專利名稱：鋼化陶瓷家具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及家具，尤其是涉及用鋼化陶瓷制造的家具。
背景技術(shù)：
家具(包括單體、組合體、成套體、部件、板材、型材)大都使用木料及其木制品進 行制造，也有一些用鋁材、鋼材、鋼化玻璃、塑料和竹藤中的一種或其組合進行制造。使用木 材制造家具，要大量砍伐森林，不僅容易破壞生態(tài)環(huán)境，不利于環(huán)境保護，且木制品如強化 板、復(fù)合板等要使用甲醛等化工材料，危害人體健康，同時木質(zhì)家具防水、防火和防腐性較 差，家具耐用性低，使用壽命短。而用鋁材、鋼材來制造家具，不僅家具制造成本高、而且家 具表面色彩不夠豐富，易腐蝕，容易退色和變色，產(chǎn)品使用較久即暗淡無光。而用鋼化玻璃 制造家具不僅制造麻煩，成型切割比較困難，且容易引起自爆的危險。用塑料制造家具，由 于塑料脆性大，較大板材不易加工成型，易斷裂。竹藤家具主要問題是制造成本高，耐用性 較低，且對于一些如桌、柜和床等家具不大適用。而廣為人們喜愛并大量使用的陶瓷產(chǎn)品如 碗、碟等日用品、建筑衛(wèi)生陶瓷等，以其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、高性能、低成本、無危害，而受到人們 的普遍歡迎，成為人們不可或缺的日常用品，但陶瓷材料由于本身固有的脆性和低強度、不 耐沖擊的先天性缺陷，限制了其實際應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中制造家具材料存在的問題，提供了一種防水防 火防腐性好，耐用性強，使用壽命長，無毒無污染，使用安全可靠，且制造加工方便、制造成 本較低的鋼化陶瓷家具。本發(fā)明要解決的問題所采取的技術(shù)方案所述鋼化陶瓷家具，它包括用鋼化陶瓷 制成的單體、組合體、成套體、部件、板材、型材，所述鋼化陶瓷化學(xué)成份包括AL2O3和SiO2, 所述 AL2O3 含量彡 40% wt, SiO2 含量 0. 05-59% wt。所述制備鋼化陶瓷原料組份包括莫來石、鍛燒鋁礬土、鍛燒氧化鋁粉三種主原料 中至少一種以及輔料和/或附加料。制備上述鋼化陶瓷的主原料、附加料和輔助料，其中—、主原料為莫來石、鍛燒鋁礬土、鍛燒氧化鋁粉中至少一種，二、附加料為粘土、氧化鋯粉、稀土氧化物，三、輔助料為粘結(jié)劑、分散劑、熔劑。所述粘結(jié)劑加入量為主原料總重量的4_6%、分散劑加入量為主原料總重量的 3_8%、熔劑加入量為主原料總重量的2-5%。 所述粘結(jié)劑為羧甲基纖維素或乙基纖維素，所述分散劑為聚甲基丙烯酸氨或聚甲 基丙烯酸乙脂，所述熔劑為滑石、白云石或碳酸鋇。在鋼化陶瓷中，還可加入粘土，粘土加入占主原料總重量的5_35%。在鋼化陶瓷中，還可加入氧化鋯粉，氧化鋯粉加入占主原料總重量的2_25%。
在鋼化陶瓷中，還可以加入稀土氧化物，稀土氧化物加入量占主原料總重量的5% 以下，所述稀土氧化物最好為Y2O3、La2O3其中的一種或其組合。經(jīng)測試，本發(fā)明所述家具制造用鋼化陶瓷物理性能為體積密度> 2. 85g/cm3，常 溫耐壓強度彡230MPa，莫氏硬度彡7級，常溫抗折強度彡120MPa，斷裂韌性≥1. OMPaml/2。本發(fā)明所述鋼化陶瓷家具的制造工藝過程為原料-配料-球磨-除鐵-過篩-噴 霧干燥_造粒_陳腐_等靜壓成型_檢選-修整_燒成-檢驗-包裝入庫_制作家具。