[发明专利]一种无锂耐热日用陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无锂耐热日用陶瓷及其制备方法，由以下质量百分比的原料制备得到：高岭土21‑28份、工业氧化铝粉21‑28份、钛白粉16‑22份、石英17‑22份、长石4‑6份、滑石6‑8份，外加以上原料总质量的1‑3％氧化铁、1‑2％氧化锌以及0～5％的坯体增强剂。本发明所得无锂耐热日用陶瓷不使用含锂矿物原料，可以与现有陶瓷生产企业生产技术相结合，无需增加新的设备和改变陶瓷生产的原有工艺流程。只需添加少量外加剂和调整陶瓷原料的配合比，即可通过改变瓷坯物相组成达到增强普通日用陶瓷抗热震性和力学性能的目的，所得产品使用性能好，成本低廉，有利于大规模生产推广。

技术领域

本发明涉及普通陶瓷制备技术领域，具体涉及一种无锂耐热日用陶瓷及其制备方法。

背景技术

随着人民生活水平和人们对绿色保健厨具要求的提高，绿色、环保、健康的日用耐热陶瓷获得生产企业和消费者的认同，并推动耐热陶瓷烹饪产品不断创新和生产规模的迅速发展。耐热日用陶瓷烹饪器具在使用过程中常经受温度大于100℃、甚至数百摄氏度的频繁热起伏以及冷热变化引起的热应力冲击，不仅要求其具有高抗热震性能，还要保持应有的抗机械冲击强度。而传统陶瓷烹饪制品的热膨胀系数一般超过6×10^-6/℃，由于其热稳定性较差，极易在使用过程中发生炸裂和漏底等问题；另外，传统日用陶瓷烹饪制品也难于适应现代燃气炉、电烤炉、微波炉等新型炉灶的高温烧煮和烧烤要求，或直接在各种热源下炸、炒、炖、煮食品等急冷急热考验仍完好无损的要求。因此，生产优质高端的耐热日用陶瓷产品是行业发展的必然趋势。

耐热陶瓷烹饪器要求具有较低的热膨胀系数，为此，传统耐热日用陶瓷常在陶瓷坯料中加入含锂长石、锂辉石或锂霞石等含锂矿物以及堇青石等矿物相以降低陶瓷制品的热膨胀系数和提高其抗热震性。堇青石质耐热陶瓷一般由锂辉石、滑石、粘土和熟料配制而成，以堇青石为原料或主晶相的陶瓷制品尽管其热膨胀系数低、抗热震性好，但这种坯料烧成范围较窄，难于在工业窑炉中烧成。锂质高档耐热陶瓷通常以锂辉石、高岭土、苏州土、石英砂、长石以及其他黏土矿物等为原料，所制成的陶瓷锅或煲，热膨胀系数在(2-3)×10^-6/℃之间，具有很低的膨胀系数和较好的热稳定性，成为当今国内耐热陶瓷烹饪器具中最为常见的一种。但该类陶瓷坯体的主晶相为β-锂辉石及其固溶体、莫来石和残留石英，其中β-锂辉石及其固溶体通常占晶相的60～80％。为满足其成型和产品性能的要求，在坯体配方设计过程中，锂辉石等含锂矿物一般保持在35～45wt％，有的产品中锂辉石和锂长石的用量高达60％以上等。随着近年来含锂矿物价格逐年增长，同时锂辉石烧成范围窄，容易导致产品变形同时，含锂矿物的高用量已成为制约该类陶瓷制品生产的主要瓶颈之一。尽管部分耐热烹饪器皿或耐热砂锅生产用透锂长石取代锂辉石可以降低了产品的生产成本，但在锂辉石价格不断上涨的背景下，产品依旧面临较高的生产成本。

钛酸铝陶瓷是由等摩尔氧化铝和氧化钛组成的特种陶瓷材料，原料来源广泛和价格低，具有较低的热膨胀系数，其较高的熔点使得钛酸铝陶瓷可以使其在更为严苛的条件下代替堇青石陶瓷的使用；但钛酸铝的合成温度通常在1400-1450℃以上，相对于现有的日用陶瓷1300℃左右的烧制温度差别较大，无法与一般的日用陶瓷原料共用。而且在烧制过程中存在难以致密化而导致陶瓷制品强度低、在800-1300℃范围内又因易高温分解而导致热膨胀系数升高的问题，这两大缺陷极大地限制了钛酸铝陶瓷的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不含锂质矿物的耐热陶瓷及其制备方法，可以替代含锂陶瓷用于日用陶瓷材料。

本发明解决上述技术问题所采用的方案是：

一种无锂耐热日用陶瓷，由以下质量百分比的原料制备得到：高岭土21-28份、工业氧化铝粉21-28份、钛白粉16-22份、石英17-22份、长石4-6份、滑石6-8份，外加以上原料总质量的1-3％氧化铁、1-2％氧化锌以及0～5％的坯体增强剂。