專利名稱：一種全炭鍋及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種全炭鍋，還涉及該種全炭鍋的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，炭材料的研究日趨廣泛，人們發(fā)現(xiàn)炭材料有很多優(yōu)良的特性，并且也逐漸應用到日常生活中來，現(xiàn)在市場上也出現(xiàn)了各種竹炭產(chǎn)品，竹炭包是利用了炭材料的多孔，有良好的吸附功能，除濕除臭；竹炭枕是利用了炭材料的紅外功能和導熱性，可以活血通經(jīng)絡，有保健作用。本發(fā)明的全炭鍋則是利用了炭材料比重小，僅為鋼鐵的20%左右；導熱系數(shù)高，為鑄鐵的4倍以上；遠紅外性能，使食物加熱快，更具營養(yǎng)，節(jié)能高效；有負離子性能，使食物保鮮期更長；原材料低廉，可以廢物利用，取材廣泛，環(huán)保效益大的這些特性。申請?zhí)枮?01110374082. 2的中國專利公開了ー種竹炭炊具及其制作エ藝，該竹 炭炊具是由炭粉復合材料經(jīng)過預熱、成型、焙燒、打磨、噴涂等步驟制作而成的，由于該竹炭炊具由炭粉復合材料制成，炭粉復合材料包括炭粉、浙青、高純度木質(zhì)素、鋸木粉、竹屑粉、氯化鈉、納米級炭黑粉及こ醇。申請?zhí)枮?01110219260. 4的中國專利公開了ー種炭素材料成型方法，包括將竹炭粉、煅焦粉、生焦粉經(jīng)多步混合，再經(jīng)成型、焙燒、干燥制成。以上兩個專利公開的エ藝方法都是采用炭復合材料制造的，復合材料一般情況下是可以改善材料本身的綜合性能的，但是由于多種粉末混合時炭材料的多孔性更加明顯，導致鍋的密度小，不耐用，容易變形和滲漏，為了補救這種情況，所以制作時需要對成型后的鍋進行封孔處理，或者需要加更多粘合劑經(jīng)多次混合、烘干、粉碎處理，使得復合材料本身的加工要求更加高，如前一個專利公開的打磨步驟中要用硅溶膠對胚體進行表面封孔處理，而這種處理在以后鍋的使用中難免容易脫落，大大影響鍋的使用性能；而后ー個專利公開的粘合劑重量比為15-40%,混合-烘干-粉碎步驟就有四次之多，增加很多エ序，增加成本，而且產(chǎn)品由于加入很多其他粉料而使其密度和強度較低，性能仍有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，目的是提供ー種全炭鍋，比重小，導熱系數(shù)高，遠紅外性能，節(jié)能高效，有負離子性能，使食物保鮮期更長，原材料低廉，可以廢物利用，取材廣泛，環(huán)保效益大。本發(fā)明的另ー個目的，是提供該種全炭鍋的制備方法，加工方便，加工條件不苛亥|J，成品率高，生產(chǎn)周期短。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案得以解決ー種全炭鍋，按重量百分比計，包括以下組分炭粉80 90%，粘合劑10 20%。還可以加入少量增塑劑或脫模劑，但是主要成分為炭粉和粘合剤，并且不加入其他用作復合成分的鋸木粉、竹屑粉、炭黑粉、煅焦粉或生焦粉等粉料。復合成分的粉料也許可以改善炭粉的某些性能，但是它們的加入相當于雜質(zhì)成分，影響炭粉的純度，導致炭粉的多孔性更加明顯，需要加更多的粘合劑才能保證炭鍋的性能，而增加粘合劑除了増加成本，還會使炭化粘合劑的步驟之后，形成更多的空隙，炭鍋的密度大大下降，強度也大大下降。所以本發(fā)明不加入復合成分的粉料，主要成分只有炭粉和粘合劑，這樣可以保證炭粉的純度，顆粒均勻，和粘合劑混合充分，同等條件下所需要的粘合劑就可以大大減少，成本大大降低，而且粘合劑炭化后產(chǎn)生的空隙也明顯減少，炭鍋的密度和強度都能大大升高，而且制成的炭鍋表面光滑，無需打磨。