本發(fā)明所述家具用鋼化陶瓷的制備方法按比例將各種主原料、附加料、輔助料加 入球磨機中并加入適量的水進行球磨形成混合料，將混合料研磨到250-300目的細度形成泥漿，把泥漿放入除鐵設(shè)備，排除鐵質(zhì)和 其氧化物，再將泥漿過篩，確保除去未磨細的各種原料及雜質(zhì)鐵，過篩除鐵后泥漿被壓送入 噴霧顆粒干燥設(shè)備，制得粉料顆粒圓滑，流動性好，堆積密度大的干燥粉料，再將不同細度 的干燥粉料分級，陳腐24-48小時后裝入模具輸送到等靜壓設(shè)備，擠壓成型制成坯體，坯體 經(jīng)預(yù)熱干燥定型后送入窯爐，經(jīng)1380-158(TC高溫焙燒制而成。利用上述鋼化陶瓷制備方法可制成厚度為2 20mm、大小為1200 X 3000mm以下的 板材和橫截面為10X10 50X50mm、長度為3000mm以下的型材等。所述家具品種包括辦公桌、辦公椅、會議桌、書桌、課桌、課椅、書柜、酒柜、衣柜、食 品柜、櫥柜、茶幾、床、沙發(fā)、餐桌、餐椅、箱柜、壁柜、電視柜、藝術(shù)柜、電腦桌、浴室柜、床頭 柜、梳妝臺、寫字桌、文件柜、門窗、鞋柜、吊柜、樓梯以及裝修裝飾用板材和型材。本發(fā)明是在現(xiàn)有陶瓷材料基礎(chǔ)上，通過調(diào)整原料和改進制造方法，充分發(fā)揮常溫 下氧化鋁強度高，氧化鋯韌度大和相變增韌的特點，生產(chǎn)出一種不僅具有防水、防火、防污， 不變形、不變色、不開裂，耐酸堿耐腐蝕、無輻射，而且具有高強度、高韌性、加工成型和切割 性能良好的鋼化陶瓷，用鋼化陶瓷代替木料，鋁材、鋼材、鋼化玻璃、竹藤和塑料來制造家 具，是家具制造工藝中的新技術(shù)，既開辟了鋼化陶瓷材料在家具制造業(yè)中的新用途，又能滿 足家具制造技術(shù)要求，生產(chǎn)制造出新型材料的家具。本發(fā)明的有益效果是1、有利于保護森林資源，目前家具大量使用的是木制品，要砍伐大量森林，因而造 成水土流失，破壞環(huán)境，減少森林對二氧化碳的吸收，使地球升溫，加劇溫室效應(yīng)，而以陶代 木，可以保護森林資源，保護環(huán)境，保護人類家園。2、有利于人類健康，人類健康是人們永恒的目標，眾所周知，木制品的加工制造要 使用甲醛、二甲苯等化工原料。而已有的醫(yī)學(xué)研究證明甲醛等是致癌物質(zhì)，危害人體健康， 而鋼化陶瓷家具經(jīng)高溫燒成，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會危害人體健康。3、有利于循環(huán)使用，無論是木制品，還是鋁材、鋼材、鋼化玻璃還是塑料的使用，其 使用年限有限。而陶瓷產(chǎn)品卻可以千百年循環(huán)利用，完好如新。雖然生產(chǎn)鋼化陶瓷家具也 會消耗不可再生的自然資源，但鋼化陶瓷家具可長期循環(huán)使用的特性，從另一個角度說又 保護了自然資源的過快消耗。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1、組份配比主原料鍛燒氧化鋁100% ；輔助料羧甲基纖維素加入量為主原料 重量的5%，聚甲基丙烯酸氨加入量為主原料總重量5%，滑石加入量為主原料總重量的3%0 其化學(xué)成分 重量百分比為AL2O3 94. 2%, SiO2 0. 18%, CaO 2. 2%, MgO 2. 05%, Fe2O3 0. 61%，余量為 K2O 和 Na2O。將上述實施例1中的鍛燒氧化鋁以及羧甲基纖維素、聚甲基丙烯酸氨和滑石按比 例配方加入球磨機球磨形成混合料，按6份混合料加4份水和加入混合料重量0. 