一种改性坭兴陶泥料、其成型制品及制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种改性坭兴陶泥料、其成型制品及制备工艺，属于陶瓷技术领域。本发明专利技术的改性坭兴陶泥料，由以下重量百分比的原料制成：东泥35.0％‑55.0％，西泥25.0％‑45.0％，纳米多孔二氧化硅5.0％‑15.0％，纳米氧化钙5.0％‑15.0％。本发明专利技术的改性坭兴陶泥料具有粘性好、收缩率低、可塑性好等特点，使坭兴陶更易加工，其制成的坭兴陶产品性能更优。

【技术实现步骤摘要】
一种改性坭兴陶泥料、其成型制品及制备工艺
本专利技术涉及陶瓷
，具体涉及一种改性坭兴陶泥料、其成型制品及制备工艺。
技术介绍
坭兴陶是以广西钦江东西两岸特有的紫红陶土为原料，东泥软为肉，西泥硬为骨，东泥和西泥经过一段时间的封存及处理后，按照按一定比例混搭成泥料来制作的。在烧制过程中，无需上釉和上彩，当炉温上升到1200℃的临界点时，会产生“窑变”，自然形成紫红、天蓝、虎斑、火焰、彩霞等各式各样的色彩和纹理，称为“自然陶彩”，是无釉坭兴陶的一大艺术特色。而且，作为中国四大名陶之一，坭兴陶具有耐酸耐碱，无毒性，它独具透气而不透水的天然双重气孔结构，有利于食物长久储存等优点。虽然坭兴陶有许多特殊的优点，但与宜兴陶有较大的差异，宜兴陶以特产于宜兴的一种具有特殊团粒结构和双重气孔结构的紫砂泥料制成，泥料属于石质原料，可塑性好、粘性好、干燥收缩率小，收缩率不到百分之十。坭兴陶为黏土原料，收缩率达百分之二十，且粘性差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术存在的上述问题，提供一种改性坭兴陶泥料、其成型制品及制备工艺。本专利技术的改性坭兴陶泥料具有粘性好、收缩率低、可塑性好等特点，使坭兴陶更易加工，其制成的坭兴陶产品性能更优。为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：一种改性坭兴陶泥料，由以下重量百分比的原料制成：东泥35.0％-55.0％，西泥25.0％-45.0％，纳米多孔二氧化硅5.0％-15.0％，纳米氧化钙5.0％-15.0％。进一步的，所述的改性坭兴陶泥料，由以下重量百分比的原料制成：东泥40.0％-55.0％，西泥30.0％-42.0％，纳米多孔二氧化硅8.0％-15.0％，纳米氧化钙5.0％-8.0％。进一步的，所述的纳米多孔二氧化硅，具体是粒径为0.05-0.5μm、比表面积为300-800m2/g的类球形多孔二氧化硅粉。进一步的，所述的纳米氧化钙，具体是粒径为0.03-0.6μm的颗粒。本专利技术还提供所述的改性坭兴陶泥料的制备方法，包括以下制备步骤：1)纳米多孔二氧化硅改性：称取纳米多孔二氧化硅，加热到100-110℃，将甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂以雾化法加入，在该温度下保温30min，并不断搅拌，然后烘干、过筛，得到改性后的纳米多孔二氧化硅；2)泥料混料：称取改性后的纳米多孔二氧化硅以及其他原料，经过搅拌粉碎、烘干、研磨、过筛，得到改性坭兴陶泥料。进一步的，步骤1)所述的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂是先经过如下预处理后再使用：在甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂中加入醋酸作水解催化剂，并将pH值调至3.5～5.5。进一步的，步骤2)中，各原料称取后，投入到行星搅拌机中搅拌粉碎4-6h，将粉碎均匀的泥料取出装入坩埚中，置于烘箱中于100-120℃烘干，取出研磨后过120-180目筛，得到改性的坭兴陶泥料。本专利技术还提供一种坭兴陶成型制品，其是采用所述的改性坭兴陶泥料制备得到。本专利技术还提供所述的坭兴陶成型制品的制备工艺，其包括以下制备步骤：(1)制坯品：用拉坯、注浆成型或3D打印工艺将改性坭兴陶泥料制成坯品；(2)烧成：将坯品放入窑炉中，在3-5h内逐渐升温至200-250℃，然后在第5-7h内升温至500-580℃，在第7-9h升温至780-850℃，在第9-11h升温至1150-1200℃，在1150-1200℃保温烧制30-80min，停止加热，松窑门，在0.2-0.4h降温至880-920℃，保温20min，然后自然降至室温，取出半成品，用水浸泡30-60min，取出、上蜡、打磨、抛光，即得成品。本专利技术所使用的东泥为横穿钦州市区的钦江以东地域的泥土，所使用的西泥为横穿钦州市区的钦江以西地域的泥土。相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的改性坭兴陶泥料具有环保、安全可靠、收缩率低、抗折强度大等特点，使坭兴陶更易加工，高温烧结的成品率高、窑变色彩明显。本专利技术的坭兴陶泥料配方中添加的纳米多孔二氧化硅，先通过硅烷偶联剂改性，使其表面的硅烷偶联剂能与泥料发生很好的粘结，因为硅烷偶联剂中含有两类不同的化学官能团，它的一端活性基团水解时，能化为Si-OH，与被处理的纳米多孔二氧化硅表面的OH形成氢键，同时进行加热，产生缩合、脱水和固化脱水反应，形成共价键；另一端又能与有机高分材料等结合，从而使两种性质差异较大的材料牢固的结合在一起。所以在制品烧结的低温阶段，有硅烷偶联剂的作用，水分等液体蒸发并不影响坯体中成分颗粒之间的相对位置，胚体并不变形；随着烧结温度的提高，多孔二氧化硅与周围颗粒之间形成Si-O键，并逐渐增多，纳米多孔二氧化硅与周围成分之间已经形成较为稳定的空间结构，随着温度不断升高，Si-O键数量增加，结构更加稳定，在高温时的配方组分分解及窑变阶段，坯体也不发生变形。通过添加纳米氧化钙，填充了原料中的颗粒之间的缝隙，使得坯料的生坯更具有秥性和可塑性，易加工，且成品表面更加光滑。另外，纳米氧化钙和纳米多孔二氧化硅的共同添加，通过两者的相互配合，使得生坯强度更高、炉内支撑度更强，整个烧结过程也没有膨胀和收缩发生，收缩率几乎为零，成品率高，而且该添加形成的坯料烧结温度范围宽，烧结过程易于控制，可显著提高成品率，降低生产成本。本专利技术的改性坭兴陶泥料塑性好，可用来制备各种复杂结构或小型坭兴陶制品，如各种微型玩物、文具、雕塑等，制备得到的坭兴陶制品不但兼具坭兴陶特色，又增加了宜兴陶的特点，制造成本较低，使坭兴陶整体性能有较大提高，满足人们对日用品和艺术品性能不断提高的需求，大大提升坭兴陶的升值空间。【具体实施方式】以下结合实施例对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。实施例1一种改性坭兴陶泥料，由以下重量百分比的原料制成：东泥45.0％，西泥32.0％，纳米多孔二氧化硅15.0％，纳米氧化钙8.0％。上述改性坭兴陶泥料的制备方法，包括以下制备步骤：先称取纳米多孔二氧化硅倒入烧杯，加热到105℃，再称取纳米多孔二氧化硅重量10％的甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂，并在该偶联剂中加入醋酸作水解催化剂，并将pH值调至4.0，然后将偶联剂以雾化法加入纳米多孔二氧化硅中，该温度105℃下保温30min，并不断搅拌，然后烘干、过筛，得到改性后的纳米多孔二氧化硅；再将改性后的纳米多孔二氧化硅以及上述泥料成分重量比的各组分投入到行星搅拌机中搅拌粉碎5h，将粉碎均匀的泥料取出装入坩埚中，置于烘箱中于120℃烘干，取出研磨后过180目筛，得到改性坭兴陶泥料。采用上述改性坭兴陶泥料制备成型制品的工艺，包括以下制备步骤：1)制坯品：用拉坯工艺将改性坭兴陶坯体泥料制成坯品；2)烧成：将坯品放入窑炉中，在3h逐渐升温至220℃，5h升温至580℃，8h升温至850℃，10h升温至1200℃，在1200℃保温烧制30min，停止加热，松窑门，在0.2h降温至920℃，保温20min，然后自然降至室温，取出半成品，用水浸泡60m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性坭兴陶泥料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：东泥35.0％-55.0％，西泥25.0％-45.0％，纳米多孔二氧化硅5.0％-15.0％，纳米氧化钙5.0％-15.0％。/n

