例燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按照原料的质量百分比计，提供高岭土60-71wt％，滑石8-14wt％，菱镁矿12-20wt％，三氧化二铝1-5.8wt％，锂辉石0-2wt％，氧化铁1.2-7.2wt％，将上述原料混合均匀，得到生料。

也就是说，通过在原材料中加入氧化铁，可以增强陶瓷基体的增色能力，进而制备出颜色稳定的红色陶瓷炉头。

步骤2，向所述生料中加入3wt％的矿化剂后混合均匀，经过煅烧、冷却后研磨得到红色熟料。

其中，矿化剂可以为硼酸，加入硼酸能促进烧结并改善炉头的强度等性能，煅烧为常温下以升温速度为5℃/min逐步升温至1270-1310℃，并保温1-6h，红色熟料的粒径为60-90μm，该粒径的红色熟料可以制备出性能更加优良的红色多孔陶瓷炉头。

步骤3，按照原料的质量百分比计，提供20-35.9wt％的步骤1中所述的生料，47.5-63.4wt％的步骤2中所述的红色熟料，6.1-24.5wt％的造孔剂，1-5wt％的油酸，1-5wt％的柴油，0-0.5wt％的甲基，0.1-0.5wt％的聚氨酯丙烯酸酯，以及1-5wt％的矿化剂，将上述原料混合均匀后加入7-9wt％的水，再次混合均匀，得到红色陶瓷炉头坯料。

具体地，造孔剂可以为常规的选择，本发明中，优选的造孔剂优选为竹粉、木粉、石墨、或其混合物，进一步地，所述竹粉的粒径为150-200μm，所述木粉的粒径为130-150μm。采用竹粉、木粉、石墨作为造孔剂制备的红色多孔陶瓷炉头，比表面积大，燃气和空气有效混合，并且能将明火转换成红外光线，使燃气利用率达到95％，产生的CO等有害气体少，更加环保节能。

优选地，造孔剂包括3-12wt％的竹粉、3-12wt％的木粉和0.1-0.5wt％的石墨。采用该比例的造孔剂，可以使燃气和空气更加有效的结合，进而提高环保节能的效果。

步骤4，将所述红色陶瓷炉头坯料成型，恒温干燥后，煅烧，得到所述红色陶瓷炉头。

其中，步骤4中的煅烧为常温下以升温速度为5℃/min逐步升温至1270-1310℃，并保温1-6h。优选地，干燥温度为50-70℃，干燥时间为2-6h。该煅烧的升温速率和干燥温度可以进一步提高陶瓷炉头的性能。

由此，根据本发明实施例的红色多孔陶瓷炉头具有稳定的红色，其热稳定性良好，填补了有色多孔陶瓷炉头的市场空白，具有显著的经济效益，该红色陶瓷炉头适应耐污的场合，满足了客户对红色陶瓷炉头的需求，具有广阔的市场空间。

根据本发明第二方面实施例的燃气具用红色多孔陶瓷炉头，通过红色多孔陶瓷炉头制备方法制备得到,其组分按质量百分比计，含有三氧化二铝28-41wt％，二氧化硅43-58wt％，氧化镁9.8-18wt％，氧化铁1-8.4wt％，氧化硼0.5-5wt％，以及氧化锂0-0.5wt％。该组分的红色陶瓷炉头具有纯正的红色，抗热震性、热膨胀系数达到蜂窝陶瓷的标准，能够满足客户的需求，具有广泛的市场前景。

以下实施例中抗热震性的测试的依据为《蜂窝陶瓷》中的抗热震性的测试方法，通过反复加热急冷检测该产品的热稳定性。

其中实施例中X，Y，Z，x，y，z,L，a，b，为三种不同的色度表征方式，X，Y，Z为光谱三刺激值；x，y，z为色坐标值，可以在色度图上确定一个点，两者关系为x＝X/X+Y+Z,y＝Y/X+Y+Z,z＝Z/X+Y+Z。

L*为明度值；a*为红绿值，b*为黄蓝值，a和b的值域都是由+127至-128,其中+127a就是洋红色,渐渐过渡到-128a的时候就变成绿色；同样原理,+127b是黄色,-128b是蓝色。

实施例1

1)以下原料按质量份计，将高岭土62.4wt％，滑石9.9wt％，菱镁矿15.4wt％，三氧化二铝5.0wt％，锂辉石2.0wt％，氧化铁2.3wt％混均匀后得到生料；

2)将上述生料加入3wt％的硼酸后混合均匀，放入高温炉中，以升温速度为5℃/min在常温下逐步升温至1290℃，保温时间为2h，冷却后经研磨得到粒径为75μm的红色熟料。

3)将原料以下原料按质量份计：将生料27.9wt％，红色熟料47.5wt％，187μm的竹粉5.1wt％，150μm的木粉6.4wt％，石墨0.2wt％，油酸2.1wt％，柴油2.1wt％，甲基0.3wt％，PUA(聚氨酯丙烯酸酯)0.4wt％，硼酸1wt％混合均匀后加入7wt％的水，进一步混合均匀，得到可塑性红色陶瓷坯料。

4)将3)得到的可塑性红色坯料压制成型，60℃恒温干燥后，放入高温炉内，以升温速度为5℃/min在常温下逐步升温至1310℃，保温时间为2h，得到红色多孔陶瓷炉头。

