【技術領域】

本發(fā)明涉及陶瓷技術領域，具體涉及一種耐酸堿性陶瓷材料的生產(chǎn)工藝。

背景技術：

中國是世界上最早應用陶瓷的國家之一，陶瓷因其質(zhì)地堅硬、細密、耐高溫、釉色豐富等特點，廣泛應用于食器、裝飾、科學等領域。制備陶瓷的原材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等，常見陶瓷的原料還包括有粘土、氧化鋁、高嶺土等，陶瓷的種類繁多，主要分為日用陶瓷、建筑陶瓷、潔具陶瓷及特種陶瓷等，一般根據(jù)陶瓷種類的不同，而選擇不同的原料組成來進行燒制。

由于陶瓷材料在配料上的不足，雖然其具有硬度高的優(yōu)點，但是其韌性較差，市面上的陶瓷材料存在著耐酸堿腐蝕性差的缺點，使用壽命短，無法滿足市場需求。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種耐酸堿性陶瓷材料的生產(chǎn)工藝，通過將增塑劑、碳化鎢以及經(jīng)過處理的重晶石、石英和花崗巖混合進行球磨，制作泥料，賦予陶瓷材料耐腐蝕、強度高，延展性良好等特點；制作陶瓷坯后，然后采用一次燒成的方法進行施釉，有利于提高陶瓷材料的強度，且大幅度降低了產(chǎn)品成本；另外，采用逐漸升溫、分段燒制的方法進行煅燒，避免陶瓷水分急劇丟失而產(chǎn)生開裂和不平整，大大提高成品合格率，值得在市場上推廣。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下的技術方案：

一種耐酸堿性陶瓷材料的生產(chǎn)工藝，所述陶瓷材料的生產(chǎn)工藝包括如下步驟：

1)制作泥料：取100-150重量份的重晶石、50-100重量份的石英和40-85重量份的花崗巖混合均勻，放入0.5-1mol/l、200-350重量份的鹽酸溶液中，水浴加熱至70-80℃，保溫1.5-2.5h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，再放入2-3mol/l、200-350重量份的氫氧化鈉溶液中，水浴加熱至75-85℃，保溫0.5-1h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，烘干，770-830℃煅燒0.5-1h，繼續(xù)升溫至1080-1160℃，煅燒2-3h后取出并水淬，烘干，然后與30-38重量份的增塑劑、5-10重量份的碳化鎢混合進行球磨，將得到的粉末過150-200目標準篩，得到泥料備用；

2)制作陶瓷坯：將10-25重量份的負離子粉與步驟1)制得的泥料混合均勻，加水打漿制成質(zhì)量濃度為50-60％的漿液，水浴加熱至60-70℃，2000-3000r/min高速研磨35-45min，然后將研磨后的漿料放入模具中通過真空壓力注漿成型，成型壓力為28-32mpa，得陶瓷坯；

3)制作施釉料：取50-100重量份的釉料混勻后進行研磨粉碎，粉碎至粉末目數(shù)為450-500目，然后與其總質(zhì)量70-80％的水一起送入球磨機中，球磨20-24小時后，攪拌2-5min，然后利用目數(shù)為100-120目的篩網(wǎng)進行過濾，得到施釉料備用；

4)陶瓷坯浸沒：將步驟2)所得陶瓷坯在步驟3)所得的施釉料中浸沒8-10s，然后于15-25℃下放置12-18min；

5)煅燒、成型：將經(jīng)過步驟4)浸沒后的陶瓷坯送入煅燒窯中，先以70℃/h的速率升溫，然后于350-450℃下保持40-60min，接著以100℃/h的速率升溫，并于1250-1350℃下保持2-3個小時，最后隨爐冷卻，即可得到所述耐酸堿性陶瓷材料。

