一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法

摘要

本发明涉及一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法，包括以下步骤：（1）、将瓷石粉碎与黄胶泥混合分散；（2）、将混合料密封在25‑28℃进行恒温陈腐；（3）、制备陈腐料；（4）、制成料坯、成型；（5）、将成型的原料进行烧结；本发明提供的耐腐蚀高透气性环保陶瓷，采用黄胶泥和瓷石为主要原料，成本低，原料天然无污染，制成的陶瓷强度高、耐腐蚀性强，而且透气性高，使用范围广泛。

权利要求

1.一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、将瓷石粉碎，过100目筛，与黄胶泥混合分散，在150-180℃下翻炒25-30min，得混合料；

（2）、将步骤（1）制备的混合料加入混合料重量1.5-2倍的水，以300r/min 的转速搅拌

30min，使原料混合均匀，然后密封在25-28℃进行恒温陈腐，时间为32-45天；

（3）、然后加入造孔剂，搅拌使原料混合均匀，在22-23℃下进行陈腐，陈腐时间为20-25天，得陈腐料；

（4）、将步骤（3）得到的陈腐料反复摔打至无气泡，制成料坯，然后成型；

（5）、将成型的原料进行烧结，温度为1125-1180℃，保温18-22h；

所述黄胶泥使用以下方法进行处理，

a、澄泥：取黄胶泥，向黄胶泥中加入清水，加水量为黄胶泥重量的2-3倍，按照同一方向搅拌25-30min，再用25-30kHz的超声波处理10-15min，澄清30-60h，除去上层清水及漂浮杂质，得预处理黄胶泥；

b、调节酸碱值：向预处理黄胶泥中加入黄胶泥重量3-4倍量的水，搅拌均匀，调节pH至

5.2-5.8，静置沉淀4-5天，除去上层水，得调值黄胶泥；

c、冷冻：将调值黄胶泥过100目筛，冷冻干燥至含水量为12%，得冷冻黄胶泥；

d、陈腐：向冷冻黄胶泥中加水调节至含水量为60-70%，然后制备成泥块，密封后进行变温陈腐，得预处理黄胶泥；

各原料配比如下：黄胶泥20-25份、瓷石85-110份、造孔剂3-5份，所述造孔剂按重量计由以下原料制成：碳纳米管8份、纳米氧化锆22份、壳聚糖10份、聚乙二醇7份。

2.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇为聚乙二醇4000。

3.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法，其特征在于，所述造孔剂的制备方法如下：（1）、将纳米氧化锆使用质量分数20%的醋酸溶液浸泡处理20min，水洗至中性，烘干；

（2）、将制备处理液，处理液按重量计由以下成分制成：硅烷偶联剂KH560 4.2份、硝酸钇0.2份、十二烷基磺酸钠1.4份、草酸1.2份、水50份，混合搅拌50min，得到处理液，取碳纳米管加入上述处理液中，使用超声波处理100min，过滤、烘干，得到预处理碳纳米管；

（3）、将壳聚糖与聚乙二醇混合，使用高速分散机在1500r/min的转速下处理20min，然后加入步骤（1）得到的纳米氧化锆和步骤（2）得到的预处理碳纳米管，使用高速分散机在

2000r/min的转速下搅拌30min，然后进行研磨，使各原料充分混合均匀；

（4）、将步骤（3）得到的混合物在85-90℃下保温处理2h，得到造孔剂。

4.根据权利要求1所述的一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤d的变温陈腐，先于25-26℃静置10天，再于10-12℃静置10天，再于-9 -6℃静置10天，~如此反复5次。

说明书

一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于新型环保陶瓷领域，具体涉及一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法。

背景技术

[0002] 随着近代科学技术的发展，近百年来又出现了许多新的陶瓷品种。它们不再使用或很少使用粘土、长石、石英等传统陶瓷原料，而是使用其他特殊原料，甚至扩大到非硅酸盐，非氧化物的范围，并且出现了许多新的工艺。因此陶瓷的含义实际上已远远超越过去狭窄的传统观念了。

