[发明专利]高强度锆瓷餐具及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种餐具，尤其涉及一种高强度锆瓷餐具及该餐具的制备方法。 

背景技术

陶瓷餐具有较好的耐热性，能经受较大范围的温度变化，且质地光洁，紧密不易沾染灰尘，清洁耐用，在生活中被大量地应用。但陶瓷餐具在使用过程中，若受到外力撞击或餐具跌落地面时，极易出现破损甚至产生裂纹或破碎。由于氧化锆陶瓷具有耐磨，强度高，韧性好等性能，先被广泛应用于制备特种陶瓷和结构陶瓷，同时也被应用于陶瓷刀具的制备。随着人们生活水平的日益提高，人们对餐具和厨房用品要求也愈来愈高，氧化锆的餐具具有抗菌，表面光泽度好，外观美观等优点，被人们日益追捧。目前用注塑方法制作氧化锆陶瓷餐具，低温脱脂一般是采用汽油、柴油等有机溶剂萃取的方法。但采用这样的方法制取的餐具易开裂，成品率低，脱脂过程安全性不高。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种表面光泽优良，强度和韧性高的锆瓷餐具以及该餐具的制备方法，该方法操作简单，制作的餐具强度高。 

本发明所述高强度锆瓷餐具所采用的技术方案是：按重量百分比计算，该高强度锆瓷餐具包括以下成分：3Y-ZrO₂为80～90wt%；聚乙烯为0～5wt%；聚乙烯醇缩丁醛为0～8wt%；聚丙烯为0～5wt%；聚乙二醇为3～15wt%；聚环氧乙烷为0～10wt%；蓖麻油0.2～2wt%；硬脂酸0.3～3wt%。 

所述3Y-ZrO₂为粉体，按重量百分比计算，其包括以下成分：ZrO₂和HfO₂的混合物  93～94wt%；Y₂O₃  5～6wt%；Al₂O₃  0.2～1wt%。 

所述3Y-ZrO₂粉体的中位径和比表面积间的关系为：若中位径D50是0.15～0.25μm，则S_BET为9～11m²/g；若D50是0.5～0.8μm，则S_BET为6～10m²/g，其中S_BET表示比表面积。 

所述3Y-ZrO₂粉体的晶相组成为：单斜相30±5％，四方相+立方相70±5％。 

进一步地，按重量百分比计算，该高强度锆瓷餐具包括以下成分：3Y-ZrO₂为80wt%；聚乙烯为2wt%；聚乙烯醇缩丁醛为3wt%；聚丙烯为1wt%；聚乙二醇为10wt%；聚环氧乙烷为2wt%；蓖麻油0.5wt%；硬脂酸1.5wt%。 

进一步地，按重量百分比计算，该高强度锆瓷餐具包括以下成分：3Y-ZrO₂为90wt%；聚乙烯为1.5wt%；聚乙烯醇缩丁醛为2wt%；聚丙烯为1.5wt%；聚乙二醇为3wt%；聚环氧乙烷为1.5wt%；蓖麻油0.2wt%；硬脂酸0.3wt%。 

更进一步地，按重量百分比计算，该高强度锆瓷餐具包括以下成分：3Y-ZrO₂为85wt%；聚乙烯为3wt%；聚乙烯醇缩丁醛为1wt%；聚丙烯为2wt%；聚乙二醇为3wt%；聚环氧乙烷为3wt%；蓖麻油1wt%；硬脂酸2wt%。 

本发明所述高强度锆瓷餐具的制备方法包括以下步骤： 

（1）掺胶料制备步骤：称取组成高强度锆瓷餐具的成分粉料加入到捏合机中进行混合，加入水溶性润滑剂，加热至130～180℃，混合均匀后冷却至室温，完成掺胶料制备；

（2）注塑成型步骤：将上述掺胶料捣碎加入到注塑机料斗中，进行餐具注塑成型；

（3）去润滑剂和树脂步骤：将注塑好的餐具毛坯置于35～65℃温水中1～5h，脱去水溶性润滑剂；然后在200～300℃保温1～5h,再在500～600℃保温1～5h，脱去步骤（2）中餐具毛坯上留下的热塑性树脂；

（4）烧结制成锆瓷餐具步骤：对餐具毛坯进行加热，升温，在1000±80℃时保温1～2h，在1300～1500℃保温1～5h，降温，在1000±80℃时保温1～2h，最后烧结制成锆瓷餐具。

该方法还包括成品抛光步骤：将经过所述步骤（4）处理的锆瓷餐具进行抛光处理，制得光滑的锆瓷餐具。 

在所述步骤（4）中，控制烧结后锆瓷餐具的晶相为单斜相5±2％，四方相+立方相95±2％，在扫描电镜下观察晶粒大小控制在0.2～2μm，形貌为清晰的六边形。