本發(fā)明涉及日用陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

遠紅外陶瓷是一類重要的功能陶瓷材料，目前廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、日常生活、軍事和航天領(lǐng)域，如醫(yī)療保健、飲用水處理、燃油活化、監(jiān)控與檢測、烘燒與加熱設(shè)備及散熱、隱身材料等。遠紅外陶瓷不僅用途廣泛，且其應(yīng)用領(lǐng)域正不斷拓展，同時與其相應(yīng)的材料科學(xué)與應(yīng)用技術(shù)研究一直經(jīng)久不衰。

酒類陳釀是近年來遠紅外陶瓷的研究應(yīng)用方向之一，采用遠紅外陶瓷器皿盛裝保存酒類，可縮短酒的陳釀時間、促進改善酒的口感。但目前現(xiàn)有技術(shù)這種陶瓷材料的制備方法，一般是將昂貴的稀土氧化物或其它貴重氧化物直接加入到陶瓷坯體或主體陶瓷材料中，從而使得生產(chǎn)成本昂貴。此外，也有采用在陶瓷材料中加入大量電氣石的制備方法，但電氣石經(jīng)高溫?zé)珊髸耆廴冢瑥亩惯h紅外功能大大降低、甚至完全失效。因此，目前現(xiàn)有的遠紅外陶瓷材料的制備方法均存在著各種缺陷而難以推廣應(yīng)用。

另一方面，目前現(xiàn)有技術(shù)的遠紅外陶瓷材料由于開發(fā)時功能應(yīng)用的專屬性，功能單一，僅能用于陳釀酒類，或者是僅能用于水的微堿性化、礦化活化處理，尚無兩者兼具者，從而限制了產(chǎn)品的使用范圍，不利于遠紅外陶瓷技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料，可涂覆于普通陶瓷種類(如白瓷、炻瓷及瓷紫砂等)器皿坯體的內(nèi)壁，使得陶瓷器皿具有優(yōu)異的遠紅外性能，且具有多功能性。本發(fā)明的另一目的在于提供上述內(nèi)涂層漿料的制備方法和應(yīng)用。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

本發(fā)明提供的一種具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料，所述功能內(nèi)涂層材料由基料和粘結(jié)劑組成；所述基料為高溫合成遠紅外粉體40～70wt％、陶瓷器皿坯體泥料20～50wt％、低溫熔劑10～25wt％；所述粘結(jié)劑的用量為基料的0.1～0.3wt％；所述高溫合成遠紅外粉體由MnO₂-Fe₂O₃-Co₂O₃-CuO尖晶石型遠紅外粉體、稀土氧化物組成，所述稀土氧化物的用量為MnO₂-Fe₂O₃-Co₂O₃-CuO尖晶石型遠紅外粉體的3～7wt％。

本發(fā)明功能內(nèi)涂層材料適用于各類普通陶瓷種類(如白瓷、炻瓷及紫砂等)的器皿，用于涂覆普通陶瓷器皿坯體的內(nèi)壁，使得陶瓷器皿具有優(yōu)異的遠紅外性能和多功能性。本發(fā)明功能內(nèi)涂層材料其組成中的坯體泥料對應(yīng)于所適用的陶瓷器皿的用料種類。而陶瓷器皿坯體采用普通生產(chǎn)應(yīng)用的高/中溫白瓷坯泥、炻瓷坯泥或紫砂坯泥注漿成型干燥即可。

上述方案中，本發(fā)明所述MnO₂-Fe₂O₃-Co₂O₃-CuO尖晶石型遠紅外粉體的組成為MnO₂10～60wt％、Fe₂O₃ 10～50wt％、Co₂O₃ 5～20wt％、CuO 5～20wt％。所述稀土氧化物為Y₂O₃、CeO₂、La₂O₃、Nb₂O₅、Nd₂O₃中的一種或其組合。

進一步地，本發(fā)明所述低溫熔劑的組成為硼鈣石20～60wt％、透鋰長石20～30wt％、無鉛無鎘低溫熔塊20～50wt％。所述粘結(jié)劑為CMC、淀粉、PVA、膨潤土、糊精中的一種或其組合。

本發(fā)明的另一目的通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

本發(fā)明提供的上述具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)高溫合成遠紅外粉體的制備

按照所述高溫合成遠紅外粉體的組成比例稱量配料，濕法球磨過篩后干燥、造粒，然后在1160～1260℃溫度還原焰氣氛下煅燒，保溫1～3h，隨后立即水淬冷卻，經(jīng)細碎過篩、干燥，而得到高溫合成遠紅外粉體；

