微晶竹炭复合陶器材料及其制备方法技术

本发明专利技术微晶竹炭复合陶器材料，由下述重量百分比的组份制成：竹炭粉20～50％，多孔非金属矿物粉体30～60％，粘土10～30％以及粘结剂2～5％。本发明专利技术用多孔非金属矿替代紫砂，大大扩展了原料来源，降低了成本。而且由于各种各样的多孔非金属矿具备不同的化学成份和颜色，因而可以使得本发明专利技术的产品可以适应各种场合和环境，特别是可以制备出颜色很浅甚至白色的产品来。本发明专利技术的微晶竹炭复合陶器制品，比现有技术方案所得制品，具有更加多的孔隙和微孔、更大的比表面积、更好的吸水和吸附气体的能力。本发明专利技术还涉及上述所述的微晶竹炭复合陶器材料的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新型陶器材料，具体是新型生态环境功能陶器材料，更具体涉及微晶竹炭复合陶器材料及其制备方法。微晶竹炭复合陶器材料是一种具有孔隙率高、吸附性能好、堆积密度低、烧成收缩率低、抗折强度高、释放负离子及辐射远红外线功能的复合陶器材料。
技术介绍
竹炭具有丰富的蜂窝状微孔结构，这种微孔结构使竹炭具有庞大的比表面积，具有优异的吸附功能，还有电磁屏蔽、辐射远红外线、产生负离子、增加水质碱性等特殊功效，可用于吸潮、除臭、消毒、杀菌、蓄热、调湿，改善居住环境。当环境湿度很大时，竹炭利用其吸湿作用吸附室内空气中的水分；反之，当环境湿度很小时，竹炭利用其解吸作用放出水分，以达到调节空气湿度的效能。竹炭能吸附水中多种有害物质，对污水中的色度和浊度以及化学耗氧量(COD)去除效果明显，对污水中总氮的去除率接近100％，对污水中有机磷农药的去除有一定效果，可以明显地改善水体中的重要水质指标。微晶竹炭是比普通竹炭更加性能优越的新型材料，竹炭经过隔氧高温烧制，完全变成类石墨化微晶结构，微孔数量大大增加，比表面积增大，吸附功能远远超过普通竹炭。微晶竹炭复合陶器是一种新型生物质陶器产品，它既有一定的机械强度又有一定的气孔率，既不会渗漏又有良好的透气性。由于微晶竹炭的一系列的优点，将其应用于陶器方面，可以更好的扩大在厨具、餐具、食物容器、摆设工艺品、建筑装饰材料等方面的应用，或者直接制备成陶粒陶珠、微细粉末而应用于需要r>吸附、过滤等场合。目前在利用竹炭作为添加材料制造生产各种竹炭陶器材料的技术方案，在原料配方和制造工艺方面还有一定的局限性，制成的竹炭陶产品的微孔数量、密度、孔隙、结晶度以及其他物理性能还达不到要求，影响了竹炭陶的吸附功能和应用效果，制约了竹炭延伸产品的综合功能开发，限制了微晶竹炭复合陶的广泛推广和应用。CN 103467066 A公开一种微晶竹炭紫砂复合陶器材料及其应用，其所述的微晶竹炭紫砂复合陶器材料由以下重量百分比的组份混合组成：微晶竹炭粉5～40％，紫砂粉体40～60％，凹凸棒土10～30％，硅藻土5～30％以及粘结剂1～5％。所述微晶竹炭紫砂复合陶器材料可用于制备微晶竹炭紫砂复合陶器，其具体步骤为：成型、风干、干燥、煅烧、冷却，即可得到微晶竹炭紫砂复合陶器。所述微晶竹炭粉由石墨晶化竹炭经1200℃以上高温烧制，再进行破碎后得到，其粒径小于2000目，所述紫砂粉体的平均粒径为300nm～800nm，所述凹凸棒土采用凹凸棒土含量不小于78％的凹凸棒石粘土矿物为原料，经破碎后得到，其粒径小于200目，所述硅藻土采用SiO2含量在85％～98％的硅藻土原矿为原料，经破碎后得到，其平均粒径为1～100μm。分析可知，该技术方案中的粒子大小分布不均匀，小的为0.3μm，大的为100μm，这样虽然也可以制备出具有一定性能的微晶竹炭紫砂复合陶器材料，但是难以获得高质量的陶器。该技术方案限定采用国标定义的紫砂原料：质地细腻、含铁量较高的特种粘土，而其用量高达40～60％，因为紫砂矿日益稀少，因而也就限制了其应用。
技术实现思路
