具有活化水功能的陶瓷釉料、其製備方法及其製備的陶瓷和陶瓷的製備方法與流程
2023-04-23 06:33:26
本發明屬於陶瓷技術領域，具體涉及一種具有活化水功能的陶瓷釉料、其製備方法及其製備的陶瓷和陶瓷的製備方法。
背景技術：
人體內含量最豐富的物質就是水，含量達到了人體的75％左右。對於人體而言，水參與人體代謝，排除體內有害毒素，維持有氧呼吸等等，因此水的作用與功能是獨一無二的。由於所有代謝反應都發生在水介質中，因此水是生命所必需的物質。日常生活中，人們普遍飲用的沒有經過特殊工藝處理過的普通水，其實是一種絡合大分子團水，水的O-H鍵間的角度約為105°，外界作用時，它們之間的鍵角容易發生變化。由於氧原子的負極性較大，氫原子的電子受氧原子的吸引，負極中心與正電荷中心不重合，整個水分子為極性分子。水分子間由於氫鍵的作用，不是以單個水分子存在的，而是彼此可以結合為大的水分子團。一般水以36～37個水分子構成分子團存在。這種大分子簇團，參與體內生物化學反應差，脂質代謝差。這種水即使再純，也不能被人體及生物體內的細胞和染色體很好的吸收。同時，這種環形凝聚結構的水，很容易包藏有毒有害的有機物，使人體的健康受到損害。
因此，製備一種能夠打破大分子團水的絡合結構而變為小分子團水的具有活化水的陶瓷釉料及陶瓷製品勢在必行。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠打破大分子團水的絡合結構而變為小分子團水的具有活化水功能的陶瓷釉料，本發明同時提供了陶瓷釉料的製備方法以及製備的陶瓷和陶瓷的製備方法。
本發明所述的具有活化水功能的陶瓷釉料，由如下質量百分比的原料製成：
陶瓷釉料基料60～80％、活化水功能陶瓷添加劑5～20％、納米氧化鋯5～8％、磷酸鹽0.5～5％、納米氧化銫1～5％、氧化釔2～8％、納米二氧化鈦1～5％和電氣石3～8％；
所述活化水功能陶瓷添加劑由如下質量百分比的原料製成：
二氧化矽8～18％、三氧化二鋁5～15％、電氣石陶粒10～18％、鈉硼鈣石12～19％、蒙脫石8～15％、氧化錫5～12％、氧化鋅8～10％、碳酸鍶5～10％和鍺石塊5～8％。
其中：
磷酸鹽為磷酸銀、磷酸銅或磷酸鋅中的一種或多種。
所述的陶瓷釉料基料由以下質量百分比的原料按照以下步驟製成：
將長石21％、石英23％、硼酸11％、硼砂13％、氫氧化鋁5％、熟滑石6％、碳酸鋇5％、氧化鋅8％、碳酸鍶6％和碳酸鋰2％，混勻，粉碎至10～20目，於1560～1580℃熔化，水淬後製成熔塊備用。
所述的活化水功能陶瓷添加劑由以下原料按照以下步驟製成：
將二氧化矽、三氧化二鋁、電氣石陶粒、鈉硼鈣石、蒙脫石、氧化錫、氧化鋅、碳酸鍶和鍺石塊混合球磨8～10小時，得到粒徑1～10微米的活化水功能陶瓷添加劑。
所述的具有活化水功能的陶瓷釉料的製備方法如下：
先將陶瓷釉料基料球磨至細度達到250目篩全部通過，向其中添加活化水功能陶瓷添加劑、納米氧化鋯、磷酸鹽、納米氧化銫、氧化釔、納米二氧化鈦、電氣石，再加入水、陶瓷稀釋劑製得料漿，繼續球磨30分鐘，將球磨後的料漿比重控制在1.85～1.90之間，如果比重稍微偏小，則需要料漿放置沉澱後漸放出多餘的水，如果比重稍微偏大，則需要漸加水或者添加適量的稀釋劑直至比重達到合理的範圍為止。正常情況下，只要嚴格按照本發明配方來製備，料漿比重都會在要求的比重範圍之內而不需要另行調整。最後再將球磨後的料漿通過250目篩放料，250目篩上部設置除鐵棒進行除鐵，以保證所製備的具有活化水功能的陶瓷釉料裡面不會含有鐵質的雜質。
所述的陶瓷稀釋劑為聚丙烯酸鈉，聚丙烯酸鈉佔料漿總質量的0.03～0.05％。
所述的具有活化水功能的陶瓷釉料的陶瓷，包括陶瓷胚體，陶瓷胚體由如下質量百分比的原料製成：骨粉43～45％、長石10～12％、石英5～7％、硬質高嶺土35～38％和軟質粘土3～5％。
所述的陶瓷的製備方法包括以下步驟：
(1)陶瓷胚體用料製備：將陶瓷胚體所用原料球磨至細度達到200目篩全部通過，然後再將球磨後的物料通過200目篩放料，200目篩上部設置除鐵棒進行除鐵，放出的物料通過濾泥機，製成含水率為23～26wt.％的泥餅，泥餅通過真空攪泥機，攪泥2～3遍，之後密閉放置5～7天，備用；
(2)素燒：陶瓷胚體用料製成陶瓷胚體後進行素燒，素燒溫度1270～1310℃，素燒時間20～30h；
(3)釉燒：素燒完成後，將陶瓷胚體進行施釉，施釉後再進行釉燒，釉燒溫度1130～1190℃，釉燒時間10～15h。
