一種微晶竹炭紫砂復合陶器材料及其應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微晶竹炭紫砂復合陶器材料及其用途，微晶竹炭紫砂復合陶器材料由以下重量百分比的組份混合組成：微晶竹炭粉5～40%，紫砂粉體40～60%，凹凸棒土10～30%，硅藻土5～30%以及粘結劑1～5%。所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料可用于制備微晶竹炭紫砂復合陶器，其具體步驟為：成型、風干、干燥、煅燒、冷卻，即可得到微晶竹炭紫砂復合陶器。本發(fā)明通過不同的原料配比和燒制工藝，加工制成的微晶竹炭陶器具有燒成收縮率低，抗折強度大，對甲醛、苯酚、二氧化硫、TVOC以及其他有害物質的吸附率強，而且可以根據(jù)需要制成具備不同吸水率的陶器材料。
【專利說明】—種微晶竹炭紫砂復合陶器材料及其應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高吸附性能的微晶竹炭紫砂復合陶器材料及其應用，屬于復合型陶器材料領域。
【背景技術】
[0002]竹類植物生長快，繁殖能力強，容易再生，且竹材具有強度高、韌性好等許多優(yōu)良性能。以其為原料生產(chǎn)的高溫微晶竹炭質地堅硬、細密多孔、比表面積大、吸附力強，不僅可用于燃料能源、環(huán)境凈化、居室吸潮除臭、土壤改良、果蔬保鮮、日用保健等方面，還可應用于防輻射、電磁屏蔽、阻燃復合材料、以及半導體材料等高新【技術領域】。
[0003]由于高溫微晶竹炭的一系列的優(yōu)點，將其應用于陶器方面，可以更好的擴大在廚具、餐具、食物容器、裝飾工藝品等方面的應用，更能提高陶器產(chǎn)業(yè)的科技含量和經(jīng)濟價值。
[0004]高溫微晶竹炭陶器是近十年來開發(fā)的一種新型生物質陶器產(chǎn)品，它既有一定的機械強度又有一定的氣孔率，用于飲茶、煮飯等，既不會滲漏又有良好的透氣性。微晶竹炭陶具有殺菌保鮮，活化茶葉中有益成分的功能，且含有多種微量元素，更有利于保健養(yǎng)生。用微晶竹炭陶制作的砂鍋是烹飪佳器，用它做出來的飯、粥、湯等食品味道比用金屬電飯煲、電火鍋做出來的更鮮美可口。
[0005]經(jīng)調(diào)查，目前在國內(nèi)外已經(jīng)有企業(yè)利用微晶竹炭為添加材料制造生產(chǎn)各種微晶竹炭陶器材料，但是在原料配方和制造工藝方面還有一定的局限性，影響了應用的效果。這些發(fā)明專利的權利要求書指出的主要原料微晶竹炭的燒制溫度都低于1000°c，竹炭還沒有完全變成石墨化微晶結構，因而制成竹炭陶的微孔遠不及本發(fā)明燒制的微晶竹炭陶微孔繁多，影響了竹炭陶的吸附功能。
[0006]目前，從常用的陶粒濾料來看，多為活性炭、沸石和生物陶粒等。這些生物載體存在的問題是:(1)活性炭:雖然具有巨大的比表面積，吸附能力極強，但是活性炭的物理強度低、壽命短、不易清洗、處理費用高等。(2)沸石:由于孔徑過大而照成了比表面積小、吸附能力差。(3)目前常用的其他生物陶粒材料也存在著很多的缺陷:孔隙率底，尤其是微孔含量低以及表面粗糙不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種微晶竹炭紫砂復合陶器材料及其應用，解決了現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明所述的高吸附功能微晶竹炭陶器材料及其應用，可通過不同的原料配比和燒制工藝，加工制成的微晶竹炭陶器具有燒成收縮率低，抗折強度大，對甲醛、苯酚、二氧化硫、TVOC以及其他有害物質的吸附率強，而且可以根據(jù)需要制成具備不同吸水率(15%~40%)的陶器材料。
[0008]本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下:一種微晶竹炭紫砂復合陶器材料，由以下重量百分比的組份混合組成:微晶竹炭粉5~40%，紫砂粉體40~60%，凹凸棒土 10~30%，硅藻土 5~30%以及粘結劑I~5%。[0009]在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0010] 進一步，所述微晶竹炭粉由石墨晶化竹炭經(jīng)1200°C以上高溫燒制，再進行破碎后得到，其粒徑小于2000目。