作為優(yōu)選，炭粉為竹炭粉或木炭粉等，粘合劑為呋喃樹脂膠，呋喃樹脂膠為糠醛樹脂膠、糠醇樹脂膠或酚醛樹脂膠中的ー種或多種。作為優(yōu)選，按重量百分比計，僅含有以下組分炭粉80 90%，粘合劑10 20%。ー種全炭鍋的制備方法，依次由下述步驟組成，A.炭粉制作將原料加熱炭化后，破碎成顆粒炭，將顆粒炭高溫煅燒，然后將煅燒后的顆粒炭粉碎成炭粉；經(jīng)過高溫煅燒的炭粉，加工性能優(yōu)良，密度和硬度都很高，而且加エ炭鍋時不需要加入復合成分的粉料，現(xiàn)有技術(shù)中的炭粉成型加工時一般都比較軟，容易 塌陷，難以成型，需要加入其他粉料充當支架起到支撐作用，以保證炭鍋的基本強度，而本發(fā)明的炭粉，不需要加入其他粉料，可以直接加工成強度高的炭鍋；B.混合配料將粉碎好的炭粉與粘合劑，按重量百分比為炭粉80 90%和粘合劑10 20%，混合均勻，得到預制料；由于只有炭粉和粘合劑，容易混合均勻，對后加工非常有利，此步驟中預制料不需要預熱，混合后可以直接成型，而且制成的全炭鍋對涂料的附著力也會大大增加；C.成型胚體將預制料倒入預熱的模具內(nèi)，合模加壓成型，然后脫模得到硬質(zhì)的胚體；D.炭化粘合劑將得到的胚體加熱，使粘合劑炭化，然后冷卻，得到成品全炭鍋；現(xiàn)有技術(shù)中的胚體都要在模具里，保持真空狀態(tài)下，隨模具一同冷卻，冷卻時間一般都要72h左右，否則制成的炭鍋強度難以保證，成品率不高，而本發(fā)明的炭鍋由于是純炭粉制作的，在粘合劑炭化后冷卻，只需要8 12h，大大減短了生產(chǎn)周期，加工エ序緊湊，進ー步減短了生產(chǎn)周期，降低成本。作為優(yōu)選，步驟A中的原料為竹子或木頭等，炭化溫度為700 1000°C，顆粒炭的粒徑為I I. 5cm，煅燒溫度為2300 2800°C，炭粉的粒徑為50 200目。作為優(yōu)選，步驟C中的模具預熱溫度為100 250°C，保壓壓カ為70 150噸，保壓時間為5 15min。作為優(yōu)選，步驟D中的粘合劑炭化溫度為700 1500°C，冷卻時間為8 12h。本發(fā)明提供ー種全炭鍋，比重小，僅為鋼鐵的20%左右；導熱系數(shù)高，為鑄鐵的4倍以上；遠紅外性能，使食物加熱快，更具營養(yǎng)，節(jié)能高效；有負離子性能，使食物保鮮期更長；原材料低廉，可以廢物利用，取材廣泛，環(huán)保效益大；本發(fā)明還提供了該種全炭鍋的制備方法，加工方便，加工條件不苛刻，成品率高，生產(chǎn)周期短。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例I至4對本發(fā)明作進ー步詳細描述，并且通過實施例I至4制成的全炭鍋和對比例中利用現(xiàn)有技術(shù)制成的炭鍋的性能測試結(jié)果進ー步說明本發(fā)明中制成的全炭鍋的性能。在以下實施例I至4和對比例中，對全炭鍋或炭鍋的比重、空隙率、抗壓強度、抗折強度、導熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性進行測試，檢驗本發(fā)明的全炭鍋是否達標，符合鍋具的要求。實施例Iー種全炭鍋，按重量百分比計，包括以下組分炭粉85%，粘合劑13%，增塑劑，1%和脫模劑1%，其中炭粉為竹炭粉，粘合劑為酚醛樹脂膠，具體為堿性酚醛樹脂，為黃色、深棕色液體，具有耐高溫性，即使在非常高的溫度下，也能保持其結(jié)構(gòu)的整體性和尺寸的穩(wěn)定性。正因為這個原因，酚醛樹脂作為全炭鍋的粘合劑，使制成的全炭鍋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，強度大，結(jié)構(gòu)堅固，使用壽命長，不需要加入其他粉料作為支撐。