[0003] 但是，我国作为陶瓷的发源地，陶瓷在日常生活中使用依然丰富，在我国，陶瓷使用十分广泛，可以用于腌制食品、储存货物，在储存某些货物时，比如茶叶，为了提升品质，往往需要陶瓷不仅具有较高的强度，对其透气性也有较高的要求，在用于制备盆景容器时，对陶瓷容器的透气性要求依然很高。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法，使用环保材料制备，烧结温度低，可以保持陶瓷具有很好的强度和透气性。

[0005] 本发明通过以下技术方案实现：

[0006] 一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷，由以下重量份的原料制成：黄胶泥20-25份、瓷石85-110份、造孔剂3-5份。

[0007] 优选地，所述造孔剂按重量计由以下原料制成：碳纳米管8份、纳米氧化锆22份、壳聚糖10份、聚乙二醇7份。

[0008] 优选地，所述聚乙二醇为聚乙二醇4000。

[0009] 进一步地，所述造孔剂的制备方法如下：

[0010] （1）、将纳米氧化锆使用质量分数20%的醋酸溶液浸泡处理20min，水洗至中性，烘干；

[0011] （2）、将制备处理液，处理液按重量计由以下成分制成：硅烷偶联剂KH560 4.2份、硝酸钇0.2份、十二烷基磺酸钠1.4份、草酸1.2份、水50份，混合搅拌50min，得到处理液，取碳纳米管加入上述处理液中，使用超声波处理100min，过滤、烘干，得到预处理碳纳米管；

[0012] （3）、将壳聚糖与聚乙二醇混合，使用高速分散机在1500r/min的转速下处理20min，然后加入步骤（1）得到的纳米氧化锆和步骤（2）得到的预处理碳纳米管，使用高速分散机在2000r/min的转速下搅拌30min，然后进行研磨，使各原料充分混合均匀；

[0013] （4）、将步骤（3）得到的混合物在85-90℃下保温处理2h，得到造孔剂。

[0014] 进一步地，所述黄胶泥使用以下方法进行处理，

[0015] a、澄泥：取黄胶泥，向黄胶泥中加入清水，加水量为黄胶泥重量的2-3倍，按照同一方向搅拌25-30min，再用25-30kHz的超声波处理10-15min，澄清30-60h，除去上层清水及漂浮杂质，得预处理黄胶泥；

[0016] b、调节酸碱值：向预处理黄胶泥中加入黄胶泥重量3-4倍量的水，搅拌均匀，调节pH至5.2-5.8，静置沉淀4-5天，除去上层水，得调值黄胶泥；

[0017] c、冷冻：将调值黄胶泥过100目筛，冷冻干燥至含水量为12%，得冷冻黄胶泥；

[0018] d、陈腐：向冷冻黄胶泥中加水调节至含水量为60-70%，然后制备成泥块，密封后进行变温陈腐，陈腐时不断变换温度，模拟季节变化，加快陈腐过程的进行，使黄胶泥质地更加细腻，柔韧性强，材料的硬度，降低吸水率，得预处理黄胶泥。

[0019] 进一步地，所述步骤d的变温陈腐，先于25-26℃静置10天，再于10-12℃静置10天，再于-9 -6℃静置10天，如此反复5次。~

[0020] 一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷，其制备方法如下：

[0021] （1）、将瓷石粉碎，过100目筛，与预处理黄胶泥混合分散，在150-180℃下翻炒25-30min，得混合料；

[0022] （2）、将步骤（1）制备的混合料加入混合料重量1.5-2倍的水，以300r/min 的转速搅拌30min，使原料混合均匀，然后密封在25-28℃进行恒温陈腐，时间为32-45天；使黄胶泥和瓷石原料质地柔软均匀，瓷石和黄胶泥相互填充，能提升材料结合的紧密度；