進一步地，步驟1)所述球磨時的球料比為25-30:1。

進一步地，步驟4)所述釉料由以下重量份的原料組成：二氧化硅30-45份、鈦酸鋇20-35份、硫酸鈣5-10份、二硼化鎂5-10份、氯化鋁5-10份、氧化鎂1-5份和硅酸鋁1-5份。

進一步地，在進行步驟4)陶瓷坯浸沒前，先將步驟2)得到的陶瓷坯置于干燥窯中干燥至陶瓷坯含水量為1-3％。

進一步地，步驟1)所述增塑劑由以下重量份的原料組成：滑石粉30-45份、石蠟12-20份、聚苯乙烯10-15份和聚氨酯5-10份。

進一步地，所述增塑劑是通過以下方法得到的：

將滑石粉30-45份、石蠟12-20份、聚苯乙烯10-15份和聚氨酯5-10份放入乳化機高速旋轉(zhuǎn)攪拌加熱10-20分鐘，然后將已成膏狀的原料擠出，經(jīng)冷風機冷卻成塊，再放入粉碎機內(nèi)粉碎成粉劑，把粉劑料輸入改性機進料口，粉劑料通過提升管反應器中，與沸石分子篩催化劑接觸進行催化裂解反應，反應溫度為550-650℃，反應停留時間為1.5-3s；將完成反應后的粉劑料通過管道進入造粒塔機成型，即可得到所述增塑劑。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明的耐酸堿性陶瓷材料在制作過程中，通過將增塑劑、碳化鎢以及經(jīng)過處理的重晶石、石英和花崗巖混合進行球磨，制作泥料，所用原料中，花崗巖質(zhì)地堅硬致密、強度高、抗風化、耐腐蝕、耐磨損、吸水性低；石英堅硬、耐磨、化學性能穩(wěn)定；碳化鎢的添加能提高陶瓷材料的耐酸堿性，增塑劑可提高分子間的結(jié)合力，從而提高陶瓷材料的強度和延展性，另外，用鹽酸和氫氧化鈉進行處理，使原料中游離的化合物膠結(jié)作用解體，從而使顆粒充分分散，大大提高原料中有效成分的純度，且原料分散性好原料間的結(jié)合力更強，本發(fā)明泥料獲取渠道簡單，成本低廉；泥料的原料組成賦予陶瓷材料耐腐蝕、強度高，延展性良好等特點；制作陶瓷坯后，然后采用一次燒成的方法進行施釉，釉料為高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化、耐酸堿的多種化合物組成的原料，之所以采用化合物是由于釉料要求化學成分更純，雜質(zhì)含量更少，以保證制品的色彩、光澤、強度、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性等，將陶瓷材料浸沒施釉料后進行一次燒成，在一次燒成工藝中，釉料與陶瓷坯同時成熟，坯與釉的中間層的形成常常能夠增加產(chǎn)品的強度，陶瓷坯的完全?；嗪苊黠@，有利于提高陶瓷材料的強度，且大幅度降低了產(chǎn)品成本，同時有利于環(huán)境保護，另外，采用逐漸升溫、分段燒制的方法進行煅燒，避免陶瓷水分急劇丟失而產(chǎn)生開裂和不平整，大大提高成品合格率，值得在市場上推廣。

2、本發(fā)明的耐酸堿性陶瓷材料在原料中還添加了負離子粉，負離子粉被譽為“空氣中維生素和生長素”，其成分天然、無味、無毒、安全性能好，對人體保持精力充沛以及對人類居住環(huán)境的改善有極大的幫助作用，將負離子粉添加到陶瓷材料中時，陶瓷材料可釋放負離子，更加環(huán)保健康，大大有益于身體健康。

