CN110092640A - 一种高抗热、抗震性日用陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高抗热、抗震性日用陶瓷及其制备方法，属于陶瓷技术领域。一种高抗热、抗震性日用陶瓷，包括下列重量份的原料：陶土20～30份、羧甲基纤维素钠4～8份、碳粉5～10份、硼化锆4～10份、珍珠岩8～18份、5～9份质量浓度为20%～25%的聚乙烯醇水溶液、硅烷偶联剂1～2.5份，所述碳粉是将氧化石墨烯和玉米秸秆以1:4的质量比在150℃下进行20h水热反应所得。本发明的一种高抗热、抗震性日用陶瓷，主要以球磨的方式进行细料化，选用氧化石墨烯和玉米秸秆制成的碳粉来提高陶瓷制品的抗热性，通过硼化锆、珍珠岩和羧甲基纤维素钠以及聚乙烯醇的相互作用提高了陶瓷制品的抗震机械性能。

Description

一种高抗热、抗震性日用陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于日用陶瓷技术领域，具体涉及一种高抗热、抗震性日用陶瓷及其制备方法。
背景技术
陶瓷，是以粘土为主要原料和各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得制品。人们将由陶土制作而成的并在专门的窑炉中高温烧制的物品称作陶瓷，陶瓷是陶器和瓷器的总称。陶瓷的传统概念是指所有以粘土等无机非金属矿物为原料的人工工业产品。
随着科学技术的进步，市面上已出现了许多可以代替陶瓷的材料，如不锈钢、塑料等，与这些材料相比，传统陶瓷制品还存在着不抗震、不耐急热急性的问题。因此，急需开发一种高抗热、抗震性的陶瓷制品，以提高陶瓷制品的性能，使其应用更加广泛。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种高抗热、抗震性日用陶瓷及其制备方法，制得的陶瓷具有良好的抗热和抗震性。
本发明采用的技术方案如下：
一种高抗热、抗震性日用陶瓷，包括下列重量份的原料：陶土20～30份、羧甲基纤维素钠4～8份、碳粉5～10份、硼化锆4～10份、珍珠岩8～18份、质量浓度为20％～25％的聚乙烯醇水溶液5～9份、硅烷偶联剂1～2.5份。
优选地，所述碳粉是将氧化石墨烯和玉米秸秆以1:4的质量比在150℃下进行20h水热反应所得。
具体地，是将1重量份的氧化石墨烯和4重量份的玉米秸秆进行混合，加入5重量份的质量浓度为20％的醋酸溶液搅拌10～15min，放入聚四氟乙烯内衬的水热反应釜中，随即放入60℃的烘箱中，以8℃/min的速率进行升温至150℃下，保温20h，自然降温，过滤。干燥即得。
优选地，所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷，包括下列重量份的原料：陶土25份、羧甲基纤维素钠6份、碳粉8份、硼化锆7份、珍珠岩11份、质量浓度为25％的聚乙烯醇水溶液7份、硅烷偶联剂1.8份。
优选地，所述硅烷偶联剂为KH-550。
优选地，所述玉米秸秆的粒径为80～120目。
优选地，所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷的制备方法，包括下列步骤：
S1.取陶土、硼化锆、珍珠岩搅拌混合、粉碎，过200～300目筛，随后进行三段式煅烧，得煅烧料；
S2.将所述羧甲基纤维素钠、碳粉、硅烷偶联剂在球磨机中球磨10h，随后加入煅烧料，再加入所述质量浓度为20％～25％的聚乙烯醇水溶液继续球磨20h，过300目筛，即得浆料；
S3.将浆料放入成型机中在50～80MPa的压力下压制成型,随后在50～60℃下进行干燥，得坯体；
S4.炉体在10min内升温至200℃，然后将坯体放入，以10℃/min升温至1000～1300℃，进行5～7h煅烧，随后以15℃/min进行降温，降至常温后打磨刨光，即得成品。
优选地，所述的三段式煅烧为：100～200℃下煅烧30min，升温至600～800℃下煅烧2～3h，再升温至900℃下煅烧3h。
本发明的有益效果是：本发明的一种高抗热、抗震性日用陶瓷，主要以球磨的方式进行细料化，选用氧化石墨烯和玉米秸秆制成的碳粉来提高陶瓷制品的抗热性，通过硼化锆、珍珠岩和羧甲基纤维素钠以及聚乙烯醇的相互作用提高了陶瓷制品的抗震机械性能；运用本发明的方法所制得的陶瓷制品具有很好的抗热、抗震性。
