一种多功能陶瓷煲及其制备方法与流程

1.本发明涉及陶瓷制备领域，具体而言，涉及一种多功能陶瓷煲及其制备方法。


背景技术：

2.陶瓷食器在健康、环保和文化方面一直占有重要的地位。陶瓷食器一般在陶瓷坯体表面上涂覆釉料，经一定温度的焙烧而熔融，温度下降时，形成陶瓷表面的玻璃质薄层，此种玻璃质薄层能增加机械强度、热稳定性、介电强度和防止液体、气体的侵蚀；另外此种玻璃质薄层还有增加瓷器美观和便于洗拭、不被尘土粘染等作用。陶瓷煲也属于陶瓷食器的一种，但现有技术中制备的陶瓷煲普遍存在功能单一、抗菌性以及安全性差的问题，且在制备过程中，陶瓷煲釉料与陶瓷煲坯体间不相容，成分团聚不仅影响陶瓷煲的外观还会影响其质量，因此，对陶瓷煲的釉料以及制备工艺进行整体优化，有一定的必要性。
3.综上，在制备陶瓷煲领域，仍然存在亟待解决的上述问题。


技术实现要素：

4.基于此，为了解决现有技术存在的陶瓷煲功能单一、抗菌性以及安全性差的问题，并解决陶瓷煲釉料与陶瓷煲坯体间不相容，成分团聚，影响外观与质量的问题，本发明提供了多功能陶瓷煲及其制备方法，具体技术方案如下：一种多功能陶瓷煲，所述多功能陶瓷煲包括陶瓷煲坯体以及陶瓷煲釉料，按质量百分比，所述陶瓷煲坯体的制备原料包括49%-51%的锂辉石、25%-30%粘土、4%-7%石英、8%-12%碱土、1%-4%滑石；按质量百分比，所述陶瓷煲釉料由以下制备原料组成：4%-6%纳米氧化锌、1%-2%氧化铈、4%-7%电气石、5%-10%熔融石英、5%-8%煅烧高岭土、1%球土、55%-58%锂辉石、10%-16%白云石、4%-6%煅烧滑石、5%-9%高岭土；其中，所述纳米氧化锌需要进行预处理，且所述预处理为：在第一搅拌条件下，将所述纳米氧化锌添加至水中，然后添加占总体积0.1%-0.15%的分散剂以及占总体积0.1%的悬浮剂，继续搅拌20min-35min，得到预处理纳米氧化锌溶液。
5.进一步地，所述分散剂为三聚磷酸钠。
6.进一步地，所述悬浮剂为甲基纤维素、聚甲基硅氧烷中的一种或两种的混合物。
7.进一步地，所述第一搅拌条件为：转速为5000r/min-8000r/min。
8.进一步地，所述陶瓷煲釉料的制备方法，包括以下步骤：将氧化铈、电气石、熔融石英、煅烧高岭土、球土、锂辉石、白云石、煅烧滑石以及高岭土添加至所述预处理纳米氧化锌溶液中，加入水，然后进行第一球磨处理、第一过筛处理以及第一除铁处理，得到陶瓷煲釉料。
9.进一步地，所述第一球磨处理的时间为7h-9h。
10.进一步地，所述第一过筛处理中采用325目筛。
11.进一步地，所述陶瓷煲釉料的波美比重为1.4-1.6。
12.另外，本发明还提供一种多功能陶瓷煲的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将陶瓷煲坯体的制备原料添加至球磨机中进行第二球磨处理、第二过筛处理以及第二除铁处理，然后经过第一压制处理，得到泥饼；将所述泥饼放置炼土机中进行真空抽炼处理，得到泥条；将所述泥条进行切割处理，然后放置模具中，经过第二压制处理，得到陶瓷煲生坯；将所述陶瓷煲生坯进行干燥处理以及修整处理后，得到陶瓷煲坯体；将所述陶瓷煲坯体浸泡于所述的陶瓷煲釉料中，然后阴干处理，再进行烧制处理，自然冷却后得到多功能陶瓷煲。
13.进一步地，所述烧制处理的温度为1230℃-1240℃，所述烧制处理的时间为15h-17h。