2 %的三聚 磷酸鈉(減水劑)以提高球磨效能，將混合料研磨到250-300目的細度形成泥漿，把泥漿放 入除鐵設(shè)備，排除鐵質(zhì)和其氧化物，再將泥漿過篩，確保除去未磨細的各種原料及雜質(zhì)鐵， 過篩除鐵后泥漿被壓送入噴霧顆粒干燥設(shè)備，制得粉料顆粒圓滑，流動性好，堆積密度大的 干燥粉料，再將不同細度的干燥粉料分級，陳腐24-48小時后裝入模具輸送到等靜壓設(shè)備， 擠壓成所需求的制造家具用的各種毛坯材料，經(jīng)加工修理后送入窯爐，經(jīng)1380-1580°C高溫 焙燒成家具用的板材、型材產(chǎn)品。球磨工藝中要將坯料球磨至萬孔篩余0. 5%細度標準以下，在除鐵工藝中加強除 鐵至少2-3次，經(jīng)1380-1580°C高溫焙燒而成。在生產(chǎn)過程中，采用干粉等靜壓成型工藝，使 產(chǎn)品具有分子密度高、強度大、無規(guī)格局限等優(yōu)良性能。通過模具等靜壓加工后，可制成厚度為3mm、大小為1000X2400mm的板材和橫截 面為30X30mm、長度為2000mm的型材，其中加入的羧甲基纖維素、聚甲基丙烯酸氨在焙燒 過程中均被燒失，最后經(jīng)檢驗合格產(chǎn)品入庫。上述實施例1所制得的家具用鋼化陶瓷板材和型材經(jīng)測試，其物理性能為體積 密度為3. 61g/cm3，莫氏硬度為9級，常溫耐壓強度為520MPa，常溫抗折強度為510MPa，斷裂 韌性為 3. 78MPaml/20實施例2、組份配比主原料莫來石50% wt和鍛燒鋁礬土 50% wt ；附加料=Y2O3 (稀土氧化 物)占主原料總重量的2%，輔助料乙基纖維素加入量為主原料總重量的6%，聚甲基丙烯 酸乙脂加入量為主原料總重量3%，白云石加入量為主原料總重量的5%。其化學(xué)成分重量 百分比為=AL2O3 82. 3%, SiO2 10. 23%, Y2O3 1. 96%,CaO 2. 28%,MgO 2. 4%,Fe2O3 0. 3%, 余量為K2O和Na2O。按本發(fā)明所述的制備方法可制成厚度為5mm、大小為800X IOOOmm的板材和橫截 面為40 X 40mm、長度為1200mm的型材。上述實施例2所制得的家具用鋼化陶瓷板材和型材經(jīng)測試，其物理性能為體積 密度為3. 45g/cm3，莫氏硬度為8. 5級，常溫耐壓強度為303MPa，常溫抗折強度為295MPa，斷 裂韌性為2. 69MPaml/2。實施例3、組份配比主原料莫來石10% Wt和鍛燒鋁礬土 90% Wt ；輔助料乙基纖維素 加入量為主原料總重量的6%，聚甲基丙烯酸乙脂加入量為主原料總重量3%，白云石加 入量為主原料總重量的5%。其化學(xué)成分重量百分比為=AL2O3 74.3%, SiO2 20.01%, CaO 2. 18%, MgO 2. 34%, Fe2O3O. 36%，余量為 K2O 禾口 Na2O0按本發(fā)明所述的制備方法可制成厚度為8mm、大小為800X IOOOmm的板材和橫截 面為40 X 40mm、長度為1200mm的型材。上述實施例3所制得的家具用鋼化陶瓷板材和型材經(jīng)測試，其物理性能為體積 密度為3. 25g/cm3，莫氏硬度為7. 5級，常溫耐壓強度為296MPa，常溫抗折強度為278MPa，斷裂韌性為1. 87MPaml/2。實施例4、組份配比主原料莫來石90% Wt和鍛燒鋁礬土 10% Wt ；附加料粘土為主原料 總重量的15% ；輔助料羧甲基纖維素加入量為主原料總重量的4%，聚甲基丙烯酸氨加 入量為主原料總重量8%，滑石加入量為主原料總重量的4%。其化學(xué)成分重量百分比為 AL2O3 46. 3%, SiO2 50. 23%, CaO 1. 18%, MgO 1. 21 %，F(xiàn)e2O3O. 21 %，余量為 K2O 和 Na20。