[0011]進一步,所述紫砂粉體的平均粒徑為300nm~800nm,所述紫砂粉體經(jīng)過800~1150°C燒制后在遠紅外波長4~14 μ m的法向全福射發(fā)射率≥88%。
[0012]進一步，所述凹凸棒土采用凹凸棒土含量不小于78%的凹凸棒石粘土礦物為原料，經(jīng)破碎后得到，其粒徑小于200目。
[0013]進一步，所述硅藻土采用SiO2含量在85%~98%的硅藻土原礦為原料，經(jīng)破碎后得到，其平均粒徑為I~100 μ m。
[0014]進一步，所述粘結劑為提聞還料可塑性的粘結劑。
[0015]本發(fā)明解決上述技術問題的另一技術方案如下:一種微晶竹炭紫砂復合陶器材料的用途，所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料可用于制備微晶竹炭紫砂復合陶器。
[0016]在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。
[0017]進一步，所述制備微晶竹炭紫砂復合陶器的具體步驟為:將微晶竹炭紫砂復合陶器材料經(jīng)過成型、風干、干燥后，放入真空爐、氮氣爐或氫氣還原爐中進行煅燒，煅燒結束后冷卻至室溫，即得到微晶竹炭紫砂復合陶器。
[0018]進一步，所述煅燒的具體步驟為:在100°C /h的升溫速度的情況下升溫至400°C溫度并恒溫20min，再在100°C /h的升溫速度的情況下升溫至600°C，再在150°C /h的升溫速度的情況下升溫至800°C~1150°C，保溫30min。
[0019]進一步，所述微晶竹炭紫砂復合陶器的氣孔率為15%~40%。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的微晶竹炭紫砂復合陶器材料具備竹炭、硅藻土和紫砂陶諸多特征型吸附孔徑集一體的粒料，用途非常廣范。其主要優(yōu)點為:(1)由于紫砂陶本身就是多孔陶器材料，在此基礎上摻入微晶竹炭和硅藻土，大大提高了陶器的孔隙率。同時單位面積內(nèi)氣孔的增多能夠降低陶器材料的熱膨脹系數(shù)，使材料的抗熱震性能更優(yōu)異；
(2)微晶竹炭紫砂復合新型茶具陶器相較與傳統(tǒng)的陶器茶具，氣孔率更大，并且具備長久釋放遠紅外線的作用，長期使用對人體器官的機能有改善效果；(3)添加了凹凸棒土作為塑性原料，使成型效果更佳，并且有利于降低燒結溫度，低溫的800°C就能燒結成致密體，降低了能耗；(4)這種微晶竹炭紫砂復合異形件陶器相較其他異形陶器，具有顏色質樸，手感好，強度符合要求。此外，由于其釋放遠紅外線的功能，對人體有益；(5)微晶竹炭紫砂復合平板工藝陶器相較于傳統(tǒng)平板陶器，同樣由于其釋放遠紅外線的功能，對人體有益；(6)微晶竹炭紫砂復合陶器是一種環(huán)境親和型的環(huán)境友好材料，具有多孔性和易碎性，廢棄后進入環(huán)境不會造成二次污染，并有益于作物生長。
[0021]微晶竹炭顆粒鑲嵌在紫砂基體中，相互結合緊密，微晶竹炭和紫砂沒有發(fā)生化學鍵的結合和反應，微晶竹炭仍保持原有的空隙結構，具有類石墨化晶體的結構。微晶竹炭紫砂陶具有高比表面積，較強吸附性和高遠紅外發(fā)射率。
[0022]本發(fā)明的微晶竹炭紫砂復合陶器材料具備獨特的優(yōu)點，即新材料能較好地釋放遠紅外線，在4~20 μ m波長范圍內(nèi)，具有較高的法向遠紅外線發(fā)射率，具體在88%以上。這個波長范圍內(nèi)遠紅外線具有滲透血管，刺激身體的各大穴位，改善人體器官機能的功能。并具有巨大吸附性能(氣孔率15%~40%)，可對空氣中有害氣體(臭氣、甲醛、TVOCs)進行吸附。[0023]本發(fā)明的微晶竹炭紫砂復合陶器材料具備的另一個優(yōu)點是:為一種環(huán)境親和型的環(huán)境友好材料，具有多孔性和易碎性，廢棄后進入環(huán)境不會造成二次污染，并有益于作物生長。
[0024]本發(fā)明采用國標定義的紫砂原料，同時在紫砂陶器中引入微晶竹炭微晶具有疊加遠紅外線發(fā)射功能的材料，通過制粉、造粒、成型、干燥以及合理的燒結制度，無氧制度，得到一種新型的微晶竹炭紫砂復合陶器材料。這種復合陶器材料，理化性能上完全符合傳統(tǒng)陶器材料的標準，同時由于微晶竹炭紫砂能夠較好地釋放遠紅外線，并具有巨大吸附性能(氣孔率15%~40%)，所以該材料是一種保健、安全、實用、環(huán)保的新型功能環(huán)境友好材料。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明微晶竹炭紫砂復合陶粒濾料的制備流程圖；
