一种低导热系数隔热陶瓷碗及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低导热系数隔热陶瓷碗及其制备方法，属于陶瓷材料领域。
【背景技术】
[0002] 碗作为生活的重要组成部分与人们的日常生活密切相关，是饮食活动中不可缺 少的最为重要的用具，尤其是在中国使用极为广泛，是中国饮食器具中的必需品。我国自 古就有用瓷土、石英砂等原料烧制精细的陶瓷碗，作为饮食器皿并因其实用性和审美性沿 用至今。时至今日，由于科学技术的进步，已出现了许多可以代替瓷碗的材料，如不锈钢、塑 料等，与这些材料制成的碗相比，传统陶瓷碗还存在着导热系数高，隔热性差的缺点，使得 陶瓷碗盛装高温食物时容易烫手的问题，遇到了较大的挑战；另外目前市场上的陶瓷碗还 存在抗菌抑菌性能差的缺点，容易滋生大量细菌，不利于饮食健康与安全。因此，急需开发 一种低导热系数隔热陶瓷碗，以提高陶瓷碗的性能。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种低导热系数隔热陶瓷碗及其制备方法，使得陶瓷碗与 手间的热传导大为减少，很好地解决了以往的陶瓷碗盛装高温食物时容易烫手的问题。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0005]一种低导热系数隔热陶瓷碗，由以下重量份的原料制成：白云土 27-39、锂辉石 20-30、蛭石16-24、萤石13-21、石棉绒10-15、菱镁石15-25、松脂岩14-22、氧化铝空心微 球4-8、漂珠7-14、聚环氧乙烷5-8、腐植酸钠3-6、硬脂酰乳酸钙2-4、羟丙基二淀粉磷酸酯 4-7、纳米抗菌粉6-9 ;
[0006] 所述纳米抗菌粉的制备方法如下：（1)取以下重量份的原料：玉石粉4-8、贝壳粉 3-6、钛酸四丁酯10-15、无水乙醇50-60、蒸馏水2-3、冰醋酸8-12、硝酸银4-6、硝酸铜3-5 ; (2) 将钛酸四丁酯与占醇总量55-65%的无水乙醇混合，磁力搅拌20-30min，得混合液A ; (3) 将蒸馏水、冰醋酸以及剩余的无水乙醇混合，磁力搅拌15-25min，得混合液B ; (4)在磁 力搅拌下，将混合液B逐滴加入到混合液A中，滴加完后加入玉石粉和贝壳粉，超声搅拌 0. 5-lh，再在室温下静置24-48h，将得到的凝胶在70-80°C下干燥10_15h，研磨成粉末；（5) 将上述所制得的粉末放入马弗炉中，在450-550°C下热处理l_2h，随炉冷却至常温，粉碎， 过筛即得所需的纳米抗菌粉。
[0007] 一种低导热系数隔热陶瓷碗的制备方法，包括以下步骤：
[0008] (1)取白云土、锂辉石、辉绿岩、蛭石、萤石、菱镁石、松脂岩混合均匀，粉碎，过 100-150目筛后浸泡于5-8倍量的20 %过氧化氢水溶液中，浸泡1-2h，再用胶体磨在 1000-1500r/min的转速下研磨15-20min，将研磨后的浆液在低于-KTC的温度下静置 〇. 5-ih，再置于常温下超声波处理35-45min，过滤，洗涤干净，烘干，待用；
[0009] (2)取石棉绒、氧化铝空心微球、漂珠与步骤（1)制得的粉体混合均匀，加适量 的水打浆制成浓度为40-50 %的浆液，紫外光照射I-2h，再加入余下原料，水浴加热至 70-80°C，在1000-1500r/min的转速下研磨15-20min，然后将研磨后的浆料放入模具中通 过真空压力注浆成型，成型压力为24-28MPa;
[0010] (3)将步骤（2)制得的生坯在50-60°C的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于3%；
[0011] (4)将上述得到的干坯置于热等静压烧结炉内进行处理，以氮气作为加压介质，加 压80-120MPa，升温至1200-1250°C，保温l_2h，随炉冷却至常温；