(2)功能內(nèi)涂層材料的制備

按照所述功能內(nèi)涂層材料的組成比例稱量配料，濕法球磨過篩后得到漿料。

進一步地，本發(fā)明所述漿料的比重為1.70～2.00g/cm³，粘度為流速杯中100ml漿料60～180s流盡。

本發(fā)明提供的上述具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料的應(yīng)用，所述功能內(nèi)涂層材料用于陶瓷器皿的內(nèi)壁。具體地，所述陶瓷器皿坯體成型干燥后，所述功能內(nèi)涂層材料采用蕩釉涂覆于陶瓷器皿坯體的內(nèi)壁，涂層厚度為0.2～1.0mm，然后經(jīng)干燥、煅燒而獲得具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿產(chǎn)品。

本發(fā)明在陶瓷器皿坯體內(nèi)壁蕩釉涂覆功能內(nèi)涂層材料，進一步干燥后通過普通的“本釉一次性”燒成而獲得具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿產(chǎn)品(對于白瓷和炻瓷坯體，可如現(xiàn)有技術(shù)施普通外釉；對于紫砂器皿，可如現(xiàn)有技術(shù)涂覆或不涂覆普通面漿)。

應(yīng)用上述具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料制得的陶瓷器皿產(chǎn)品。

本發(fā)明具有以下有益效果：

(1)本發(fā)明陶瓷器皿內(nèi)壁涂覆了功能內(nèi)涂層后，陶瓷器皿制品不僅具有優(yōu)異的遠紅外性能，而且具有多功能性，既能用于陳釀酒類，又能用于水的微堿性化、礦化活化處理，可作為酒器皿或盛水器皿使用，實現(xiàn)了一器皿雙重功能并可長期使用，或單一酒器皿循環(huán)使用，有利于拓寬產(chǎn)品的使用范圍，并達到節(jié)能減排、有效保護礦產(chǎn)資源的效果。

(2)本發(fā)明具有遠紅外強化功能內(nèi)涂層的陶瓷器皿制品，具有如下優(yōu)異的功能指標：①在8～14μm波長范圍內(nèi)，陶瓷器皿制品的遠紅外發(fā)射率為0.86～0.91；②盛裝普通白酒密封保存1月后，口感更濃郁、細膩、少辛辣，酒的化學(xué)組成發(fā)生了明顯變化，其中醇類含量降低3.0％以上，烷類、酸類和酮類分別降低0.9％、0.2％和0.4％以上，酯類和烯烴類分別升高4.0％和0.5％以上；③微堿性化水功能指標：20ml普通瓶裝和桶裝飲用水(含純凈水、礦泉水、山泉水)煮沸后倒入本發(fā)明陶瓷器皿中，經(jīng)30min存放后pH值上升0.6～0.8。

(3)本發(fā)明僅在接觸酒或水的陶瓷器皿內(nèi)壁涂覆一層或二層遠紅外功能內(nèi)涂層材料即可，因而大大減少了昂貴稀土氧化物(Y₂O₃、CeO₂、La₂O₃、Nb₂O₅、Nd₂O₃等)及其它較貴氧化物(如Co₂O₃、CuO等)的使用量，從而大大降低了生產(chǎn)成本，有利于推廣生產(chǎn)。

(4)本發(fā)明的應(yīng)用生產(chǎn)簡單易控、成本低，仍沿用現(xiàn)有的工藝成熟的陶瓷生產(chǎn)設(shè)備即可，有助于推廣應(yīng)用，具有很高的實用價值和應(yīng)用前景。

附圖說明

下面將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述：

圖1是本發(fā)明實施例應(yīng)用具有遠紅外強化功能內(nèi)涂層材料制備陶瓷器皿的工藝流程圖。

具體實施方式

實施例一：

1、本實施例一種具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料，用于中溫白瓷陶瓷器皿的制備，陶瓷器皿坯體泥料為中溫白瓷坯泥。

本實施例功能內(nèi)涂層材料由基料和粘結(jié)劑組成，其中，基料為高溫合成遠紅外粉體70wt％、中溫白瓷坯泥20wt％、低溫熔劑10wt％，粘結(jié)劑CMC(或淀粉)的用量為基料的0.2wt％。

高溫合成遠紅外粉體由MnO₂-Fe₂O₃-Co₂O₃-CuO尖晶石型遠紅外粉體、稀土氧化物組成，其中，MnO₂-Fe₂O₃-Co₂O₃-CuO尖晶石型遠紅外粉體為MnO₂ 60wt％、Fe₂O₃ 20wt％、Co₂O₃10wt％、CuO₂ 10wt％，稀土氧化物Y₂O₃的用量為MnO₂-Fe₂O₃-Co₂O₃-CuO尖晶石型遠紅外粉體的5wt％。

低溫熔劑為硼鈣石50wt％、透鋰長石20wt％、無鉛無鎘低溫熔塊30wt％。

2、本實施例上述具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料的制備方法，如圖1所示，其步驟如下：