具体实施方式
实施例1
一种高抗热、抗震性日用陶瓷，包括下列重量份的原料：陶土25份、羧甲基纤维素钠6份、碳粉8份、硼化锆7份、珍珠岩11份、质量浓度为22％的聚乙烯醇水溶液7份、硅烷偶联剂KH-550 1.8份，所述碳粉是将氧化石墨烯和粒径过100目的玉米秸秆以1:4的质量比在150℃下进行20h水热反应所得。
所述高抗热、抗震性日用陶瓷的制备方法，包括下列步骤：
S1.取陶土、硼化锆、珍珠岩搅拌混合、粉碎，过200目筛，随后进行三段式煅烧：150℃下煅烧30min，升温至700℃下煅烧2h，再升温至900℃下煅烧3h，得煅烧料；
S2.将所述羧甲基纤维素钠、碳粉、硅烷偶联剂在球磨机中球磨10h，随后加入煅烧料，再加入所述22％聚乙烯醇水溶液继续球磨20h，过300目筛，即得浆料；
S3.将浆料放入成型机中在70Mpa的压力下压制成型,随后在55℃下进行干燥，得坯体；
S4.炉体在10min内升温至200℃，然后将坯体放入，以10℃/min升温至1200℃，进行7h煅烧，随后以15℃/min进行降温，降至常温后打磨刨光，即得成品。
实施例2
一种高抗热、抗震性日用陶瓷，包括下列重量份的原料：陶土20份、羧甲基纤维素钠4份、碳粉5份、硼化锆4份、珍珠岩8份、质量浓度为20％的聚乙烯醇水溶液5份、硅烷偶联剂KH-550 1.5份，所述碳粉是将氧化石墨烯和粒径过80目的玉米秸秆以1:4的质量比在150℃下进行20h水热反应所得。
所述高抗热、抗震性日用陶瓷的制备方法，包括下列步骤：
S1.取陶土、硼化锆、珍珠岩搅拌混合、粉碎，过250目筛，随后进行三段式煅烧：100℃下煅烧30min，升温至600℃下煅烧2.5h，再升温至900℃下煅烧3h，得煅烧料；
S2.将所述羧甲基纤维素钠、碳粉、硅烷偶联剂在球磨机中球磨10h，随后加入煅烧料，再加入所述20％聚乙烯醇水溶液继续球磨20h，过300目筛，即得浆料；
S3.将浆料放入成型机中在50Mpa的压力下压制成型,随后在50℃下进行干燥，得坯体；
S4.炉体在10min内升温至200℃，然后将坯体放入，以10℃/min升温至1000℃，进行5h煅烧，随后以15℃/min进行降温，降至常温后打磨刨光，即得成品。
实施例3
一种高抗热、抗震性日用陶瓷，包括下列重量份的原料：陶土30份、羧甲基纤维素钠8份、碳粉10份、硼化锆10份、珍珠岩18份、质量浓度为25％的聚乙烯醇水溶液9份、硅烷偶联剂KH-550 1份，所述碳粉是将氧化石墨烯和粒径过120目的玉米秸秆以1:4的质量比在150℃下进行20h水热反应所得。
所述高抗热、抗震性日用陶瓷的制备方法，包括下列步骤：
S1.取陶土、硼化锆、珍珠岩搅拌混合、粉碎，过300目筛，随后进行三段式煅烧：200℃下煅烧30min，升温至800℃下煅烧3h，再升温至900℃下煅烧3h，得煅烧料；
S2.将所述羧甲基纤维素钠、碳粉、硅烷偶联剂在球磨机中球磨10h，随后加入煅烧料，再加入所述25％聚乙烯醇水溶液继续球磨20h，过300目筛，即得浆料；
S3.将浆料放入成型机中在80Mpa的压力下压制成型,随后在60℃下进行干燥，得坯体；
S4.炉体在10min内升温至200℃，然后将坯体放入，以10℃/min升温至在1300℃，进行6h煅烧，随后以15℃/min进行降温，降至常温后打磨刨光，即得成品。
实施例4
一种高抗热、抗震性日用陶瓷，包括下列重量份的原料：陶土22份、羧甲基纤维素钠5份、碳粉6份、硼化锆5份、珍珠岩12份、质量浓度为23％的聚乙烯醇水溶液6份、硅烷偶联剂KH-550 1.7份，所述碳粉是将氧化石墨烯和粒径过80目的玉米秸秆以1:4的质量比在150℃下进行20h水热反应所得。
所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷的制备方法，包括下列步骤：
S1.取陶土、硼化锆、珍珠岩搅拌混合、粉碎，过200目筛，随后进行三段式煅烧：200℃下煅烧30min，升温至600℃下煅烧2h，再升温至900℃下煅烧3h，得煅烧料；
S2.将所述羧甲基纤维素钠、碳粉、硅烷偶联剂在球磨机中球磨10h，随后加入煅烧料，再加入所述23％聚乙烯醇水溶液继续球磨20h，过300目筛，即得浆料；
S3.将浆料放入成型机中在80Mpa的压力下压制成型,随后在60℃下进行干燥，得坯体；