[0012] (5)对上述热等静压烧结后的干坯进行彩绘，再进行上釉，然后进行气氛压力烧结 处理：首先在真空状态下升温至520-580°C，保温0. 5-lh，然后在l-2MPa的N2气氛下升温 至810-860°C，保温l_2h，再在2-3MPa的Ar气氛下升温至1160-1240°C，保温I. 5-2. 5h，最 后在真空状态下降温至640-720°C，保温0.5-lh，随炉冷却常温，包装即得成品。
[0013] 上述纳米抗菌粉末是以玉石粉、贝壳粉为载体，以Ag+、Cu2+为掺杂粒子制备得到 的改性纳米TiO 2粉体，安全环保，无毒、无味、无刺激性，不仅具有优异的广谱抗菌性能，对 包括细菌、真菌、支原体在内的多种病原体都有很好的抑制或杀灭作用，杀菌率达到98%以 上，还具有良好的抗紫外线老化性和耐热性，在高温以及强紫外线下不分解、不挥发、不变 色、不变质。
[0014] 本发明的有益效果：
[0015] 本发明中蛭石和松脂岩两种原料相互配合，在高温处理下体积可迅速膨胀，具有 很强的隔热性能，可显著降低陶瓷碗的导热系数，同时添加的石棉绒、氧化铝空心微球和漂 珠，不仅可以改善陶瓷碗的隔热性能，还可以提高陶瓷砖的化学稳定性、耐高温性和耐压性 能。本发明制得的陶瓷碗导热系数小于〇. 3W/m ?!(，导热系数低，隔热性能优异，使得陶瓷碗 与手间的热传导大为减少，很好地解决了以往的陶瓷碗盛装高温食物时容易烫手的问题。
【具体实施方式】
[0016] 一种低导热系数隔热陶瓷碗，由以下重量（kg)的原料制成：白云土33、锂辉石25、 蛭石22、萤石17、石棉绒12、菱镁石20、松脂岩18、氧化铝空心微球6、漂珠11、聚环氧乙烷 7、腐植酸钠4、硬脂酰乳酸钙3、羟丙基二淀粉磷酸酯5、纳米抗菌粉7;
[0017] 所述纳米抗菌粉的制备方法如下：（1)取以下重量（kg)的原料：玉石粉5、贝壳粉 5、钛酸四丁酯11、无水乙醇56、蒸馏水2. 5、冰醋酸9、硝酸银5、硝酸铜4;(2)将钛酸四丁酯 与占醇总量55%的无水乙醇混合，磁力搅拌20min，得混合液A;(3)将蒸馏水、冰醋酸以及 剩余的无水乙醇混合，磁力搅拌20min，得混合液B;(4)在磁力搅拌下，将混合液B逐滴 加入到混合液A中，滴加完后加入玉石粉和贝壳粉，超声搅拌0. 5h，再在室温下静置24h， 将得到的凝胶在80°C下干燥10h，研磨成粉末；（5)将上述所制得的粉末放入马弗炉中，在 550°C下热处理lh，随炉冷却至常温，粉碎，过筛即得所需的纳米抗菌粉。
[0018] 一种低导热系数隔热陶瓷碗的制备方法，包括以下步骤：
[0019] (1)取白云土、锂辉石、辉绿岩、蛭石、萤石、菱镁石、松脂岩混合均匀，粉碎，过150 目筛后浸泡于7倍量的20%过氧化氢水溶液中，浸泡1.511，再用胶体磨在150〇17 /1]1；[11的转 速下研磨15min，将研磨后的浆液在低于-KTC的温度下静置lh，再置于常温下超声波处理 35min，过滤，洗绦干净，烘干，待用；
[0020] (2)取石棉绒、氧化铝空心微球、漂珠与步骤（1)制得的粉体混合均匀，加适量 的水打浆制成浓度为50 %的浆液，紫外光照射2h，再加入余下原料，水浴加热至80°C，在 1000r/min的转速下研磨20min，然后将研磨后的衆料放入模具中通过真空压力注衆成型， 成型压力为26MPa ;
[0021] (3)将步骤（2)制得的生坯在60°C的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于 3%；
[0022] (4)将上述得到的干坯置于热等静压烧结炉内进行处理，以氮气作为加压介质，加 压IOOMPa,升温至1220°C，保温I. 5h，随炉冷却至常温；
[0023] (5)对上述热等静压烧结后的干坯进行彩绘，再进行上釉，然后进行气氛压力烧 结处理：首先在真空状态下升温至560°C，保温0. 5h，然后在I. 5MPa的N2气氛下升温至 840°C，保温lh，再在2MPa的Ar气氛下升温至1240°C，保温2h,最后在真空状态下降温至 690 °C，保温0. 5h，随炉冷却常温，包装即得成品。
