CN107140948A - 一种高白度日用骨灰瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种高白度日用骨灰瓷及其制备方法,包括以下百分含量组分制成:高岭土21‑24%、长石7‑11%、石英10‑15%、海泡石纤维1.3‑2.6%、水镁石0.3‑1.2%、硅藻土2‑5%、海藻酸钠0.48‑0.65%、分散剂0.15‑0.25%、骨灰粉余量,通过混合、加热、预煅烧、破碎、球磨、烧结等步骤制成,具有良好的热塑性和热稳定性,加工性好,制得的产品外观平整光滑,力学强度和透光性明显改善,白度可达82%,成品率可达95%以上,有效提高了日用瓷的综合品质。
Description
技术领域
本发明涉及日用陶瓷技术领域,具体涉及一种高白度日用骨灰瓷及其制备方法。
背景技术
陶瓷产业是高耗能产业,伴随着陶瓷产业的高速发展,其耗能严重的问题也日益突出。据统计,在陶瓷行业中,我国能耗是世界平均水平的3.1倍,是OECD(经济合作与发展组织)国家和地区的4.3倍,更是日本的9倍。陶瓷制作过程中每年需要消耗大量的高岭土等原材料,高岭土等资源面临枯竭的形势十分严峻。随着国家对环境保护的关注,对资源合理利用的重视,陶瓷产业结构调整变得刻不容缓。与此同时,随着社会的进步,人们日常生活水平的日益提高,日用陶瓷又是家居生活的必需品,消费者对日用瓷的外表如白度等有较高的要求,同时也注重日用瓷的内在性能,如抗折强度和热稳定性的要求。
因此需要总结出更好的技术方案以减少稀缺原材料的消耗、降低能耗、降低成本,同时提高日用瓷产品的白度、抗折强度以及热稳定性,提高产品质量和性价比,满足消费者对日用瓷产品的需求。
骨灰瓷是以骨灰为主要熔剂制成的瓷器,其白度高,半透明性良好,是高级日用瓷及装饰用瓷。但目前我国骨灰瓷的生产尚不普遍,生产的品质并不理想,用于生产的骨灰瓷浆料触变性差、强度较低,容易出现开裂等问题,极大的影响了陶瓷的综合品质。
发明内容
针对上述存在的问题,本发明提出了一种高白度日用骨灰瓷及其制备方法,通过混合、加热、预煅烧、破碎、球磨、烧结等步骤制成,具有良好的热塑性和热稳定性,加工性好,制得的产品外观平整光滑,力学强度和透光性明显改善,白度可达82%,成品率可达95%以上,有效提高了日用瓷的综合品质。
为了实现上述的目的,本发明采用以下的技术方案:
一种高白度日用骨灰瓷,包括以下百分含量组分制成:高岭土21-24%、长石7-11%、石英10-15%、海泡石纤维1.3-2.6%、水镁石0.3-1.2%、硅藻土2-5%、海藻酸钠0.48-0.65%、分散剂0.15-0.25%、骨灰粉余量。
优选的,还包括作物淀粉0.1-2%,所述作物淀粉选自大米淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉中的一种或多种组合物。
优选的,所述作物淀粉中直链淀粉占20-40wt%。
优选的,所述分散剂为质量比2:3的滑石粉和轻质碳酸钙。
优选的,高白度日用骨灰瓷,制备步骤如下:
1)按质量比称取原料,向硅藻土中注水拌匀至稀糊状,向海藻酸钠中注入适量温水搅拌至溶解,备用;
2)将溶解后的海藻酸钠溶液在搅拌条件下加入稀糊状硅藻土中,60℃保温搅拌20-30min,然后再将海泡石纤维加入其中,升温至92±2℃,保温1.6-2h,冷冻干燥得固体粉料,备用;
3)将骨灰粉在100℃条件下恒温干燥1h,取出后进行分段预煅烧处理,得骨料,备用;
4)将长石、石英、水镁石先在辊式破碎机中破碎1-3h,取出后进行一次磁选,然后与固体粉料、骨料以及其它剩余原料共混,置于球磨机中球磨6-7h,取出后进行二次磁选,得混料,备用;
5)将混料注入模具中形成坯体,烘干后送入隧道窑中在1200±5℃条件下烧结40-60min即可。
优选的,步骤1)中温水温度为38-40℃。