【技术特征摘要】
1.一种改性坭兴陶泥料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：东泥35.0％-55.0％，西泥25.0％-45.0％，纳米多孔二氧化硅5.0％-15.0％，纳米氧化钙5.0％-15.0％。


2.如权利要求1所述的一种改性坭兴陶泥料，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：东泥40.0％-55.0％，西泥30.0％-42.0％，纳米多孔二氧化硅8.0％-15.0％，纳米氧化钙5.0％-8.0％。


3.如权利要求1所述的一种改性坭兴陶泥料，其特征在于：所述的纳米多孔二氧化硅，具体是粒径为0.05-0.5μm、比表面积为300-800m2/g的类球形多孔二氧化硅粉。


4.如权利要求1所述的一种改性坭兴陶泥料，其特征在于：所述的纳米氧化钙，具体是粒径为0.03-0.6μm的颗粒。


5.权利要求1-4任一项所述的改性坭兴陶泥料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
1)纳米多孔二氧化硅改性：称取纳米多孔二氧化硅，加热到100-110℃，将甲基丙烯酰氧基硅烷偶联剂以雾化法加入，在该温度下保温30min，并不断搅拌，然后烘干、过筛，得到改性后的纳米多孔二氧化硅；
2)泥料混料：称取改性后的纳米多孔二氧化硅以及其他原料，经过搅拌粉碎、烘干、研磨、过筛，得到改性坭兴陶泥料。

【专利技术属性】
技术研发人员：石海信，王荣健，陈延，王廷革，李根，
申请(专利权)人：北部湾大学，
类型：发明
国别省市：广西;45