[0024] 上述实施例所生产的陶瓷碗主要性能如下表所示：
[0025]
【主权项】
1. 一种低导热系数隔热陶瓷碗，其特征在于，由以下重量份的原料制成：白云土 27_39、钮辉石20-30、輕石16-24、萤石13_21、石棉绒10-15、菱儀石15-25、松脂岩 14-22、氧化铝空心微球4-8、漂珠7-14、聚环氧乙烷5-8、腐植酸钠3-6、硬脂酰乳酸钙 2-4、羟丙基二淀粉磷酸酯4-7、纳米抗菌粉6-9 ; 所述纳米抗菌粉的制备方法如下：（1)取以下重量份的原料：玉石粉4-8、贝壳粉3-6、 钛酸四丁酯10-15、无水乙醇50-60、蒸馏水2-3、冰醋酸8-12、硝酸银4-6、硝酸铜3-5; (2) 将钛酸四丁酯与占醇总量55-65%的无水乙醇混合，磁力搅拌20-30min，得混合液A ; (3) 将蒸馏水、冰醋酸以及剩余的无水乙醇混合，磁力搅拌15-25min，得混合液B ; (4)在 磁力搅拌下，将混合液B逐滴加入到混合液A中，滴加完后加入玉石粉和贝壳粉，超声搅 拌0. 5-lh，再在室温下静置24-48h，将得到的凝胶在70-80°C下干燥10_15h，研磨成粉末； (5)将上述所制得的粉末放入马弗炉中，在450-550°C下热处理l_2h，随炉冷却至常温， 粉碎，过筛即得所需的纳米抗菌粉。2. -种如权利要求1所述的低导热系数隔热陶瓷碗的制备方法，其特征在于包括以下 步骤： (1) 取白云土、锂辉石、辉绿岩、蛭石、萤石、菱镁石、松脂岩混合均匀，粉碎，过100-150 目筛后浸泡于5-8倍量的20%过氧化氢水溶液中，浸泡1-2h，再用胶体磨在1000-1500r/ min的转速下研磨15-20min，将研磨后的浆液在低于-10°C的温度下静置0. 5-lh，再置于常 温下超声波处理35-45min，过滤，洗绦干净，烘干，待用； (2) 取石棉绒、氧化铝空心微球、漂珠与步骤（1)制得的粉体混合均匀，加适量的水打 浆制成浓度为40-50%的浆液，紫外光照射1-2h，再加入余下原料，水浴加热至70-80 °C，在 1000-1500r/min的转速下研磨15-20min，然后将研磨后的衆料放入模具中通过真空压力 注浆成型，成型压力为24-28MPa ; (3) 将步骤（2)制得的生坯在50-60°C的温度下进行干燥，干燥至坯料含水量低于3% ; (4) 将上述得到的干坯置于热等静压烧结炉内进行处理，以氮气作为加压介质，加压 80-120MPa，升温至1200-1250°C，保温l_2h，随炉冷却至常温； (5) 对上述热等静压烧结后的干坯进行彩绘，再进行上釉，然后进行气氛压力烧结处 理：首先在真空状态下升温至520-580°C，保温0. 5-lh，然后在l-2MPa的N2气氛下升温至 810-860°C，保温l_2h，再在2-3MPa的Ar气氛下升温至1160-1240°C，保温I. 5-2. 5h，最后 在真空状态下降温至640-720°C，保温0.5-lh，随炉冷却常温，包装即得成品。
【专利摘要】本发明公开了一种低导热系数隔热陶瓷碗及其制备方法，其由以下重量份的原料制成：白云土27-39、锂辉石20-30、蛭石16-24、萤石13-21、石棉绒10-15、菱镁石15-25、松脂岩14-22、氧化铝空心微球4-8、漂珠7-14、聚环氧乙烷5-8、腐植酸钠3-6、硬脂酰乳酸钙2-4、羟丙基二淀粉磷酸酯4-7、纳米抗菌粉6-9。本发明制得的陶瓷碗导热系数小于0.3W/m·K，导热系数低，隔热性能优异，使得陶瓷碗与手间的热传导大为减少，很好地解决了以往的陶瓷碗盛装高温食物时容易烫手的问题。
【IPC分类】C04B41/89, C04B33/13
【公开号】CN104944909
【申请号】CN201510297518
【发明人】舒小山, 章建武, 宫平, 汤兴友
【申请人】安徽省含山瓷业股份有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月2日