專利名稱：一種全炭鍋及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種全炭鍋，還涉及該種全炭鍋的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，炭材料的研究日趨廣泛，人們發(fā)現(xiàn)炭材料有很多優(yōu)良的特性，并且也逐漸應(yīng)用到日常生活中來(lái)，現(xiàn)在市場(chǎng)上也出現(xiàn)了各種竹炭產(chǎn)品，竹炭包是利用了炭材料的多孔，有良好的吸附功能，除濕除臭；竹炭枕是利用了炭材料的紅外功能和導(dǎo)熱性，可以活血通經(jīng)絡(luò)，有保健作用。本發(fā)明的全炭鍋則是利用了炭材料比重小，僅為鋼鐵的20%左右；導(dǎo)熱系數(shù)高，為鑄鐵的4倍以上；遠(yuǎn)紅外性能，使食物加熱快，更具營(yíng)養(yǎng)，節(jié)能高效；有負(fù)離子性能，使食物保鮮期更長(zhǎng)；原材料低廉，可以廢物利用，取材廣泛，環(huán)保效益大的這些特性。申請(qǐng)?zhí)枮?01110374082. 2的中國(guó)專利公開(kāi)了ー種竹炭炊具及其制作エ藝，該竹 炭炊具是由炭粉復(fù)合材料經(jīng)過(guò)預(yù)熱、成型、焙燒、打磨、噴涂等步驟制作而成的，由于該竹炭炊具由炭粉復(fù)合材料制成，炭粉復(fù)合材料包括炭粉、浙青、高純度木質(zhì)素、鋸木粉、竹屑粉、氯化鈉、納米級(jí)炭黑粉及こ醇。申請(qǐng)?zhí)枮?01110219260. 4的中國(guó)專利公開(kāi)了ー種炭素材料成型方法，包括將竹炭粉、煅焦粉、生焦粉經(jīng)多步混合，再經(jīng)成型、焙燒、干燥制成。以上兩個(gè)專利公開(kāi)的エ藝方法都是采用炭復(fù)合材料制造的，復(fù)合材料一般情況下是可以改善材料本身的綜合性能的，但是由于多種粉末混合時(shí)炭材料的多孔性更加明顯，導(dǎo)致鍋的密度小，不耐用，容易變形和滲漏，為了補(bǔ)救這種情況，所以制作時(shí)需要對(duì)成型后的鍋進(jìn)行封孔處理，或者需要加更多粘合劑經(jīng)多次混合、烘干、粉碎處理，使得復(fù)合材料本身的加工要求更加高，如前一個(gè)專利公開(kāi)的打磨步驟中要用硅溶膠對(duì)胚體進(jìn)行表面封孔處理，而這種處理在以后鍋的使用中難免容易脫落，大大影響鍋的使用性能；而后ー個(gè)專利公開(kāi)的粘合劑重量比為15-40%,混合-烘干-粉碎步驟就有四次之多，增加很多エ序，增加成本，而且產(chǎn)品由于加入很多其他粉料而使其密度和強(qiáng)度較低，性能仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，目的是提供ー種全炭鍋，比重小，導(dǎo)熱系數(shù)高，遠(yuǎn)紅外性能，節(jié)能高效，有負(fù)離子性能，使食物保鮮期更長(zhǎng)，原材料低廉，可以廢物利用，取材廣泛，環(huán)保效益大。本發(fā)明的另ー個(gè)目的，是提供該種全炭鍋的制備方法，加工方便，加工條件不苛亥|J，成品率高，生產(chǎn)周期短。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決ー種全炭鍋，按重量百分比計(jì)，包括以下組分炭粉80 90%，粘合劑10 20%。還可以加入少量增塑劑或脫模劑，但是主要成分為炭粉和粘合剤，并且不加入其他用作復(fù)合成分的鋸木粉、竹屑粉、炭黑粉、煅焦粉或生焦粉等粉料。復(fù)合成分的粉料也許可以改善炭粉的某些性能，但是它們的加入相當(dāng)于雜質(zhì)成分，影響炭粉的純度，導(dǎo)致炭粉的多孔性更加明顯，需要加更多的粘合劑才能保證炭鍋的性能，而增加粘合劑除了増加成本，還會(huì)使炭化粘合劑的步驟之后，形成更多的空隙，炭鍋的密度大大下降，強(qiáng)度也大大下降。所以本發(fā)明不加入復(fù)合成分的粉料，主要成分只有炭粉和粘合劑，這樣可以保證炭粉的純度，顆粒均勻，和粘合劑混合充分，同等條件下所需要的粘合劑就可以大大減少，成本大大降低，而且粘合劑炭化后產(chǎn)生的空隙也明顯減少，炭鍋的密度和強(qiáng)度都能大大升高，而且制成的炭鍋表面光滑，無(wú)需打磨。