14.上述方案中通过优化多功能陶瓷煲的陶瓷煲坯体以及陶瓷煲釉料制备原料和制备原料含量，并严格控制制备工艺参数，其中，陶瓷煲坯体含有49%-51%的锂辉石，陶瓷煲釉料中也含有55%-58%的锂辉石，高温加热后为不可逆变为高温型β-锂辉石，保证了陶瓷煲坯体高温转变不可逆和低膨胀系数，再结合本技术低膨胀系数的陶瓷煲釉料，能有效降低陶瓷坯体与陶瓷煲釉料的高温收缩的情况，且空烧后加水急冷不易龟裂，整体上有助于获得陶瓷煲釉料与陶瓷煲坯体间相容性以及表面光滑、无针孔以及耐热冲击的多功能陶瓷煲；通过将纳米氧化锌进行预处理，在分散剂以及悬浮剂的作用下，降低纳米氧化锌的团聚现象，分散更均匀的纳米氧化锌与氧化铈以及电气石，能在在电气石、熔融石英、煅烧高岭土、球土、锂辉石、白云石、煅烧滑石以及高岭土形成的骨架结构内发挥更优异的抗菌作用以及远红外线发射功能，进而赋予了陶瓷煲显著且持久的抗菌、净化水质，烹饪食物更甘甜美味的多功能附加价值。
具体实施方式
15.为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
16.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语
“ꢀ
及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
17.本发明一实施例中的一种多功能陶瓷煲，所述多功能陶瓷煲包括陶瓷煲坯体以及陶瓷煲釉料，按质量百分比，所述陶瓷煲坯体的制备原料包括49%-51%的锂辉石、25%-30%粘土、4%-7%石英、8%-12%碱土、1%-4%滑石；按质量百分比，所述陶瓷煲釉料由以下制备原料组成：4%-6%纳米氧化锌、1%-2%氧化铈、4%-7%电气石、5%-10%熔融石英、5%-8%煅烧高岭土、1%球土、55%-58%锂辉石、10%-16%白云石、4%-6%煅烧滑石、5%-9%高岭土；其中，所述纳米氧化锌需要进行预处理，且所述预处理为：
5min，且所述第一压制处理后，以3mpa/min-8mpa/min的泄压速率进行泄压。
37.在其中一个实施例中，所述泥条的含水率为26%-28%。
38.在其中一个实施例中，所述浸泡的时间为25s-28s。
39.在其中一个实施例中，所述阴干处理至釉面的含水率低于20%。
40.在其中一个实施例中，所述烧制处理的温度为1230℃-1240℃，所述烧制处理的时间为15h-17h。
41.上述方案中通过优化多功能陶瓷煲的陶瓷煲坯体以及陶瓷煲釉料成分和成分含量，并严格控制制备工艺参数，其中，陶瓷煲坯体含有49%-51%的锂辉石，陶瓷煲釉料中也含有55%-62%的锂辉石，高温加热后为不可逆变为高温型β-锂辉石，保证了陶瓷煲坯体高温转变不可逆和低膨胀系数，再结合本技术低膨胀系数的陶瓷煲釉料，能有效降低陶瓷坯体与陶瓷煲釉料的高温收缩，空烧后加水急冷不易龟裂，整体上有助于获得陶瓷煲釉料与陶瓷煲坯体间相容性以及表面光滑、无针孔以及耐热冲击的多功能陶瓷煲；通过将纳米氧化锌进行预处理，在分散剂以及悬浮剂的作用下，降低纳米氧化锌的团聚现象，分散更均匀的纳米氧化锌与氧化铈以及电气石，能在在电气石、熔融石英、煅烧高岭土、球土、锂辉石、白云石、煅烧滑石以及高岭土形成的骨架结构内发挥更优异的抗菌作用以及远红外线发射功能，进而赋予了陶瓷煲优异持久的抗菌、净化水质，烹饪食物更甘甜美味的多功能附加价值。