而且酚醛樹脂還具有高殘?zhí)悸?，在溫度大約為1000°C的惰性氣體條件下，酚醛樹脂會產(chǎn)生很高的殘?zhí)?，這有利于維持酚醛樹脂的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，也就是說，粘合劑炭化后產(chǎn)生的空隙很少，所以使得全炭鍋的密度和強度足夠大，結(jié)構(gòu)堅固。另外，增塑劑為DBP，即鄰苯ニ甲酸ニ丁酷，有助于增加配料混合時的柔性，從而使胚體更加易于成型；脫模劑為硅樹脂，以增加產(chǎn)品的潤滑性，易于脫模，避免產(chǎn)品從模具中脫出時由于大的摩擦或拉扯而損壞全炭鍋，影響產(chǎn)品的力學性能。
制備方法依次由下述步驟組成A.炭粉制作將原料加熱至1000°C炭化后，原料為竹子，破碎成粒徑為Icm的顆粒炭，將顆粒炭高溫煅燒，煅燒溫度為2600°C，然后將煅燒后的顆粒炭粉碎成粒徑為150目的炭粉；B.混合配料將粉碎好的炭粉與粘合劑混合均勻，得到預制料；C.成型胚體將模具加熱至200°C預熱，將預制料倒入預熱的模具內(nèi)，合模加壓成型，保壓壓カ為120噸，保壓時間為lOmin，然后脫模得到硬質(zhì)的胚體；D.炭化粘合劑將得到的胚體加熱，使粘合劑炭化，不需要在真空環(huán)境下進行，炭化溫度為1500°C，冷卻時間為12h，得到成品全炭鍋。然后，測試全炭鍋的比重、空隙率、抗壓強度、抗折強度、導熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測試結(jié)果。實施例2ー種全炭鍋，按重量百分比計，僅包括以下組分炭粉88%，粘合劑12%，其中炭粉為木炭粉，粘合劑仍為如實施例I所述的堿性酚醛樹脂。制備方法的步驟與實施例I基本相同，其區(qū)別在于步驟A中的原料為木頭，炭化溫度為750°C，顆粒炭的粒徑為I. 5cm，煅燒溫度為2300°C，炭粉的粒徑為100目；步驟C中的模具預熱溫度為150°C，保壓壓カ為70噸，保壓時間為5min。步驟D中的粘合劑炭化溫度為1000°C，冷卻時間為8h。然后，測試全炭鍋的比重、空隙率、抗壓強度、抗折強度、導熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測試結(jié)果。實施例3ー種全炭鍋，按重量百分比計，僅包括以下組分炭粉80%，粘合劑20%，其中炭粉為木炭粉，粘合劑為糠醛樹脂膠，即糠醛樹脂。制備方法的步驟與實施例I基本相同，其區(qū)別在于步驟A中的原料為木頭，炭化溫度為700°C，顆粒炭的粒徑為I. 3cm，煅燒溫度為2800°C，炭粉的粒徑為50目；步驟C中的模具預熱溫度為100°C，保壓壓カ為150噸，保壓時間為15min。步驟D中的粘合劑炭化溫度為700°C，冷卻時間為IOh。然后，測試全炭鍋的比重、空隙率、抗壓強度、抗折強度、導熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測試結(jié)果。實施例4ー種全炭鍋，按重量百分比計，僅包括以下組分炭粉90%，粘合劑10%，其中炭粉為竹炭粉，粘合劑為糠醇樹脂膠和酚醛樹脂膠的混合物。制備方法的步驟與實施例I基本相同，其區(qū)別在于 步驟A中的炭化溫度為850°C，煅燒溫度為2500°C，炭粉的粒徑為200目；步驟C中的模具預熱溫度為250°C，保壓壓カ為100噸，保壓時間為8min。步驟D中的粘合劑炭化溫度為1300°C，冷卻時間為10h。然后，測試全炭鍋的比重、空隙率、抗壓強度、抗折強度、導熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測試結(jié)果。