[发明专利]一种低放射性和低重金属溶出的陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种低放射性和低重金属溶出的陶瓷，包括坯体和施于坯体表面的釉层，所述坯体的原料包括如下重量份的组分：黏土40至65份、石英粉15至20份、长石粉15至20份、火山石钛酸钠复合材料12至18份、白珊瑚石粉4至6份；所述火山石钛酸钠复合材料由钛酸钠和火山石粉复合制成，火山石粉和钛酸钠的质量比为2:5至2:7。本发明提供的陶瓷重金属溶出量和放射性比活度低，强度、韧性和保温隔热性能好。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，具体是一种低放射性和低重金属溶出的陶瓷及其制备方法。

背景技术

人们几乎每天都要使用的陶瓷餐具、茶具、咖啡具的陶瓷器皿，往往含有可以溶出的铅和镉。尤其在食物、水温度比较高时，有一定酸度时，例如在餐具中有醋，铅镉离子更容易溶出，随着食物和水进入人体，瓷土中也含有铅镉铁等金属，这些金属成分不是有意加进去的，而是自然存在的，无法避免的。此外，陶瓷材料经常含有放射性物质，例如加入原料中作为增白色剂的天然锆英石(ZrSiO₄)等锆系原材料，在其地质形成过程中常与铀等放射性物质伴生，因此在不经处理的情况下直接作为色剂加入陶瓷原料基体中时，所得到的陶瓷产品就会具有一定的放射性。国家对陶瓷的重金属溶出量和放射性比活度都作出了规定，重金属溶出量和放射性比活度超标都会对人体造成伤害，因此，提供一种低放射性和低重金属溶出的陶瓷具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的上述问题，提供了一种低放射性和低重金属溶出的陶瓷及其制备方法。

本发明的目的主要通过以下技术方案实现：一种低放射性和低重金属溶出的陶瓷，包括坯体和施于坯体表面的釉层，所述坯体的原料包括如下重量份的组分：黏土40至65份、石英粉15至20份、长石粉15至20份、火山石钛酸钠复合材料12至18份、白珊瑚石粉4至6份；所述火山石钛酸钠复合材料由钛酸钠和火山石粉复合制成，火山石粉和钛酸钠的质量比为2:5至2:7。

优选地，所述坯体的原料包括如下重量份的组分：黏土45份、石英粉15份、长石粉20份、火山石钛酸钠复合材料15份、白珊瑚石粉5份。

优选地，所述火山石粉和钛酸钠的质量比为2:5。

上述低放射性和低重金属溶出的陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

S1，制备火山石钛酸钠复合材料：按质量比取钛酸钠与火山石粉混合溶于水中，超声30分钟，然后装入水热反应釜中在200℃下水热反应12小时，之后将釜中混合物取出在180℃下干燥2小时，研磨成粉后得到火山石钛酸钠复合材料；

S2，按照重量份配比将火山石钛酸钠复合材料、白珊瑚石粉、黏土、石英粉和长石粉搅拌均匀后，加水制成泥浆坯料，坯料经除铁、粗炼、精炼处理后塑形，再烘干得到坯体；

S3，使用釉水对坯体上釉，自然干燥形成釉层，最后在1000至1200℃的条件下烧制2至5 小时得到低放射性和低重金属溶出的陶瓷。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、添加火山石钛酸钠复合材料，钛酸钠对放射性核素和重金属具有良好的吸附能力，但容易团聚，火山石表面呈蜂窝多孔，以火山石为基底材料复合钛酸钠，使得钛酸钠在火山石上良好分散，增加了钛酸钠比表面积，将火山石钛酸钠复合材料研磨成粉后与其他原料混合均匀，从而使得钛酸钠在其中分散均匀。所有原料加水制成泥浆坯料后，火山石钛酸钠复合材料能对其中的重金属离子和放射性核素离子进行吸附固化，坯体上釉后，坯体中火山石钛酸钠复合材料又能对釉层中重金属离子和放射性核素离子进行吸附固化，从而降低陶瓷重金属溶出量和放射性比活度。此外，火山石具有强度高、保温隔热和无放射性等优点，其与钛酸钠复合后作为陶瓷原料，能够提高陶瓷强度和保温隔热性能。

2、添加白珊瑚石粉代替锆英石作为增白剂，减少了陶瓷中放射性核素的添加，并且白珊瑚石具有良好的韧性，能够提高陶瓷的韧性，提高陶瓷抗摔性。

附图说明