S4.炉体在10min内升温至200℃，然后将坯体放入，以10℃/min升温至在1300℃，进行7h煅烧，随后以15℃/min进行降温，降至常温后打磨刨光，即得成品。
对比例1
一种高抗热、抗震性日用陶瓷，包括下列重量份的原料：陶土22份、羧甲基纤维素钠5份、碳粉6份、珍珠岩12份、质量浓度为23％的聚乙烯醇水溶液6份、硅烷偶联剂KH-5501.7份，所述碳粉是将氧化石墨烯和粒径过80目的玉米秸秆以1:4的质量比在150℃下进行20h水热反应所得。
所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷的制备方法，包括下列步骤：
S1.取陶土、硼化锆、珍珠岩搅拌混合、粉碎，过200目筛，随后进行三段式煅烧：200℃下煅烧30min，升温至600℃下煅烧2h，再升温至900℃下煅烧3h，得煅烧料；
S2.将所述羧甲基纤维素钠、碳粉、硅烷偶联剂在球磨机中球磨10h，随后加入煅烧料，再加入所述23％聚乙烯醇水溶液继续球磨20h，过300目筛，即得浆料；
S3.将浆料放入成型机中在80Mpa的压力下压制成型,随后在60℃下进行干燥，得坯体；
S4.炉体在10min内升温至200℃，然后将坯体放入，以10℃/min升温至在1300℃，进行7h煅烧，随后以15℃/min进行降温，降至常温后打磨刨光，即得成品。
将实施例1至4和对比例所得的产品进行相关性能测试，结果如下表1所示：
表1测试结果
测试项目 平均线热膨胀系数(10<sup>-6</sup>/℃) 洛氏硬度HRA
实施例1 4.8 99
实施例2 4.5 95
实施例3 5.0 100
实施例4 4.1 87
对比例1 4.0 74
测试标准 QB/T1321-1991 可参照GB/T230-91
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种高抗热、抗震性日用陶瓷，其特征在于，包括下列重量份的原料：陶土20～30份、羧甲基纤维素钠4～8份、碳粉5～10份、硼化锆4～10份、珍珠岩8～18份、5～9份质量浓度为20%～25%的聚乙烯醇水溶液、硅烷偶联剂1～2.5份。
2.如权利要求1所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷，其特征在于，所述碳粉是将氧化石墨烯和玉米秸秆以1:4的质量比在150℃下进行20h水热反应所得。
3.如权利要求1所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷，其特征在于，包括下列重量份的原料：陶土25份、羧甲基纤维素钠6份、碳粉8份、硼化锆7份、珍珠岩11份、质量浓度为25%的聚乙烯醇水溶液7份、硅烷偶联剂1.8份。
4.如权利要求1所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH-550。
5.如权利要求1所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷，其特征在于，所述玉米秸秆的粒径为80～120目。
6.如权利要求1～5任一项所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1.取陶土、硼化锆、珍珠岩搅拌混合、粉碎，过200～300目筛，随后进行三段式煅烧，得煅烧料；
S2.将所述羧甲基纤维素钠、碳粉、硅烷偶联剂在球磨机中球磨10h，随后加入煅烧料，再加入所述质量浓度为20%～25 %的聚乙烯醇水溶液继续球磨20h，过300目筛，即得浆料；
S3.将浆料放入成型机中在50～80MPa的压力下压制成型,随后在50～60℃下进行干燥，得坯体；
S4.炉体在10min内升温至200℃，然后将坯体放入，以10℃/min升温至1000～1300℃，进行5～7h煅烧，随后以15℃/min进行降温，降至常温后打磨刨光，即得成品。
7.如权利要求6所述的一种高抗热、抗震性日用陶瓷的制备方法，其特征在于，所述三段式煅烧为：100～200℃下煅烧30min，升温至600～800℃下煅烧2～3h，再升温至900℃下煅烧3h。
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