【具體實施方式】

下面的實施例可以幫助本領域的技術人員更全面地理解本發(fā)明，但不可以以任何方式限制本發(fā)明。

實施例1

本實施例所提供的一種耐酸堿性陶瓷材料主要由以下重量份的原料組成：重晶石100份、石英50份、花崗巖40份、釉料50份、負離子粉10份、增塑劑30份和碳化鎢5份。其中，釉料由以下重量份的原料組成：二氧化硅30份、鈦酸鋇20份、硫酸鈣5份、二硼化鎂5份、氯化鋁5份、氧化鎂1份和硅酸鋁1份；增塑劑由以下重量份的原料組成：滑石粉30份、石蠟12份、聚苯乙烯10份和聚氨酯5份。

上述耐酸堿性陶瓷材料的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

(一)制作增塑劑

將滑石粉30份、石蠟12份、聚苯乙烯10份和聚氨酯5份混合，放入乳化機高速旋轉(zhuǎn)攪拌加熱10分鐘，然后將已成膏狀的原料擠出，經(jīng)冷風機冷卻成塊，再放入粉碎機內(nèi)粉碎成粉劑，把粉劑料輸入改性機進料口，粉劑料通過提升管反應器中，與沸石分子篩催化劑接觸進行催化裂解反應，反應溫度為550℃，反應停留時間為1.5s；將完成反應后的粉劑料通過管道進入造粒塔機成型，即可得到所述增塑劑。

(二)制作耐酸堿性陶瓷材料

1)制作泥料：取重晶石、石英和花崗巖混合均勻放入0.5mol/l、200重量份的鹽酸溶液中，水浴加熱至70℃，保溫1.5h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，再放入2mol/l、200重量份的氫氧化鈉溶液中，水浴加熱至75℃，保溫0.5h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，烘干，770℃煅燒0.5h，繼續(xù)升溫至1080℃，煅燒2h后取出并水淬，烘干，然后與增塑劑、碳化鎢混合進行球磨，將得到的粉末過150目標準篩，得到泥料備用；

2)制作陶瓷坯：將負離子粉與步驟1)制得的泥料混合均勻，加水打漿制成質(zhì)量濃度為50％的漿液，水浴加熱至60℃，2000r/min高速研磨35min，然后將研磨后的漿料放入模具中通過真空壓力注漿成型，成型壓力為28mpa，得陶瓷坯；

3)制作施釉料：取釉料混勻后進行研磨粉碎，粉碎至粉末目數(shù)為450目，然后與其總質(zhì)量70％的水一起送入球磨機中，球磨20小時后，攪拌2min，然后利用目數(shù)為100目的篩網(wǎng)進行過濾，得到施釉料備用；

4)陶瓷坯浸沒：將步驟2)所得陶瓷坯在步驟3)所得的施釉料中浸沒8s，然后于15℃下放置12-18min；

5)煅燒、成型：將經(jīng)過步驟4)浸沒后的陶瓷坯送入煅燒窯中，先以70℃/h的速率升溫，然后于350℃下保持40min，接著以100℃/h的速率升溫，并于1250℃下保持2個小時，最后隨爐冷卻，即可得到所述耐酸堿性陶瓷材料。

實施例2

本實施例所提供的一種耐酸堿性陶瓷材料主要由以下重量份的原料組成：重晶石120份、石英70份、花崗巖65份、釉料70份、負離子粉18份、增塑劑35份和碳化鎢7份；其中，釉料由以下重量份的原料組成：二氧化硅38份、鈦酸鋇28份、硫酸鈣7份、二硼化鎂7份、氯化鋁7份、氧化鎂3份和硅酸鋁3份；增塑劑由以下重量份的原料組成：滑石粉38份、石蠟18份、聚苯乙烯12份和聚氨酯7份。

上述耐酸堿性陶瓷材料的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

(一)制作增塑劑

將滑石粉38份、石蠟18份、聚苯乙烯12份和聚氨酯7份混合，放入乳化機高速旋轉(zhuǎn)攪拌加熱15分鐘，然后將已成膏狀的原料擠出，經(jīng)冷風機冷卻成塊，再放入粉碎機內(nèi)粉碎成粉劑，把粉劑料輸入改性機進料口，粉劑料通過提升管反應器中，與沸石分子篩催化劑接觸進行催化裂解反應，反應溫度為600℃，反應停留時間為2.2s；將完成反應后的粉劑料通過管道進入造粒塔機成型，即可得到所述增塑劑。