按本發(fā)明所述的制備方法可制成厚度為7mm、大小為800X 1200mm的板材和橫截 面為35 X 35mm、長度為1400mm的型材。上述實施例4所制得的家具用鋼化陶瓷板材和型材經(jīng)測試，其物理性能為體積 密度為2. 88g/cm3，莫氏硬度為7級，常溫耐壓強度為231MPa，常溫抗折強度為141MPa，斷裂 韌性為 1. 15MPaml/2。實施例5，組份配比主原料鍛燒氧化鋁80% wt和莫來石20% wt ；附加料氧化鋯粉加入 量為主原料總重量的3% ；輔助料乙基纖維素加入量為主原料總重量的4%，聚甲基丙烯 酸乙脂加入量為主原料總重量3%，白云石加入量為主原料總重量的2%。其化學(xué)成分重量 百分比為AL2O3 80. 3%, SiO2 11.83%, Zr022 . 45% CaOl. 85%,MgO 2. 2%,Fe2O3 0.3%，余 量為K2O和Na2O。按本發(fā)明所述的制備方法可制成厚度為6mm、大小為800X 1200mm的板材和橫截 面為25 X 25mm、長度為2000mm的型材。上述實施例5所制得的家具用鋼化陶瓷板材和型材經(jīng)測試，其物理性能為體積 密度為3. 56g/cm3，莫氏硬度為8. 8級，常溫耐壓強度為320MPa，常溫抗折強度為305MPa，斷 裂韌性為3. 47MPaml/2。實施例6組份配比主原料鍛燒鋁礬土 30% wt、莫來石30% wt和鍛燒AL2O3 40% wt ；附 加料粘土為主原料總重量的5% ；輔助原料，氧化鋯粉加入量為主原料總重量的23% ；輔 助原料乙基纖維素加入量為主原料總重量的4%，聚甲基丙烯酸乙脂加入量為主原料總 重量8%，碳酸鋇加入量為主原料總重量的2%。其化學(xué)成分重量百分比為=AL2O3 60.5%, SiO2 14. 8%, ZrO2 19. 96%, BaO 1. 5%, CaO 1. 11%, MgO 1. 01%, Fe2O3 0.3%，余量為 K2O 禾口 Na2O0按本發(fā)明所述的制備方法可制成厚度為5mm、大小為1000X2000mm的板材和橫截 面為30 X 30mm、長度為2000mm的型材。上述實施例6所制得的家具用鋼化陶瓷板材和型材經(jīng)測試，其物理性能為體積 密度為3. 41g/cm3，莫氏硬度為9級，常溫耐壓強度為365MPa，常溫抗折強度為205MPa，斷裂 韌性為 6. 37MPaml/20實施例7組份配比主原料莫來石30% wt和鍛燒AL2O3 70% wt ；附加料粘土為主原料 總重量的30%，氧化鋯粉加入量為主原料總重量的10% ；輔助原料乙基纖維素加入量為 主原料總重量的4. 5%，聚甲基丙烯酸乙脂加入量為主原料總重量7%，滑石加入量為主原 料總重量的3%。其化學(xué)成分重量百分比為=AL2O3 78. 5%, SiO2 9.3%，ZrO2 7. 95%, CaO1. 68%, MgO 1. 57%, Fe2O3 0. 4%，余量為 K2O 和 Na20。按本發(fā)明所述的制備方法可制成厚度為3mm、大小為1200X2700mm的板材和橫截 面為20 X 20mm、長度為2500mm的型材。上述實施例7所制得的家具用鋼化陶瓷板材和型材經(jīng)測試，其物理性能為體積 密度為3. 61g/cm3，莫氏硬度為9級，常溫耐壓強度為345MPa，常溫抗折強度為281MPa，斷裂 韌性為 5. 27MPaml/2。實施例8組份配比主原料鍛燒鋁礬土 100% Wt ；附加料粘土為主原料總重量的10%， 氧化鋯粉加入量為主原料總重量的3%，La2O3加入量為主原料總重量3% ；輔助原料羧甲 基纖維素加入量為主原料總重量的5 %，聚甲基丙烯酸氨加入量為主原料總重量6%，白云 石加入量為主原料總重量的4%。