作為優(yōu)選，炭粉為竹炭粉或木炭粉等，粘合劑為呋喃樹(shù)脂膠，呋喃樹(shù)脂膠為糠醛樹(shù)脂膠、糠醇樹(shù)脂膠或酚醛樹(shù)脂膠中的ー種或多種。作為優(yōu)選，按重量百分比計(jì)，僅含有以下組分炭粉80 90%，粘合劑10 20%。ー種全炭鍋的制備方法，依次由下述步驟組成，A.炭粉制作將原料加熱炭化后，破碎成顆粒炭，將顆粒炭高溫煅燒，然后將煅燒后的顆粒炭粉碎成炭粉；經(jīng)過(guò)高溫煅燒的炭粉，加工性能優(yōu)良，密度和硬度都很高，而且加エ炭鍋時(shí)不需要加入復(fù)合成分的粉料，現(xiàn)有技術(shù)中的炭粉成型加工時(shí)一般都比較軟，容易 塌陷，難以成型，需要加入其他粉料充當(dāng)支架起到支撐作用，以保證炭鍋的基本強(qiáng)度，而本發(fā)明的炭粉，不需要加入其他粉料，可以直接加工成強(qiáng)度高的炭鍋；B.混合配料將粉碎好的炭粉與粘合劑，按重量百分比為炭粉80 90%和粘合劑10 20%，混合均勻，得到預(yù)制料；由于只有炭粉和粘合劑，容易混合均勻，對(duì)后加工非常有利，此步驟中預(yù)制料不需要預(yù)熱，混合后可以直接成型，而且制成的全炭鍋對(duì)涂料的附著力也會(huì)大大增加；C.成型胚體將預(yù)制料倒入預(yù)熱的模具內(nèi)，合模加壓成型，然后脫模得到硬質(zhì)的胚體；D.炭化粘合劑將得到的胚體加熱，使粘合劑炭化，然后冷卻，得到成品全炭鍋；現(xiàn)有技術(shù)中的胚體都要在模具里，保持真空狀態(tài)下，隨模具一同冷卻，冷卻時(shí)間一般都要72h左右，否則制成的炭鍋強(qiáng)度難以保證，成品率不高，而本發(fā)明的炭鍋由于是純炭粉制作的，在粘合劑炭化后冷卻，只需要8 12h，大大減短了生產(chǎn)周期，加工エ序緊湊，進(jìn)ー步減短了生產(chǎn)周期，降低成本。作為優(yōu)選，步驟A中的原料為竹子或木頭等，炭化溫度為700 1000°C，顆粒炭的粒徑為I I. 5cm，煅燒溫度為2300 2800°C，炭粉的粒徑為50 200目。作為優(yōu)選，步驟C中的模具預(yù)熱溫度為100 250°C，保壓壓カ為70 150噸，保壓時(shí)間為5 15min。作為優(yōu)選，步驟D中的粘合劑炭化溫度為700 1500°C，冷卻時(shí)間為8 12h。本發(fā)明提供ー種全炭鍋，比重小，僅為鋼鐵的20%左右；導(dǎo)熱系數(shù)高，為鑄鐵的4倍以上；遠(yuǎn)紅外性能，使食物加熱快，更具營(yíng)養(yǎng)，節(jié)能高效；有負(fù)離子性能，使食物保鮮期更長(zhǎng)；原材料低廉，可以廢物利用，取材廣泛，環(huán)保效益大；本發(fā)明還提供了該種全炭鍋的制備方法，加工方便，加工條件不苛刻，成品率高，生產(chǎn)周期短。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例I至4對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)描述，并且通過(guò)實(shí)施例I至4制成的全炭鍋和對(duì)比例中利用現(xiàn)有技術(shù)制成的炭鍋的性能測(cè)試結(jié)果進(jìn)ー步說(shuō)明本發(fā)明中制成的全炭鍋的性能。在以下實(shí)施例I至4和對(duì)比例中，對(duì)全炭鍋或炭鍋的比重、空隙率、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性進(jìn)行測(cè)試，檢驗(yàn)本發(fā)明的全炭鍋是否達(dá)標(biāo)，符合鍋具的要求。實(shí)施例Iー種全炭鍋，按重量百分比計(jì)，包括以下組分炭粉85%，粘合劑13%，增塑劑，1%和脫模劑1%，其中炭粉為竹炭粉，粘合劑為酚醛樹(shù)脂膠，具體為堿性酚醛樹(shù)脂，為黃色、深棕色液體，具有耐高溫性，即使在非常高的溫度下，也能保持其結(jié)構(gòu)的整體性和尺寸的穩(wěn)定性。正因?yàn)檫@個(gè)原因，酚醛樹(shù)脂作為全炭鍋的粘合劑，使制成的全炭鍋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強(qiáng)度大，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，使用壽命長(zhǎng)，不需要加入其他粉料作為支撐。