本专利技术为了克服已有技术的缺陷，以普通的多孔非金属矿物粉体和普通的粘土替代紫砂，提供一种原料易得的高质量的微晶竹炭复合陶器材料。本专利技术微晶竹炭复合陶器材料，由下述重量百分比的组份制成：竹炭粉20～50％，多孔非金属矿物粉体30～60％，粘土10～30％以及粘结剂2～5％。所述的竹炭粉、多孔非金属矿物粉体以及粘土的平均粒径分别设置为五个类别：A类为1～10μm，B类为10～20μm，C类为20～40μm，D类为40～70μm，E类为70～100μm；配料时三种组份的的选取有如下两种组合方式：相同的一个类别、相同的相邻两个类别之任意组合。三种组合的方式具体如：竹炭粉、多孔非金属矿物粉体以及粘土的平均粒径均为A类(1～10μm)，或均为B、C、D、E类，这是第一种组合方式即：“相同的一个类别”；第二种组合方式“相同的相邻两个类别之任意组合”又分为两种：均为“相同的相邻两个类别”和非均为“相同的相邻两个类别”，如：竹炭粉、多孔非金属矿物粉体以及粘土的平均粒径均为A类+B类，或者均为B+C、C+D、D+E类，此为第一种情形；第二种情形如：竹炭粉平均粒径均为A类+B类、多孔非金属矿物粉体以及粘土的平均粒径均为A类，或者竹炭粉平均粒径均为A类，多孔非金属矿物粉体为B类，粘土为A类，等等。如此配料的好处在于，各组份粒度均一，克服粒子大小分布不均匀带来的弊端，使得产品结构致密，孔径大小一致性好，比表面积大且同类产品的比表面积稳定一致，产品质量批差小。可以选取不同的组合方式，有针对性地生产出应用于不同场合的产品，满足实际需要。本专利技术所述的多孔非金属矿物粉体选自沸石、凹凸棒石、海泡石、硅藻土、多孔凝灰岩、轻质蛋白石、多孔硅质岩、浮石、火山渣中的一种或两种以上的粉体，且孔径为微米孔类者。多孔非金属矿是指那些在天然状态下产生的，具有丰富的结构性孔道或空隙，以及低的密度和堆密度为特征的非金属矿。多孔矿物材料由于独特的晶体结构而具有比表面积大、孔隙率高、吸附性能和离子交换能力强的特点，可以用作抗菌剂、水处理絮凝剂、净化剂、食料添加剂、脱色剂以及有毒气体、放射性废物的吸附剂，在环境治理等方面有广阔的应用前景。孔径为微米孔类者即孔径范围在0.1～100μm的多孔非金属矿，这一类的孔径非常适合于通用的微孔陶器材料，本专利技术作为优选，选择的正是这一种。更小的纳米孔类很多情况下发挥不了作用只适宜于特别的产品如催化剂，而更大的毫米孔类由于孔径太大，比表面积不够，吸附能力也小。本专利技术用多孔非金属矿替代紫砂，大大扩展了原料来源，降低了成本。而且由于各种各样的多孔非金属矿具备不同的化学成份和颜色，因而可以使得本专利技术的产品可以适应各种场合和环境，特别是可以制备出颜色很浅甚至白色的产品来。这是紫砂原料不能实现的，因为紫砂原料含铁量较高，烧制后多呈紫红色，这也正是称为“紫砂”的由来。本专利技术所述的粘土选自凹凸棒土、高岭土、膨润土、普通粘土种类中的一种或两种以上。优选高岭土。粘土(英语：clay)，又作黏土，是颗粒非常小的(＜2μm)可塑的硅铝酸盐。除了铝外，黏土还包含少量镁、铁、钠、钾和钙，是一种重要的矿物原料。由多种水合硅酸盐和一定量的氧化铝、碱金属氧化物和碱土金属氧化物组成，并含有石英、长石、云母及硫酸盐、硫化物、碳酸盐等杂质。黏土矿物的颗粒细小，常在胶体尺寸范围内，呈晶体或非晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
微晶竹炭复合陶器材料，由下述重量百分比的组份制成：竹炭粉20～50％，多孔非金属矿物粉体30～60％，粘土10～30％以及粘结剂2～5％。

【技术特征摘要】
1.微晶竹炭复合陶器材料，由下述重量百分比的组份制成：竹炭粉20～50％，
多孔非金属矿物粉体30～60％，粘土10～30％以及粘结剂2～5％。
2.根据权利要求1所述的微晶竹炭复合陶器材料，其特征是：所述的竹炭
粉、多孔非金属矿物粉体以及粘土的平均粒径分别设置为五个类别：A类为1～
10μm，B类为10～20μm，C类为20～40μm，D类为40～70μm，E类为70～100
μm；配料时三种组份的选取采取如下两种组合方式：相同的一个类别、相同的
相邻两个类别之任意组合。
3.根据权利要求1所述的微晶竹炭复合陶器材料，其特征是：所述的多孔
非金属矿物粉体选自沸石、凹凸棒石、海泡石、硅藻土、多孔凝灰岩、轻质蛋白
石、多孔硅质岩、浮石、火山渣中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦仲华，韦宇洪，韦冬芳，
申请(专利权)人：桂林新竹大自然生物材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45