42.下面将结合具体实施例对本发明的实施方案进行详细描述。
43.实施例1-3：实施例1-3中的陶瓷煲釉料的原料含量不同，具体如表1所示。
44.一种多功能陶瓷煲的制备方法，包括以下步骤：在转速为8000r/min的条件下，将平均粒径为20-60纳米的纳米氧化锌添加至水中，然后添加占总体积0.1%的三聚磷酸钠以及占总体积0.1%的甲基纤维素，继续搅拌35min，得到预处理纳米氧化锌溶液；将氧化铈、电气石、熔融石英、煅烧高岭土、球土、锂辉石、白云石、煅烧滑石以及高岭土添加至所述预处理纳米氧化锌溶液中，加入水，然后进行第一球磨处理9h、过325目筛以及三次循环电磁除铁，调制得到波美比重为1.4-1.6的陶瓷煲釉料，备用；按质量百分比，将50%的锂辉石、30%粘土、6%石英、10%碱土以及4%滑石添加至球磨机中进行第二球磨处理8h、过350目筛以及电磁除铁处理，然后经过第一压制处理，得到含水率为29%-35%的泥饼，且所述第一压制处理中的加压速率为25mpa/min，所述第一压制处理中采用25hz的振动频率，所述第一压制处理中的加压时间为20s，所述第一压制处理中的保压时间为1min，且所述第一压制处理后，以15mpa/min的泄压速率进行泄压；将所述泥饼放置炼土机中在真空度为-0.04mpa的条件下进行真空抽炼处理，得到含水率为26%-28%的泥条；将所述泥条进行切割处理，然后放置模具中，经过第二压制处理，得到陶瓷煲生坯，且所述第二压制处理中的加压速率为15mpa/min，所述第二压制处理中的加压时间为15s，所述第二压制处理中的保压时间为2min，且所述第一压制处理后，以3mpa/min的泄压速率进行泄压；将所述陶瓷煲生坯进行干燥处理以及修整处理后，得到陶瓷煲坯体；
将所述陶瓷煲坯体浸泡于所述的陶瓷煲釉料中25s-28s，然后阴干处理至釉面的含水率低于20%，在温度为1230℃的隧道窑中进行烧制处理16h，自然冷却后得到多功能陶瓷煲。
45.实施例4-5：实施例4-5与实施例3的区别在于：实施例4-5中的陶瓷煲坯体的制备原料和制备原料含量不同，具体如表2所示，其它制备原料、制备原料含量、工艺步骤以及工艺参数与实施例3相同。
46.实施例6：实施例6与实施例3的区别在于：实施例6中的制备工艺的参数与实施例3不同，其它的制备原料、制备原料含量以及工艺步骤与实施例3相同。
47.实施例6中一种多功能陶瓷煲的制备方法，包括以下步骤：在转速为5000r/min的条件下，将平均粒径为20-60纳米的纳米氧化锌添加至水中，然后添加占总体积0.15%的三聚磷酸钠以及占总体积0.1%的甲基纤维素，继续搅拌35min，得到预处理纳米氧化锌溶液；将氧化铈、电气石、熔融石英、煅烧高岭土、球土、锂辉石、白云石、煅烧滑石以及高岭土添加至所述预处理纳米氧化锌溶液中，加入水，然后进行第一球磨处理9h、过325目筛以及三次循环电磁除铁，调制得到波美比重为1.4-1.6的陶瓷煲釉料，备用；按质量百分比，将锂辉石、粘土、石英、碱土以及滑石添加至球磨机中进行第二球磨处理8h、过350目筛以及电磁除铁处理，然后经过第一压制处理，得到含水率为29%-35%的泥饼，且所述第一压制处理中的加压速率为15mpa/min，所述第一压制处理中采用35hz的振动频率，所述第一压制处理中的加压时间为25