而且酚醛樹(shù)脂還具有高殘?zhí)悸?，在溫度大約為1000°C的惰性氣體條件下，酚醛樹(shù)脂會(huì)產(chǎn)生很高的殘?zhí)?，這有利于維持酚醛樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，也就是說(shuō)，粘合劑炭化后產(chǎn)生的空隙很少，所以使得全炭鍋的密度和強(qiáng)度足夠大，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。另外，增塑劑為DBP，即鄰苯ニ甲酸ニ丁酷，有助于增加配料混合時(shí)的柔性，從而使胚體更加易于成型；脫模劑為硅樹(shù)脂，以增加產(chǎn)品的潤(rùn)滑性，易于脫模，避免產(chǎn)品從模具中脫出時(shí)由于大的摩擦或拉扯而損壞全炭鍋，影響產(chǎn)品的力學(xué)性能。
制備方法依次由下述步驟組成A.炭粉制作將原料加熱至1000°C炭化后，原料為竹子，破碎成粒徑為Icm的顆粒炭，將顆粒炭高溫煅燒，煅燒溫度為2600°C，然后將煅燒后的顆粒炭粉碎成粒徑為150目的炭粉；B.混合配料將粉碎好的炭粉與粘合劑混合均勻，得到預(yù)制料；C.成型胚體將模具加熱至200°C預(yù)熱，將預(yù)制料倒入預(yù)熱的模具內(nèi)，合模加壓成型，保壓壓カ為120噸，保壓時(shí)間為lOmin，然后脫模得到硬質(zhì)的胚體；D.炭化粘合劑將得到的胚體加熱，使粘合劑炭化，不需要在真空環(huán)境下進(jìn)行，炭化溫度為1500°C，冷卻時(shí)間為12h，得到成品全炭鍋。然后，測(cè)試全炭鍋的比重、空隙率、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測(cè)試結(jié)果。實(shí)施例2ー種全炭鍋，按重量百分比計(jì)，僅包括以下組分炭粉88%，粘合劑12%，其中炭粉為木炭粉，粘合劑仍為如實(shí)施例I所述的堿性酚醛樹(shù)脂。制備方法的步驟與實(shí)施例I基本相同，其區(qū)別在于步驟A中的原料為木頭，炭化溫度為750°C，顆粒炭的粒徑為I. 5cm，煅燒溫度為2300°C，炭粉的粒徑為100目；步驟C中的模具預(yù)熱溫度為150°C，保壓壓カ為70噸，保壓時(shí)間為5min。步驟D中的粘合劑炭化溫度為1000°C，冷卻時(shí)間為8h。然后，測(cè)試全炭鍋的比重、空隙率、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測(cè)試結(jié)果。實(shí)施例3ー種全炭鍋，按重量百分比計(jì)，僅包括以下組分炭粉80%，粘合劑20%，其中炭粉為木炭粉，粘合劑為糠醛樹(shù)脂膠，即糠醛樹(shù)脂。制備方法的步驟與實(shí)施例I基本相同，其區(qū)別在于步驟A中的原料為木頭，炭化溫度為700°C，顆粒炭的粒徑為I. 3cm，煅燒溫度為2800°C，炭粉的粒徑為50目；步驟C中的模具預(yù)熱溫度為100°C，保壓壓カ為150噸，保壓時(shí)間為15min。步驟D中的粘合劑炭化溫度為700°C，冷卻時(shí)間為IOh。然后，測(cè)試全炭鍋的比重、空隙率、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測(cè)試結(jié)果。實(shí)施例4ー種全炭鍋，按重量百分比計(jì)，僅包括以下組分炭粉90%，粘合劑10%，其中炭粉為竹炭粉，粘合劑為糠醇樹(shù)脂膠和酚醛樹(shù)脂膠的混合物。制備方法的步驟與實(shí)施例I基本相同，其區(qū)別在于 步驟A中的炭化溫度為850°C，煅燒溫度為2500°C，炭粉的粒徑為200目；步驟C中的模具預(yù)熱溫度為250°C，保壓壓カ為100噸，保壓時(shí)間為8min。步驟D中的粘合劑炭化溫度為1300°C，冷卻時(shí)間為10h。然后，測(cè)試全炭鍋的比重、空隙率、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測(cè)試結(jié)果。