其化學(xué)成分重量百分比為AL2O3 84.5%, SiO2 5.3%, ZrO2 2. 95%, La2O3 2. 95%, CaO 2. 06%, MgO 1. 61%, Fe2O3 0. 26%，余量為 K2O 和 Na2O。按本發(fā)明所述的制備方法可制成厚度為4mm、大小為1200X3000mm的(鋼化陶 瓷)板材和橫截面為20 X 20mm、長度為3000mm的型材。上述實施例8所制得的家具用鋼化陶瓷板材和型材經(jīng)測試，其物理性能為體積 密度為3. 55g/cm3，莫氏硬度為8. 9級，常溫耐壓強度為390MPa，常溫抗折強度為356MPa，斷 裂韌性為4. 8MPaml/2。
權(quán)利要求
1.鋼化陶瓷家具，它包括用鋼化陶瓷制成的單體、組合體、成套體、部件、板材、型材， 所述鋼化陶瓷化學(xué)成份包括AL2O3和SiO2，其特征是所述AL2O3含量彡40% wt, SiO2含量 0. 05-59% wt。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼化陶瓷家具，其特征是所述鋼化陶瓷化學(xué)成份中還含有 ZrO2O
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼化陶瓷家具，其特征是所述鋼化陶瓷中^O2含量為 2-25% wt。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋼化陶瓷家具，其特征是所述鋼化陶瓷化學(xué)成份中還 含有稀土氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋼化陶瓷家具，其特征是所述鋼化陶瓷中稀土氧化物含量 為5%以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項所述的鋼化陶瓷家具，其特征是所述鋼化陶瓷體積密 度彡2. 85g/cm3,常溫耐壓強度彡230MPa，莫氏硬度彡7級，常溫抗折強度彡120MPa,斷裂韌 性彡 1. 0MPaml/2o
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任何一項所述的鋼化陶瓷家具，其特征是所述制備鋼化陶瓷的 組分包括莫來石、鍛燒鋁礬土、鍛燒氧化鋁粉三種原料中至少一種以及輔料和/或附加料。
全文摘要
本發(fā)明公開了鋼化陶瓷家具，它包括用鋼化陶瓷制成的單體、組合體、成套體、部件、板材、型材，所述鋼化陶瓷化學(xué)成份包括含量≥40％wt的AL2O3和含量為0.05-59％wt的SiO2。物理性能為體積密度≥2.85g/cm3，常溫耐壓強度≥230MPa，莫氏硬度≥7級，常溫抗折強度≥120MPa，斷裂韌性≥1.0MPam1/2。本發(fā)明不僅防水、防火、防污，不變形、不變色、不開裂，耐酸堿耐腐蝕、無輻射，且高強度、韌性高、加工成型和切割性能好，用鋼化陶瓷代替木料，鋁材、鋼材、鋼化玻璃、竹藤和塑料來制造家具，開辟了鋼化陶瓷材料在家具制造業(yè)中的新用途，滿足家具制造技術(shù)要求，生產(chǎn)制造出新型材料的家具。又保護森林資源和環(huán)境，有利于經(jīng)濟協(xié)調(diào)健康發(fā)展。
文檔編號C04B35/10GK102068134SQ20101052748
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月30日
發(fā)明者張師強, 文彥昭, 文鵬飛 申請人:文鵬飛