优选的,步骤3)中分段预煅烧处理具体为先在1080±10℃℃煅烧1-2h,然后升温至1220±10℃煅烧1-3h,最后升温至1300±10℃煅烧1-2h。
优选的,步骤4)中破碎后物料粒径为2-3mm,球磨后物料粒径为0.025-0.038mm。
由于采用上述的技术方案,本发明的有益效果是:本发明通过混合、加热、预煅烧、破碎、球磨、烧结等步骤制成,采用合理的配方组分和工艺步骤相互配合,有效提高了各组分间性能的提升搭配,具有良好的热塑性和热稳定性,加工性好,制得的产品外观平整光滑,力学强度和透光性明显改善,白度可达82%,成品率可达95%以上,有效提高了日用瓷的综合品质。
本发明日用骨灰瓷采用骨灰粉配合高岭土和硅藻土、海泡石纤维、海藻酸钠、淀粉等原料,先将硅藻土、海泡石纤维、海藻酸钠三者混合反应,以硅藻土做为多孔载体,配合海泡石纤维提高了催化强化活性,在后期球磨过程中有效改善了各组分间的催化混合效果,降低了球磨过程中组分表面活化的难度,配合添加的海藻酸钠、分散剂促进了流变性,进一步提高了组分球磨效率。另外,作物淀粉在提供一定粘接性的同时,其中的直链淀粉具有一定的类似纤维性质,有助于提高原料间的配合结构强度,支链淀粉具有较大的空间构造,具有良好的吸湿效果,用于调整粘度触变效果,保证良好的流平性能,促进组分混合反应。
相较于传统的制瓷过程中所有原料直接煅烧烧结,本发明采用骨灰粉分段预煅烧处理,再与其他原料进行烧结,不仅保证了骨灰粉的烧制均匀性,同时可有效降低烧结温度和烧结时间,综合预煅烧和最后的烧结操作相较于传统工艺中烧结操作成本降低了5-10%,有效降低能耗,且生产周期较短,制得的产品性能稳定良好,经检测,性能如下:在150-170℃投入20℃水中热交换一次不裂,烧结收缩率为14-16%,吸湿率小于0.25%,微波炉适应性优良,无裂痕(GB/T3532-2009,6.6),冰箱到微波炉适应性优良,无裂痕(GB/T3532-2009,6.7),冰箱到烤箱适应性优良,无裂痕(GB/T3532-2009,6.8)。(上述数据由实施例1-5每组任意抽取10个产品进行检测所得)
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,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
一种高白度日用骨灰瓷,包括以下百分含量组分制成:高岭土22.5%、长石8%、石英12%、海泡石纤维1.8%、水镁石1%、硅藻土4%、海藻酸钠0.58%、分散剂0.15%、骨灰粉余量。还包括作物淀粉0.3%,所述作物淀粉选自大米淀粉、马铃薯淀粉组合物,作物淀粉中直链淀粉占40wt%。分散剂为质量比2:3的滑石粉和轻质碳酸钙。
高白度日用骨灰瓷,制备步骤如下:
1)按质量比称取原料,向硅藻土中注水拌匀至稀糊状,向海藻酸钠中注入适量38-40℃温水搅拌至溶解,备用;
2)将溶解后的海藻酸钠溶液在搅拌条件下加入稀糊状硅藻土中,60℃保温搅拌20min,然后再将海泡石纤维加入其中,升温至92±2℃,保温1.8h,冷冻干燥得固体粉料,备用;
3)将骨灰粉在100℃条件下恒温干燥1h,取出后进行分段预煅烧处理,具体为先在1080±10℃℃煅烧1.5h,然后升温至1220±10℃煅烧3h,最后升温至1300±10℃煅烧1h得骨料,备用;
4)将长石、石英、水镁石先在辊式破碎机中破碎1-3h,破碎后物料粒径为2-3mm,取出进行一次磁选,然后与固体粉料、骨料以及其它剩余原料共混,置于球磨机中球磨6-7h,球磨后物料粒径为0.025-0.038mm,取出进行二次磁选,得混料,备用;
5)将混料注入模具中形成坯体,烘干后送入隧道窑中在1200±5℃条件下烧结45min即可。
实施例2:
一种高白度日用骨灰瓷,包括以下百分含量组分制成:高岭土24%、长石10%、石英13%、海泡石纤维2.4%、水镁石1.2%、硅藻土3%、海藻酸钠0.48%、分散剂0.22%、骨灰粉余量。还包括作物淀粉1.6%,所述作物淀粉选自玉米淀粉,作物淀粉中直链淀粉占30wt%。分散剂为质量比2:3的滑石粉和轻质碳酸钙。
高白度日用骨灰瓷,制备步骤如下:
1)按质量比称取原料,向硅藻土中注水拌匀至稀糊状,向海藻酸钠中注入适量38-40℃温水搅拌至溶解,备用;
2)将溶解后的海藻酸钠溶液在搅拌条件下加入稀糊状硅藻土中,60℃保温搅拌30min,然后再将海泡石纤维加入其中,升温至92±2℃,保温2h,冷冻干燥得固体粉料,备用;
3)将骨灰粉在100℃条件下恒温干燥1h,取出后进行分段预煅烧处理,具体为先在1080±10℃℃煅烧2h,然后升温至1220±10℃煅烧1h,最后升温至1300±10℃煅烧2h得骨料,备用;
4)将长石、石英、水镁石先在辊式破碎机中破碎1-3h,破碎后物料粒径为2-3mm,取出进行一次磁选,然后与固体粉料、骨料以及其它剩余原料共混,置于球磨机中球磨6-7h,球磨后物料粒径为0.025-0.038mm,取出进行二次磁选,得混料,备用;
5)将混料注入模具中形成坯体,烘干后送入隧道窑中在1200±5℃条件下烧结50min即可。
实施例3:
一种高白度日用骨灰瓷,包括以下百分含量组分制成:高岭土21.7%、长石7%、石英14%、海泡石纤维2%、水镁石0.8%、硅藻土2%、海藻酸钠0.56%、分散剂0.2%、骨灰粉余量。还包括作物淀粉2%,所述作物淀粉选自玉米淀粉、小麦淀粉组合物,作物淀粉中直链淀粉占40wt%。分散剂为质量比2:3的滑石粉和轻质碳酸钙。
高白度日用骨灰瓷,制备步骤如下:
1)按质量比称取原料,向硅藻土中注水拌匀至稀糊状,向海藻酸钠中注入适量38-40℃温水搅拌至溶解,备用;
2)将溶解后的海藻酸钠溶液在搅拌条件下加入稀糊状硅藻土中,60℃保温搅拌30min,然后再将海泡石纤维加入其中,升温至92±2℃,保温2h,冷冻干燥得固体粉料,备用;
3)将骨灰粉在100℃条件下恒温干燥1h,取出后进行分段预煅烧处理,具体为先在1080±10℃℃煅烧1.5h,然后升温至1220±10℃煅烧2.5h,最后升温至1300±10℃煅烧1.5h得骨料,备用;
4)将长石、石英、水镁石先在辊式破碎机中破碎1-3h,破碎后物料粒径为2-3mm,取出进行一次磁选,然后与固体粉料、骨料以及其它剩余原料共混,置于球磨机中球磨6-7h,球磨后物料粒径为0.025-0.038mm,取出进行二次磁选,得混料,备用;
5)将混料注入模具中形成坯体,烘干后送入隧道窑中在1200±5℃条件下烧结40min即可。
实施例4:
一种高白度日用骨灰瓷,包括以下百分含量组分制成:高岭土23.4%、长石11%、石英15%、海泡石纤维1.3%、水镁石0.6%、硅藻土4%、海藻酸钠0.6%、分散剂0.25%、骨灰粉余量。还包括作物淀粉0.1%,所述作物淀粉选自大米淀粉,作物淀粉中直链淀粉占20wt%。分散剂为质量比2:3的滑石粉和轻质碳酸钙。
高白度日用骨灰瓷,制备步骤如下:
1)按质量比称取原料,向硅藻土中注水拌匀至稀糊状,向海藻酸钠中注入适量38-40℃温水搅拌至溶解,备用;
2)将溶解后的海藻酸钠溶液在搅拌条件下加入稀糊状硅藻土中,60℃保温搅拌30min,然后再将海泡石纤维加入其中,升温至92±2℃,保温1.6h,冷冻干燥得固体粉料,备用;
3)将骨灰粉在100℃条件下恒温干燥1h,取出后进行分段预煅烧处理,具体为先在1080±10℃℃煅烧1h,然后升温至1220±10℃煅烧3h,最后升温至1300±10℃煅烧2h得骨料,备用;
4)将长石、石英、水镁石先在辊式破碎机中破碎1-3h,破碎后物料粒径为2-3mm,取出进行一次磁选,然后与固体粉料、骨料以及其它剩余原料共混,置于球磨机中球磨6-7h,球磨后物料粒径为0.025-0.038mm,取出进行二次磁选,得混料,备用;