s，所述第一压制处理中的保压时间为1min，且所述第一压制处理后，以10mpa/min的泄压速率进行泄压；将所述泥饼放置炼土机中在真空度为-0.1mpa的条件下进行真空抽炼处理，得到含水率为26%-28%的泥条；将所述泥条进行切割处理，然后放置模具中，经过第二压制处理，得到陶瓷煲生坯，且所述第二压制处理中的加压速率为10mpa/min，所述第二压制处理中的加压时间为15s，所述第二压制处理中的保压时间为2min，且所述第一压制处理后，以3mpa/min的泄压速率进行泄压；将所述陶瓷煲生坯进行干燥处理以及修整处理后，得到陶瓷煲坯体；将所述陶瓷煲坯体浸泡于所述的陶瓷煲釉料中25s-28s，然后阴干处理至釉面的含水率低于20%，在温度为1235℃的隧道窑中进行烧制处理17h，自然冷却后得到多功能陶瓷煲。
48.对比例1-4：对比例1-4与实施例3的区别在于：对比例1-4中的陶瓷煲釉料的制备原料以及制备原料含量不同，具体如表1所示，其它制备原料、制备原料含量、工艺步骤以及工艺参数与实施例3相同。
49.对比例5-7：对比例5-7与实施例3的区别在于：对比例5-7中的陶瓷煲坯体的制备原料以及制备原料含量不同，具体如表2所示，其它制备原料、制备原料含量、工艺步骤以及工艺参数与
实施例3相同。
50.对比例8：对比例8与实施例3的区别在于：对比例8中的纳米氧化锌未经过预处理，即直接将纳米氧化锌、氧化铈、电气石、熔融石英、煅烧高岭土、球土、锂辉石、白云石、煅烧滑石以及高岭土混合，加入水，然后进行第一球磨处理9h、过325目筛以及三次循环电磁除铁，调制得到波美比重为1.4-1.6的陶瓷煲釉料，备用，其它的制备原料、制备原料含量、工艺步骤以及工艺参数与实施例3相同。
51.对比例9：对比例9与实施例3的区别在于：对比例9中的工艺步骤以及工艺参数与实施例3不同，其它制备原料以及制备原料含量与实施例3相同，具体如下：一种多功能陶瓷煲的制备方法，包括以下步骤：在转速为8000r/min的条件下，将平均粒径为20-60纳米的纳米氧化锌添加至水中，然后添加占总体积0.1%的三聚磷酸钠以及占总体积0.1%的甲基纤维素，继续搅拌35min，得到预处理纳米氧化锌溶液；将氧化铈、电气石、熔融石英、煅烧高岭土、球土、锂辉石、白云石、煅烧滑石以及高岭土添加至所述预处理纳米氧化锌溶液中，加入水，然后进行第一球磨处理9h、过325目筛以及三次循环电磁除铁，调制得到波美比重为1.4-1.6的陶瓷煲釉料，备用；将锂辉石、粘土、石英、碱土以及滑石添加至球磨机中进行第二球磨处理8h、过350目筛以及电磁除铁处理，然后经过第一压制处理，得到含水率为29%-35%的泥饼，且所述第一压制处理中的加压速率为5mpa/min，所述第一压制处理中的加压时间为20s，所述第一压制处理中的保压时间为10min，且所述第一压制处理后，以5mpa/min的泄压速率进行泄压；将所述泥饼放置炼土机中在真空度为-0.04mpa的条件下进行真空抽炼处理，得到含水率为26%-28%的泥条；将所述泥条进行切割处理，然后放置模具中，经过第二压制处理，得到陶瓷煲生坯，且所述第二压制处理中的加压速率为5mpa/min，所述第二压制处理中的加压时间为15s，所述第二压制处理中的保压时间为15min，且所述第一压制处理后，以3mpa/min的泄压速率进行泄压；将所述陶瓷煲生坯进行干燥处理以及修整处理后，得到陶瓷煲坯体；将所述陶瓷煲坯体浸泡于所述的陶瓷煲釉料中25s-28s，然后阴干处理至釉面的含水率低于20%，在温度为1230℃的隧道窑中进行烧制处理16h，自然冷却后得到多功能陶瓷煲。