對(duì)比例ー種現(xiàn)有技術(shù)的炭鍋，按重量百分比計(jì)，由以下組分制成炭粉49%、浙青30%、鋸木粉10%、納米級(jí)炭黑粉10%和こ醇1%，利用預(yù)熱設(shè)備預(yù)熱將上述炭粉復(fù)合材料預(yù)熱至所需溫度，然后倒入成型機(jī)上預(yù)熱的模具中，熱壓后成型出胚體，用真空焙燒爐焙燒胚體至所需溫度，然后冷卻，打磨燒制后的胚體至表面光滑，用涂料噴涂打磨好的胚體，然后烤干，制成炭鍋。然后，測(cè)試炭鍋的比重、空隙率、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測(cè)試結(jié)果。下表I中實(shí)施例I至4和對(duì)比例的全炭鍋或炭鍋的比重、空隙率、抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、導(dǎo)熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性的測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明，無(wú)論在単一性能上，還是在綜合性能上，本發(fā)明制成的全炭鍋都明顯優(yōu)于對(duì)比例制成的炭鍋，所以本發(fā)明的一種全炭鍋及其制備方法，在鍋具技術(shù)領(lǐng)域中是具有良好的應(yīng)用前景的。表I
權(quán)利要求
1.ー種全炭鍋，其特征在于按重量百分比計(jì)，包括以下組分炭粉80 90%，粘合劑10 20%O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種全炭鍋，其特征在于炭粉為竹炭粉或木炭粉等，粘合劑為呋喃樹(shù)脂膠，呋喃樹(shù)脂膠為糠醛樹(shù)脂膠、糠醇樹(shù)脂膠或酚醛樹(shù)脂膠中的ー種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種全炭鍋，其特征在于按重量百分比計(jì)，僅含有以下組分炭粉80 90%，粘合劑10 20%。
4.ー種全炭鍋的制備方法，其特征在于依次由下述步驟組成，A.炭粉制作將原料加熱炭化后，破碎成顆粒炭，將顆粒炭高溫煅燒，然后將煅燒后的顆粒炭粉碎成炭粉；B.混合配料將粉碎好的炭粉與粘合剤，按重量百分比為炭粉80 90%和粘合劑10 20%，混合均勻，得到預(yù)制料；C.成型胚體將預(yù)制料倒入預(yù)熱的模具內(nèi)，合模加壓成型，然后脫模得到硬質(zhì)的胚體；D.炭化粘合劑將得到的胚體加熱，使粘合劑炭化成炭，然后冷卻，得到成品全炭鍋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種全炭鍋的制備方法，其特征在于步驟A中的原料為竹子或木頭等，炭化溫度為700 1000°C，顆粒炭的粒徑為I I. 5cm，煅燒溫度為2300 2800 0C，炭粉的粒徑為50 200目。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種全炭鍋的制備方法，其特征在于步驟C中的模具預(yù)熱溫度為100 250°C，保壓壓カ為70 150噸，保壓時(shí)間為5 15min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種全炭鍋的制備方法，其特征在于步驟D中的粘合劑炭化溫度為700 1500°C，冷卻時(shí)間為8 12h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全炭鍋，僅含有炭粉和炭粘合劑，還涉及該種全炭鍋的制備方法，經(jīng)過(guò)炭粉制作、混合配料、成型胚體和炭化粘合劑等四個(gè)步驟，本發(fā)明制成的全炭鍋比重小，導(dǎo)熱系數(shù)高，遠(yuǎn)紅外性能，節(jié)能高效，有負(fù)離子性能，使食物保鮮期更長(zhǎng)，原材料低廉，可以廢物利用，取材廣泛，環(huán)保效益大；本發(fā)明提供的該種全炭鍋的制備方法，加工方便，加工條件不苛刻，成品率高，生產(chǎn)周期短。
文檔編號(hào)A47J27/00GK102826790SQ201210311218
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者馮劍靜 申請(qǐng)人:馮劍靜