[0026]圖2為本發(fā)明微晶竹炭紫砂復合陶器茶具及飯煲的制備流程圖；
[0027]圖3為本發(fā)明微晶竹炭紫砂復合蜂窩或多孔陶器的制備流程圖；
[0028]圖4為本發(fā)明微晶竹炭紫砂復合平板式陶器的制備流程圖；
[0029]圖5為本發(fā)明微晶竹炭紫砂復合陶器異性件的制備流程圖。
【具體實施方式】
[0030]以下結合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0031]選取合適的粘土礦物材料以及適當?shù)恼辰Y劑:
[0032]石墨晶化竹炭:組成簡單，主要成分是碳(95%)，其次是灰分(2~12%)以質量分數(shù)計算。包括Na、K、S1、Ca、Mn等金屬的氧化物和少量揮發(fā)分。
[0033]紫砂:化學組成分析得出結果如表1所述。
[0034]表1:原料紫砂的化學成分(wt%)
[0035]
【權利要求】
1.一種微晶竹炭紫砂復合陶器材料，其特征在于，由以下重量百分比的組份混合組成:微晶竹炭粉5~40%，紫砂粉體40~60%，凹凸棒土 10~30%，硅藻土 5~30%以及粘結劑I~5%。
2.根據(jù)權利要求1所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料，其特征在于，所述微晶竹炭粉由石墨晶化竹炭經(jīng)1200°C以上高溫燒制，再進行破碎后得到，其粒徑小于2000目。
3.根據(jù)權利要求1所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料，其特征在于，所述紫砂粉體的平均粒徑為300nm~800nm,所述紫砂粉體經(jīng)過800~1150 °C燒制后在遠紅外波長4~14μ m的法向全輻射發(fā)射率> 88%ο
4.根據(jù)權利要求1所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料，其特征在于，所述凹凸棒土采用凹凸棒土含量不小于78%的凹凸棒石粘土礦物為原料，經(jīng)破碎后得到，其粒徑小于200目。
5.根據(jù)權利要求1所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料，其特征在于，所述硅藻土采用SiO2含量在85%~98%的硅藻土原礦為原料，經(jīng)破碎后得到，其平均粒徑為I~100 μ m。
6.根據(jù)權利要求1所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料，其特征在于，所述粘結劑為提高坯料可塑性的粘結劑。
7.一種微晶竹炭紫砂復合陶器材料的用途，其特征在于，所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料可用于制備微晶竹炭紫砂復合陶器。
8.根據(jù)權利要求7所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料的用途，其特征在于，所述制備微晶竹炭紫砂復合陶器的具體步驟為:將微晶竹炭紫砂復合陶器材料經(jīng)過成型、風干、干燥后，放入真空爐、氮氣爐或氫氣還原爐中進行煅燒，煅燒結束后冷卻至室溫，即得到微晶竹炭紫砂復合陶器。.
9.根據(jù)權利要求8所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料的用途，其特征在于，所述煅燒的具體步驟為:在100°c /h的升溫速度的情況下升溫至400°C溫度并恒溫20min，再在100°C /h的升溫速度的情況下升溫至600°C，再在150°C /h的升溫速度的情況下升溫至800°C~1150°〇，保溫301^11。
10.根據(jù)權利要求7至9任一項所述微晶竹炭紫砂復合陶器材料的用途，其特征在于，所述微晶竹炭紫砂復合陶器的氣孔率為15%~40%。
【文檔編號】C04B33/13GK103467066SQ201310449413
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】王平, 韋宇洪, 韋仲華, 簡廣, 簡覺非, 劉斌, 鐘農(nóng)昊 申請人:王平, 韋仲華, 簡覺非