[0023] （3）、然后加入造孔剂，搅拌使原料混合均匀，在22-23℃下进行陈腐，陈腐时间为20-25天，得陈腐料；

[0024] （4）、将步骤（3）得到的陈腐料反复摔打至无气泡，制成料坯，然后成型；

[0025] （5）、将成型的原料进行烧结，温度为1125-1180℃，保温18-22h。

[0026] 本发明提供的耐腐蚀高透气性环保陶瓷，以黄胶泥、瓷石为基础原料，价格低廉，来源广泛，制成的产品质地光滑细腻，手感厚重；采取黄胶泥后先加入清水，按照同一个方向进行搅拌，并进行超声，使黄胶泥充分粉碎，去除黄胶泥中的杂质和气泡，提高原料的致密性；澄泥后再次加水，调节黄胶泥的酸碱值呈微酸性，提高黄胶泥的柔韧性，使烧制后的陶瓷光滑细腻，密度高；再将黄胶泥进行过筛和冷冻干燥，促进黄胶泥的颗粒粉碎，增加细腻度，提高陶瓷的密度和硬度；冷冻干燥后加水进行陈腐，陈腐时不断变换温度，模拟季节变化，加快陈腐过程的进行，使黄胶泥质地更加细腻，柔韧性强，提高陶瓷的硬度和密度，降低吸水率；一次陈腐后对黄胶泥进行炒制，促进黄胶泥的颗粒粉碎，利于与瓷石等成分的混合和分散，提升陶瓷性能的均匀性，并进行二次陈腐，使黄胶泥质地柔软均匀，造孔剂中纳米颗粒能够填充黄胶泥中残留的气泡，使制成的坯体表面光滑。而且本申请的造孔剂经过复配后强度高，利用纳米氧化锆及碳纳米管的高分散性及高强度，使得各个原料基体能分散均匀，进一步提升陶瓷制品的细腻程度和强度。同时，由于分散性及稳定性好，使得在高温下气泡均匀性高，采用不同的提供气体的材料，进一步提升气泡的数量，减小气泡的直径。

[0027] 本发明的有益效果：本发明提供的耐腐蚀高透气性环保陶瓷，采用黄胶泥和瓷石为主要原料，成本低，原料天然无污染，制成的陶瓷强度高、耐腐蚀性强，而且透气性高，使用范围广泛。

具体实施方式

[0028] 实施例1

[0029] 一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷的制备方法，具体步骤如下：

[0030] （1）、将瓷石粉碎，过100目筛，与预处理黄胶泥混合分散，在160℃下翻炒28min，得混合料；

[0031] （2）、将步骤（1）制备的混合料加入混合料重量1.7倍的水，以300r/min 的转速搅拌30min，使原料混合均匀，然后密封在26℃进行恒温陈腐，时间为40天；使黄胶泥和瓷石原料质地柔软均匀，瓷石和黄胶泥相互填充，能提升材料结合的紧密度；

[0032] （3）、然后加入造孔剂，搅拌使原料混合均匀，在22-23℃下进行陈腐，陈腐时间为22天，得陈腐料；

[0033] （4）、将步骤（3）得到的陈腐料反复摔打至无气泡，制成料坯，然后成型；

[0034] （5）、将成型的原料进行烧结，温度为1162℃，保温20h。

[0035] 各原料的重量份数如下：黄胶泥22份、瓷石96份、造孔剂3.6份。

[0036] 优选地，所述造孔剂按重量计由以下原料制成：碳纳米管8份、纳米氧化锆22份、壳聚糖10份、聚乙二醇7份。

[0037] 优选地，所述聚乙二醇为聚乙二醇4000。

[0038] 进一步地，所述造孔剂的制备方法如下：

[0039] （1）、将纳米氧化锆使用质量分数20%的醋酸溶液浸泡处理20min，水洗至中性，烘干；

[0040] （2）、将制备处理液，处理液按重量计由以下成分制成：硅烷偶联剂KH560 4.2份、硝酸钇0.2份、十二烷基磺酸钠1.4份、草酸1.2份、水50份，混合搅拌50min，得到处理液，取碳纳米管加入上述处理液中，使用超声波处理100min，过滤、烘干，得到预处理碳纳米管；

[0041] （3）、将壳聚糖与聚乙二醇混合，使用高速分散机在1500r/min的转速下处理20min，然后加入步骤（1）得到的纳米氧化锆和步骤（2）得到的预处理碳纳米管，使用高速分散机在2000r/min的转速下搅拌30min，然后进行研磨，使各原料充分混合均匀；

[0042] （4）、将步骤（3）得到的混合物在85-90℃下保温处理2h，得到造孔剂。

[0043] 进一步地，所述黄胶泥使用以下方法进行处理，

[0044] a、澄泥：取黄胶泥，向黄胶泥中加入清水，加水量为黄胶泥重量的2倍，按照同一方向搅拌28min，再用26kHz的超声波处理12min，澄清40h，除去上层清水及漂浮杂质，得预处理黄胶泥；