對比例ー種現(xiàn)有技術(shù)的炭鍋，按重量百分比計，由以下組分制成炭粉49%、浙青30%、鋸木粉10%、納米級炭黑粉10%和こ醇1%，利用預熱設備預熱將上述炭粉復合材料預熱至所需溫度，然后倒入成型機上預熱的模具中，熱壓后成型出胚體，用真空焙燒爐焙燒胚體至所需溫度，然后冷卻，打磨燒制后的胚體至表面光滑，用涂料噴涂打磨好的胚體，然后烤干，制成炭鍋。然后，測試炭鍋的比重、空隙率、抗壓強度、抗折強度、導熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性，在表I中列出了測試結(jié)果。下表I中實施例I至4和對比例的全炭鍋或炭鍋的比重、空隙率、抗壓強度、抗折強度、導熱系數(shù)、受熱均勻性、抗腐蝕性的測試數(shù)據(jù)說明，無論在単一性能上，還是在綜合性能上，本發(fā)明制成的全炭鍋都明顯優(yōu)于對比例制成的炭鍋，所以本發(fā)明的一種全炭鍋及其制備方法，在鍋具技術(shù)領(lǐng)域中是具有良好的應用前景的。表I
權(quán)利要求
1.ー種全炭鍋，其特征在于按重量百分比計，包括以下組分炭粉80 90%，粘合劑10 20%O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種全炭鍋，其特征在于炭粉為竹炭粉或木炭粉等，粘合劑為呋喃樹脂膠，呋喃樹脂膠為糠醛樹脂膠、糠醇樹脂膠或酚醛樹脂膠中的ー種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種全炭鍋，其特征在于按重量百分比計，僅含有以下組分炭粉80 90%，粘合劑10 20%。
4.ー種全炭鍋的制備方法，其特征在于依次由下述步驟組成，A.炭粉制作將原料加熱炭化后，破碎成顆粒炭，將顆粒炭高溫煅燒，然后將煅燒后的顆粒炭粉碎成炭粉；B.混合配料將粉碎好的炭粉與粘合剤，按重量百分比為炭粉80 90%和粘合劑10 20%，混合均勻，得到預制料；C.成型胚體將預制料倒入預熱的模具內(nèi)，合模加壓成型，然后脫模得到硬質(zhì)的胚體；D.炭化粘合劑將得到的胚體加熱，使粘合劑炭化成炭，然后冷卻，得到成品全炭鍋。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種全炭鍋的制備方法，其特征在于步驟A中的原料為竹子或木頭等，炭化溫度為700 1000°C，顆粒炭的粒徑為I I. 5cm，煅燒溫度為2300 2800 0C，炭粉的粒徑為50 200目。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種全炭鍋的制備方法，其特征在于步驟C中的模具預熱溫度為100 250°C，保壓壓カ為70 150噸，保壓時間為5 15min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種全炭鍋的制備方法，其特征在于步驟D中的粘合劑炭化溫度為700 1500°C，冷卻時間為8 12h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種全炭鍋，僅含有炭粉和炭粘合劑，還涉及該種全炭鍋的制備方法，經(jīng)過炭粉制作、混合配料、成型胚體和炭化粘合劑等四個步驟，本發(fā)明制成的全炭鍋比重小，導熱系數(shù)高，遠紅外性能，節(jié)能高效，有負離子性能，使食物保鮮期更長，原材料低廉，可以廢物利用，取材廣泛，環(huán)保效益大；本發(fā)明提供的該種全炭鍋的制備方法，加工方便，加工條件不苛刻，成品率高，生產(chǎn)周期短。
文檔編號A47J27/00GK102826790SQ201210311218
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月29日
發(fā)明者馮劍靜 申請人:馮劍靜