该产品呈红色，其色度检测值如表1：

表1

L*＝53.17	a*＝11.58	b*＝8.28
			X＝.22.53	Y＝21.20	Z＝18.34

抗热震性的测试结果如下表2：

表2

实施例2

1)以下原料按质量份计，将高岭土66.8wt％，滑石14wt％，菱镁矿12wt％，三氧化二铝1wt％，锂辉石2.0wt％，氧化铁1.2wt％混均匀后得到生料；

2)将上述生料加入3wt％的硼酸后混合均匀，放入高温炉中，以升温速度为5℃/min在常温下逐步升温至1270℃，保温时间为2h，冷却后经研磨得到粒径为60μm的红色熟料。

3)将原料以下原料按质量份计：将生料20wt％，红色熟料61.4wt％，150μm的竹粉3wt％，130μm的木粉3wt％，石墨0.1wt％，油酸1wt％，柴油1wt％，PUA(聚氨酯丙烯酸酯)0.5wt％，硼酸3wt％混合均匀后加入7wt％的水，进一步混合均匀，得到可塑性红色坯料。

4)将3)得到的可塑性红色坯料压制成型，50℃恒温干燥后，放入高温炉内，以升温速度为5℃/min在常温下逐步升温至1300℃，保温时间为4h，得到红色多孔陶瓷炉头。

该产品呈较为纯正的红色，其色度检测值如表3：

表3

L*＝56.76	a*＝13.14	b*＝17.78
			X＝26.47	Y＝24.67	Z＝16.75

抗热震性的测试结果如表4：

表4

实施例3

1)以下原料按质量份计，将高岭土66wt％，滑石8wt％，菱镁矿15wt％，三氧化二铝3.8wt％，氧化铁4.2wt％混均匀后得到生料；

2)将上述生料加入3wt％的硼酸后混合均匀，放入高温炉中，以升温速度为5℃/min在常温下逐步升温至1310℃，保温时间为1h，冷却后经研磨得到粒径为90μm的红色熟料。

3)将原料以下原料按质量份计：将生料30.4wt％，红色熟料47.5wt％，150μm的竹粉3wt％，130μm的木粉3wt％，石墨0.1wt％，油酸1wt％，柴油2wt％，0.5wt％的甲基，PUA(聚氨酯丙烯酸酯)0.5wt％，硼酸3wt％混合均匀后加入9wt％的水，进一步混合均匀，得到可塑性红色坯料。

4)将3)得到的可塑性红色坯料压制成型，70℃恒温干燥后，放入高温炉内，以升温速度为5℃/min在常温下逐步升温至1300℃，保温时间为6h，得到红色多孔陶瓷炉头。

该产品呈较为纯正的红色，其色度检测值如表5：

表5

L*＝50.37	a*＝15.24	b*＝15.09
			X＝20.75	Y＝18.72	Z＝13.15

抗热震性的测试结果如表6：

表6

虽然已参考具体的实施方式描述了本发明，但本领域技术人员将理解，在不偏离本发明的范围下，可进行各种变化，并且等价物可替代其要素。因此，本发明不局限于所公开的具体的实施方式，而是其包括落入所附权利要求范围内的所有实施方式。

Claims (8)

1.一种燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，其特征在于,包括以下步骤：

步骤1，按照原料的质量百分比计，提供高岭土60-71wt％，滑石8-14wt％，菱镁矿12-20wt％，三氧化二铝1-5.8wt％，锂辉石0-2wt％，氧化铁1.2-7.2wt％，将上述原料混合均匀，得到生料；

步骤2，向所述生料中加入3wt％的矿化剂后混合均匀，经过煅烧、冷却后研磨得到红色熟料；

步骤3，按照原料的质量百分比计，提供20-35.9wt％的步骤1中所述的生料，47.5-63.4wt％的步骤2中所述的红色熟料，6.1-24.5wt％的造孔剂，1-5wt％的油酸，1-5wt％的柴油，0-0.5wt％的甲基，0.1-0.5wt％的聚氨酯丙烯酸酯，以及1-5wt％的矿化剂，将上述原料混合均匀后加入7-9wt％的水，再次混合均匀，得到红色陶瓷炉头坯料；

步骤4，将所述红色陶瓷炉头坯料成型，恒温干燥后，煅烧，得到所述红色陶瓷炉头。

2.根据权利要求1所述的燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，其特征在于，所述步骤2和步骤4中的煅烧为常温下以升温速度为5℃/min逐步升温至1270-1310℃，并保温1-6h。

3.根据权利要求1所述的燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，其特征在于，所述矿化剂为硼酸。

4.根据权利要求1所述的燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的所述红色熟料的粒径为60-90μm。

5.根据权利要求1所述的燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，其特征在于，所述造孔剂包括竹粉、木粉、石墨、或其混合物，其中，所述竹粉的粒径为150-200μm，所述木粉的粒径为130-150μm。

6.根据权利要求5所述的燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，其特征在于，所述造孔剂包括3-12wt％的竹粉、3-12wt％的木粉和0.1-0.5wt％的石墨。

7.根据权利要求1所述的燃气具用红色陶瓷炉头的制备方法，其特征在于，所述步骤4中干燥温度为50-70℃，干燥时间为2-6h。

8.根据权利要求1至7任一项所述的制备方法制备得到的燃气具用红色多孔陶瓷炉头，其特征在于,其组分按质量百分比计，含有：

三氧化二铝：28-41wt％；

二氧化硅：43-58wt％；

氧化镁：9.8-18wt％；

氧化铁：1-8.4wt％；

氧化硼：0.5-5wt％；以及

氧化锂：0-0.5wt％。