(二)制作耐酸堿性陶瓷材料

1)制作泥料：取重晶石、石英和花崗巖混合均勻，放入0.7mol/l、280重量份的鹽酸溶液中，水浴加熱至75℃，保溫2.0h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，再放入2.5mol/l、280重量份的氫氧化鈉溶液中，水浴加熱至80℃，保溫0.7h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，烘干，800℃煅燒0.7h，繼續(xù)升溫至1120℃，煅燒2h后取出并水淬，烘干，然后與增塑劑、碳化鎢混合進行球磨，將得到的粉末過180目標準篩，得到泥料備用；

2)制作陶瓷坯：將負離子粉與步驟1)制得的泥料混合均勻，加水打漿制成質(zhì)量濃度為55％的漿液，水浴加熱至65℃，2500r/min高速研磨40min，然后將研磨后的漿料放入模具中通過真空壓力注漿成型，成型壓力為30mpa，得陶瓷坯；

3)制作施釉料：取釉料混勻后進行研磨粉碎，粉碎至粉末目數(shù)為470目，然后與其總質(zhì)量75％的水一起送入球磨機中，球磨22小時后，攪拌3min，然后利用目數(shù)為110目的篩網(wǎng)進行過濾，得到施釉料備用；

4)陶瓷坯浸沒：將步驟2)所得陶瓷坯在步驟3)所得的施釉料中浸沒9s，然后于20℃下放置15min；

5)煅燒、成型：將經(jīng)過步驟4)浸沒后的陶瓷坯送入煅燒窯中，先以70℃/h的速率升溫，然后于400℃下保持50min，接著以100℃/h的速率升溫，并于1300℃下保持2.5個小時，最后隨爐冷卻，即可得到所述耐酸堿性陶瓷材料。

實施例3

本實施例所提供的一種耐酸堿性陶瓷材料主要由以下重量份的原料組成：重晶石150份、石英100份、花崗巖85份、釉料100份、負離子粉25份、增塑劑38份和碳化鎢10份。其中，釉料由以下重量份的原料組成：二氧化硅45份、鈦酸鋇35份、硫酸鈣10份、二硼化鎂10份、氯化鋁10份、氧化鎂5份和硅酸鋁5份；增塑劑由以下重量份的原料組成：滑石粉45份、石蠟20份、聚苯乙烯15份和聚氨酯10份。

上述耐酸堿性陶瓷材料的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

(一)制作增塑劑

將滑石粉45份、石蠟20份、聚苯乙烯15份和聚氨酯10份混合，放入乳化機高速旋轉(zhuǎn)攪拌加熱20分鐘，然后將已成膏狀的原料擠出經(jīng)冷風機冷卻成塊，再放入粉碎機內(nèi)粉碎成粉劑，把粉劑料輸入改性機進料口，粉劑料通過提升管反應器中，與沸石分子篩催化劑接觸進行催化裂解反應，反應溫度為650℃，反應停留時間為3s；將完成反應后的粉劑料通過管道進入造粒塔機成型，即可得到所述增塑劑。

(二)制作耐酸堿性陶瓷材料

1)制作泥料：取重晶石、石英和花崗巖混合均勻，放入1mol/l、350重量份的鹽酸溶液中，水浴加熱至80℃，保溫2.5h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，再放入3mol/l、350重量份的氫氧化鈉溶液中，水浴加熱至85℃，保溫1h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，烘干，830℃煅燒1h，繼續(xù)升溫至1160℃，煅燒3h后取出并水淬，烘干，然后與增塑劑、碳化鎢混合進行球磨，將得到的粉末過200目標準篩，得到泥料備用；