5)将混料注入模具中形成坯体,烘干后送入隧道窑中在1200±5℃条件下烧结60min即可。
实施例5:
一种高白度日用骨灰瓷,包括以下百分含量组分制成:高岭土21%、长石10%、石英10%、海泡石纤维2.6%、水镁石0.3%、硅藻土5%、海藻酸钠0.65%、分散剂0.24%、骨灰粉余量。分散剂为质量比2:3的滑石粉和轻质碳酸钙。
高白度日用骨灰瓷,制备步骤如下:
1)按质量比称取原料,向硅藻土中注水拌匀至稀糊状,向海藻酸钠中注入适量38-40℃温水搅拌至溶解,备用;
2)将溶解后的海藻酸钠溶液在搅拌条件下加入稀糊状硅藻土中,60℃保温搅拌20min,然后再将海泡石纤维加入其中,升温至92±2℃,保温1.6h,冷冻干燥得固体粉料,备用;
3)将骨灰粉在100℃条件下恒温干燥1h,取出后进行分段预煅烧处理,具体为先在1080±10℃℃煅烧1.5h,然后升温至1220±10℃煅烧1.5h,最后升温至1300±10℃煅烧2h得骨料,备用;
4)将长石、石英、水镁石先在辊式破碎机中破碎1-3h,破碎后物料粒径为2-3mm,取出进行一次磁选,然后与固体粉料、骨料以及其它剩余原料共混,置于球磨机中球磨6-7h,球磨后物料粒径为0.025-0.038mm,取出进行二次磁选,得混料,备用;
5)将混料注入模具中形成坯体,烘干后送入隧道窑中在1200±5℃条件下烧结55min即可。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种高白度日用骨灰瓷,其特征在于,包括以下百分含量组分制成:高岭土21-24%、长石7-11%、石英10-15%、海泡石纤维1.3-2.6%、水镁石0.3-1.2%、硅藻土2-5%、海藻酸钠0.48-0.65%、分散剂0.15-0.25%、骨灰粉余量。
2.根据权利要求1所述的高白度日用骨灰瓷,其特征在于:还包括作物淀粉0.1-2%,所述作物淀粉选自大米淀粉、马铃薯淀粉、玉米淀粉、小麦淀粉中的一种或多种组合物。
3.根据权利要求2所述的高白度日用骨灰瓷,其特征在于:所述作物淀粉中直链淀粉占20-40wt%。
4.根据权利要求1所述的高白度日用骨灰瓷,其特征在于:所述分散剂为质量比2:3的滑石粉和轻质碳酸钙。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高白度日用骨灰瓷,其特征在于,制备步骤如下:
1)按质量比称取原料,向硅藻土中注水拌匀至稀糊状,向海藻酸钠中注入适量温水搅拌至溶解,备用;
2)将溶解后的海藻酸钠溶液在搅拌条件下加入稀糊状硅藻土中,60℃保温搅拌20-30min,然后再将海泡石纤维加入其中,升温至92±2℃,保温1.6-2h,冷冻干燥得固体粉料,备用;
3)将骨灰粉在100℃条件下恒温干燥1h,取出后进行分段预煅烧处理,得骨料,备用;
4)将长石、石英、水镁石先在辊式破碎机中破碎1-3h,取出后进行一次磁选,然后与固体粉料、骨料以及其它剩余原料共混,置于球磨机中球磨6-7h,取出后进行二次磁选,得混料,备用;
5)将混料注入模具中形成坯体,烘干后送入隧道窑中在1200±5℃条件下烧结40-60min即可。
6.根据权利要求5所述的高白度日用骨灰瓷,其特征在于:步骤1)中温水温度为38-40℃。
7.根据权利要求5所述的高白度日用骨灰瓷,其特征在于:步骤3)中分段预煅烧处理具体为先在1080±10℃℃煅烧1-2h,然后升温至1220±10℃煅烧1-3h,最后升温至1300±10℃煅烧1-2h。
8.根据权利要求5所述的高白度日用骨灰瓷,其特征在于:步骤4)中破碎后物料粒径为2-3mm,球磨后物料粒径为0.025-0.038mm。
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