52.表1：单位（%）
表2：单位（%）对实施例1-6制备的多功能陶瓷煲以及对比例1-9制备的多功能陶瓷煲分别检验外观，参考qb/t2580-2018，结果如下表3所示。
53.表3：
需要说明的是表3中的外观由技术人员通过肉眼见的主观评价。
54.由表3中的记载可知，本技术中制备的多功能陶瓷煲表面光滑，无针孔、无斑点、无釉泡、无缩釉、烧制后无裂纹，但是对比例4中的陶瓷煲釉料的制备原料中未加入锂辉石，使得多功能陶瓷煲的表面有裂纹，对比例5-7中陶瓷坯体的制备原料含量改变，导致制备的多功能陶瓷煲出现外观缺陷，尤其是添加的锂辉石占陶瓷煲坯体制备原料的总质量百分比含量改变，会影响多功能陶瓷煲的制备质量。综合上说明了，本技术中陶瓷煲釉料以及陶瓷煲坯体之间存在协同作用，有助于获得外观优异且不易开裂的多功能陶瓷煲；对比例8中的纳米氧化锌未经过预处理，导致出现团聚，表面针孔以及明显斑点，说明通过对纳米氧化锌进行预处理，有助于提高多功能陶瓷煲的质量，对比例9中的工艺步骤以及工艺参数的改变，导致出现轻微裂痕，因此，本技术中制备原料以及制备工艺作为一个整体，优化后有助于获得质量更佳的多功能陶瓷煲。
55.抗热震性测试：将实施例3制备的多功能陶瓷煲以及对比例1-9制备的多功能陶瓷煲进行抗热震性测试，试验采用液化石油气为气源，用明火对样品底部分别进行干烧，燃气压力为2800pa，火焰负荷为4.2kw，当样品内底部三点（中心、边缘点、介于中心与边缘点之间）中任一点达到490℃-500℃，在5s内将容量为样品有效容积的1/10，温度为22℃的水倒入样品内，检查样品有无胎裂，然后放置水中浸泡24h后，再加入加热至水沸腾，观察是否有跳釉，结果如表4所示。
56.表4：
由表4的数据分析可知，本技术对陶瓷煲坯体的制备原料以及陶瓷煲釉料制备原料进行优化后，得到的多功能陶瓷煲的抗热震性优异，急冷不龟裂，优异的耐热冲击性能保证了其使用质量以及使用的安全性。但是对比例5、对比例6、对比例7以及对比例9中出现了胎裂情况，另外，对比例4、对比例5、对比例6以及对比例8中的样品均出现不同程度的跳釉，说明了本技术中陶瓷煲坯体的制备原料以及陶瓷煲釉料制备原料的不同会影响制备多功能陶瓷煲的生产质量。
57.对实施例1-6制备的多功能陶瓷煲以及对比例1-9制备的多功能陶瓷煲进行抗菌性以及红外线发射率试验，结果如下表5所示。
58.表5：由表5记载的数据可知，本发明制备的多功能陶瓷煲中纳米氧化锌、氧化铈以及电气石具有协同抗菌的作用，且成分的复配协同增效，具有更优异的抗菌效果，其对金黄色葡萄球菌的抗菌率达99%以上，远优于国家标准的90%；其远红外线4-14μm的发射率达0.85以上，也能起到一定的净化水质的作用，使得多功能煲具有更高的附加价值。
59.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实
施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
60.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。