(1)高溫合成遠紅外粉體的制備

按照上述高溫合成遠紅外粉體的組成比例稱量配料，濕法球磨全過250目篩，加入CMC水溶液攪拌均勻后，干燥至含水率為6～8％，過篩造?；蛟炝C造粒而得到粉體顆粒；然后采用如下煅燒制度：在坩堝下部放適量焦炭以造成還原氣氛，采用有孔氧化鋁板隔離，然后在其上放置粉體顆粒，在1180℃溫度下煅燒，保溫2h，隨后立即水淬冷卻，經(jīng)細碎過250目篩、干燥，而得到高溫合成遠紅外粉體；

(2)功能內(nèi)涂層材料的制備

按照上述功能內(nèi)涂層材料的組成比例稱量配料，濕法球磨全過250目篩后得到漿料，漿料的比重為1.70～2.00g/cm³，粘度采用流速杯測量，粘度為流速杯中100ml漿料60～180s流盡。

3、本實施例上述具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料的應(yīng)用，用于中溫白瓷陶瓷器皿的制備，如圖1所示，具體如下：

(1)中溫白瓷陶瓷器皿坯體的制備

采用中溫白瓷坯泥，加入為坯泥用量0.1～0.2wt％的水、0.3～0.4wt％的電解質(zhì)腐植酸鈉后，攪拌且均化成注漿料，注漿成型、干燥而得到陶瓷器皿坯體，其吸水率≤0.5％；

(2)涂覆功能內(nèi)涂層材料

將上述功能內(nèi)涂層材料采用蕩釉涂覆于陶瓷器皿坯體的內(nèi)壁，涂層厚度為0.3～1.0mm，在40～50℃溫度下干燥而得到半成品坯體；

(3)本釉一次燒成

采用適配的中溫白瓷外釉，按現(xiàn)有生產(chǎn)標準對半成品坯體施外釉后干燥，采用現(xiàn)有的中溫?zé)?1200～1250℃)制度進行煅燒而獲得具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿產(chǎn)品。

4、本實施例陶瓷器皿產(chǎn)品的功能指標如下：

(1)遠紅外發(fā)射率為0.88；

(2)盛裝普通白酒密封保存1月后，其中醇類含量降低3.1％，烷類、酸類和酮類分別降低0.91％、0.21％和0.41％，酯類和烯烴類分別升高4.2％和0.51％；

(3)微堿性化水功能指標：20ml普通瓶裝或桶裝飲用水煮沸后倒入本實施例陶瓷器皿中，經(jīng)30min存放后pH值上升0.71。

實施例二：

本實施例與實施例一不同之處在于：

1、本實施例功能內(nèi)涂層材料的基料為：高溫合成遠紅外粉體40wt％、中溫白瓷坯泥35wt％、低溫熔劑25wt％。

2、本實施例MnO₂-Fe₂O₃-Co₂O₃-CuO尖晶石型遠紅外粉體為MnO₂ 20wt％、Fe₂O₃40wt％、Co₂O₃ 20wt％、CuO₂ 20wt％；稀土氧化物為Y₂O₃和Nd₂O₃，其用量均為MnO₂-Fe₂O₃-Co₂O₃-CuO尖晶石型遠紅外粉體的2.5wt％。

3、本實施例低溫熔劑為硼鈣石40wt％、透鋰長石30wt％、無鉛無鎘低溫熔塊30wt％。

4、本實施例陶瓷器皿產(chǎn)品的功能指標如下：

(1)遠紅外發(fā)射率為0.86；

(2)盛裝普通白酒密封保存1月后，其中醇類含量降低3.0％，烷類、酸類和酮類分別降低0.90％、0.20％和0.40％，酯類和烯烴類分別升高4.1％和0.50％；

(3)微堿性化水功能指標：20ml普通瓶裝或桶裝飲用水煮沸后倒入本實施例陶瓷器皿中，經(jīng)30min存放后pH值上升0.65。

實施例三：

本實施例與實施例一不同之處在于：

1、本實施例一種具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料，用于紫砂器皿的制備，陶瓷器皿坯體泥料為紫砂坯泥。

2、本實施例具有遠紅外強化功能的陶瓷器皿內(nèi)涂層材料的應(yīng)用，其步驟(1)中電解質(zhì)為三聚磷酸鈉(用量為0.1～0.2wt％)；步驟(3)中采用適配的瓷紫砂面漿為外釉(或不加面漿)。

3、本實施例陶瓷器皿產(chǎn)品的功能指標如下：

(1)遠紅外發(fā)射率為0.91；

(2)盛裝普通白酒密封保存1月后，其中醇類含量降低3.1％，烷類、酸類和酮類分別降低0.93％、0.21％和0.42％，酯類和烯烴類分別升高4.4％和0.52％；

(3)微堿性化水功能指標：20ml普通瓶裝或桶裝飲用水煮沸后倒入本實施例陶瓷器皿中，經(jīng)30min存放后pH值上升0.80。