[0045] b、调节酸碱值：向预处理黄胶泥中加入黄胶泥重量3.6倍量的水，搅拌均匀，调节pH至5.5，静置沉淀4天，除去上层水，得调值黄胶泥；

[0046] c、冷冻：将调值黄胶泥过100目筛，冷冻干燥至含水量为12%，得冷冻黄胶泥；

[0047] d、陈腐：向冷冻黄胶泥中加水调节至含水量为65%，然后制备成泥块，密封后进行变温陈腐，陈腐时不断变换温度，模拟季节变化，加快陈腐过程的进行，使黄胶泥质地更加细腻，柔韧性强，材料的硬度，降低吸水率，得预处理黄胶泥。

[0048] 进一步地，所述步骤d的变温陈腐，先于25℃静置10天，再于12℃静置10天，再于-8℃静置10天，如此反复5次。

[0049] 实施例2

[0050] 一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷，由以下重量份的原料制成：黄胶泥23份、瓷石100份、造孔剂4份。

[0051] 其他处理同实施例1。

[0052] 实施例3

[0053] 一种耐腐蚀高透气性环保陶瓷，由以下重量份的原料制成：黄胶泥25份、瓷石105份、造孔剂4.2份。

[0054] 其他处理同实施例1。

[0055] 实施例4

[0056] 与实施例1相比，造孔剂制备时将各原料直接混合使用，不使用实施例1中的方法制备造孔剂。

[0057] 实施例5

[0058] 与实施例2相比，不对黄胶泥进行处理。

[0059] 对比例1

[0060] 与实施例1相比，在黄胶泥处理步骤（4）中，不进行变温陈腐，而是在20℃进行恒温陈腐。

[0061] 对比例2

[0062] 原料中不使用黄胶泥。

[0063] 对比例3

[0064] 造孔剂使用淀粉。

[0065] 对比例4

[0066] 在陶瓷制备时，使用常规的方法进行制坯、烧制。

[0067] 实验1

[0068] 验证各组中制备的陶瓷的力学及物理性能，具体如表1所示：

[0069] 表1

[0070]

[0071] 注：在气孔形态表征时，气泡大小指代的是气泡的孔径，均匀性指代的是气泡分布的均匀性。

[0072] 耐酸性是指将陶瓷制品放置于质量分数8%的盐酸溶液处理，处理的温度为25℃，处理时间为5h，然后观察陶瓷表面的色泽，未变化的用“+++++”表示，褪色或者表面出现腐蚀痕迹，相应减少“+”数量。

[0073] 耐碱性是指将陶瓷制品放置于质量分数8%的盐酸溶液处理，处理的温度为25℃，处理时间为5h，然后观察陶瓷表面的色泽，未变化的用“+++++”表示，褪色或者表面出现腐蚀痕迹，相应减少“+”数量。

[0074] 由表1可知，本发明的陶瓷的综合性能较好，具有良好的强度、气孔分布均匀，具有较好的隔热效果，耐酸碱性也明显提升。

[0075] 实验2

[0076] 为了验证本申请中的制备方法对陶瓷性能的影响，本申请进行了实验验证，设置以下对照试验。

[0077] 对比例5

[0078] 步骤（1）中不进行翻炒，其他工艺同实施例1。

[0079] 对比例6

[0080] 在步骤）（3）中不再进行陈腐处理，其他步骤同实施例1。

[0081] 对比例7

[0082] 烧结时温度为1200℃，其他步骤同实施例1。

[0083] 对比例8

[0084] 烧结时温度为1220℃，其他步骤同实施例1。

[0085] 对比例9

[0086] 烧结时温度为1100℃，其他步骤同实施例1。

[0087] 对比例10

[0088] 烧结时温度为1120℃，其他步骤同实施例1。

[0089] 测试各组陶瓷的强度及气孔的形态，结果如表2所示：

[0090] 表2

[0091]

[0092] 表2

[0093] 由表2可知，在对本发明的方法进行处理，可以有效提升陶瓷的性能，在对工艺调整后，陶瓷的性能出现不同程度下降。