2)制作陶瓷坯：將負離子粉與步驟1)制得的泥料混合均勻，加水打漿制成質(zhì)量濃度為60％的漿液，水浴加熱至70℃，3000r/min高速研磨45min，然后將研磨后的漿料放入模具中通過真空壓力注漿成型，成型壓力為32mpa，得陶瓷坯；

3)制作施釉料：取釉料混勻后進行研磨粉碎，粉碎至粉末目數(shù)為500目，然后與其總質(zhì)量80％的水一起送入球磨機中，球磨24小時后，攪拌5min，然后利用目數(shù)為120目的篩網(wǎng)進行過濾，得到施釉料備用；

4)陶瓷坯浸沒：將步驟2)所得陶瓷坯在步驟3)所得的施釉料中浸沒10s，然后于25℃下放置18min；

5)煅燒、成型：將經(jīng)過步驟4)浸沒后的陶瓷坯送入煅燒窯中，先以70℃/h的速率升溫，然后于450℃下保持60min，接著以100℃/h的速率升溫，并于1350℃下保持3個小時，最后隨爐冷卻，即可得到所述耐酸堿性陶瓷材料。

對比例1

本對比例所提供的一種耐酸堿性陶瓷材料主要由以下重量份的原料組成：重晶石150份、石英100份、花崗巖85份、釉料100份。其中，釉料由以下重量份的原料組成：粘土45份、石英35份、白云石10份、氧化鋅10份和石灰石12份。

上述耐酸堿性陶瓷材料的生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

1)制作泥料：取重晶石、石英和花崗巖混合均勻，放入濃度為1mol/l的鹽酸溶液中，水浴加熱至80℃，保溫2.5h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，再放入濃度為3mol/l的氫氧化鈉溶液中，水浴加熱至85℃，保溫1h，過濾，用蒸餾水洗滌至中性，烘干，830℃煅燒1h，繼續(xù)升溫至1160℃，煅燒3h后取出并水淬，烘干，進行球磨，將得到的粉末過200目標準篩，得到泥料備用；

2)制作陶瓷坯：將步驟1)制得的泥料混合均勻，加水打漿制成濃度為60％的漿液，水浴加熱至70℃，3000r/min高速研磨45min，然后將研磨后的漿料放入模具中通過真空壓力注漿成型，成型壓力為32mpa；

3)制作施釉料：取釉料混勻后進行研磨粉碎，粉碎至粉末目數(shù)為500目，然后與其總質(zhì)量80％的水一起送入球磨機中，球磨24小時后，攪拌5min，然后利用目數(shù)為120目的篩網(wǎng)進行過濾，得到施釉料備用；

4)陶瓷坯浸沒：將所述陶瓷坯在步驟3)所得的施釉料中浸沒10s，然后于25℃下放置18min；

5)煅燒、成型：將經(jīng)過步驟4)浸沒后的陶瓷坯送入煅燒窯中，升溫至1350℃后保持5小時，最后隨爐冷卻，即可得到所述陶瓷材料。

性能測試

為了更清楚的說明本發(fā)明的特色，分以下4組進行對比實驗：

第一組：本組別的陶瓷材料為實施例1所述的耐腐蝕性陶瓷材料；

第二組：本組別的陶瓷材料為實施例2所述的耐腐蝕性陶瓷材料；

第三組：本組別的陶瓷材料為實施例3所述的耐腐蝕性陶瓷材料；

第四組：本組別的陶瓷材料為對比例1所述的陶瓷材料。

對上述四組陶瓷材料進行性能測試，測試結(jié)果如表1所示。

表1四組陶瓷材料性能測試結(jié)果

根據(jù)性能測試可知，實施例2制得的陶瓷材料無論在耐酸堿性、強度、延展性、耐高溫等各方面指標均為最佳，與其他組相比較該組所制得的陶瓷材料使用安全系數(shù)最高，壽命也最長。

雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。