經過上述步驟，製得本發明具有活化水功能的陶瓷製品。當普通水分子與該陶瓷製品接觸的瞬間，該產品產生的紅外線對水分子團結構產生作用，氫鍵被破壞，化學鍵斷裂，大的分子團變為只含5～6個水分子的小分子團；同時使溶解於其中的有毒氣體釋放，水質變為弱鹼性，水分子團變小，活性增大。
本發明的有益效果如下：
本發明所述的具有活化水功能的陶瓷釉料，是一種新型的保健功能材料，其中的活化水功能陶瓷添加劑在釉料表面不斷地激蕩臨近或者接觸釉面的水分子，從而使其中的大分子不停地變為小分子團水；同時，活化水功能陶瓷添加劑在壓力或者溫度發生微小變化的時候，會產生電勢差，這樣的電勢差或者電壓，也會打破水分子之間的氫鍵，從而改變水分子固有的結合力，更加有助於大分子絡合水變為小分子團水。
活化水功能陶瓷添加劑中的電氣石陶粒可以增加飲用水的活化性，去除水中的氯氣，改變水的酸鹼度；鍺石塊屬於天然鍺礦石，含有人體所需的硒、鈷、錳、鎂等多種對人體有益的微量元素，鍺同時具有可以吸附環境中過剩正電子的能力，從而對水產生更好的活化功能，對人體健康具有非常大的裨益；蒙脫石是一種層狀結構的矽鋁酸鹽，具有不均勻的帶電性，這種不均勻的帶電性可以微弱地打破大分子團水固有的結合力，而且使微量元素和礦物質更容易被人體吸收，同時可以對很多病菌產生較好的吸附作用；鈉硼鈣石富含物質硼，與電氣石陶粒和蒙脫石互為補充；氧化錫的作用是增加乳濁效果，提高各個組分與陶瓷的結合力，增強各組分的持久穩定性；氧化鋅和碳酸鍶是非常好的助熔劑，同時適量的鋅元素和鍶元素也是人體的有益物質；添加的二氧化矽作為活性分散劑，使各個組分達到更好的分散，從而使各個組分具有更大的比表面積，促進各個組分的活性；而三氧化二鋁作為二氧化矽的助劑，增強了二氧化矽與其他各個物質之間的相互作用。以上各個組分，通過合理的配方搭配，互為協調，互為影響，互為作用，從而達到一個穩定的明顯的效果。
另外，本發明添加的磷酸鹽配合以氧化釔和氧化銫，在活化水功能陶瓷添加劑的作用下，可使自來水的17O-NMR半峰寬極大降低，從而有助於大分子團水被不斷地分裂為小分子水，提高水中溶氧量20％；磷酸根與銀、鋅、銅等組合生成的磷酸鹽的載體具有較強的吸附功能、離子交換功能和催化功能。本發明添加的納米氧化鋯能夠提高各組分的分散性，增大各組分的比表面積，從而在相同用量的組分下，各個組分的功能更強；同時納米氧化鋯還能增加各組分的穩定性，這樣就可以保證各個組分發揮的性能更加長久持續穩定；本發明的納米二氧化鈦活性強，具有很強的親水性，同時也具有穩定其他組分的功能，使其他組分更加穩定的發揮各自的功效，從而也更容易保持小分子團的穩定性，即使時間久長，也不會再次變為大分子水；本發明的電氣石具有釋放遠紅外線的功能，增加了大分子團的裂變打破能力，更易變為小分子水；同時電氣石釋放微量的礦物質，接觸到的水會變為弱鹼性，對人體更加有益。
當水經過本發明陶瓷釉料作用後，水分子的締合度大大減小，使原本紊亂的大的水分子團變成由5～6個水分子組成的小分子團，增強了水的溶解力、滲透力以及溶解氧的含量，並產生羥基負離子，使水呈弱鹼性的活性水。這種狀態的水分子排列整齊、密度高、內聚力強、分子間的吸附力小、滲透力強，接近人體細胞水，易被人體細胞吸收，口感綿軟甘醇，長期飲用，可以促進新陳代謝，調節人體的酸鹼度，消除疲勞，改善微循環，增強人體免疫力，促進人體健康。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明做進一步描述。
實施例1
(1)具有活化水功能的陶瓷釉料由如下質量百分比的原料製成：
陶瓷釉料基料66％、活化水功能陶瓷添加劑5％、納米氧化鋯8％、磷酸銀3％、納米氧化銫3％、氧化釔5％、納米二氧化鈦5％和電氣石5％；
(2)活化水功能陶瓷添加劑由如下質量百分比的原料製成：
二氧化矽13％、三氧化二鋁8％、電氣石陶粒18％、鈉硼鈣石12％、蒙脫石15％、氧化錫8％、氧化鋅8％、碳酸鍶10％和鍺石塊8％。
(3)陶瓷釉料基料由以下質量百分比的原料按照以下步驟製成：
將長石21％、石英23％、硼酸11％、硼砂13％、氫氧化鋁5％、熟滑石6％、碳酸鋇5％、氧化鋅8％、碳酸鍶6％和碳酸鋰2％，混勻，粉碎至10～20目，於1560～1580℃熔化，水淬後製成熔塊備用。
(4)活化水功能陶瓷添加劑由以下原料按照以下步驟製成：
將二氧化矽、三氧化二鋁、電氣石陶粒、鈉硼鈣石、蒙脫石、氧化錫、氧化鋅、碳酸鍶和鍺石塊混合球磨10小時，得到粒徑1～10微米的活化水功能陶瓷添加劑。
(5)具有活化水功能的陶瓷釉料的製備方法如下：
先將陶瓷釉料基料球磨至細度達到250目篩全部通過，向其中添加活化水功能陶瓷添加劑、納米氧化鋯、磷酸鹽、納米氧化銫、氧化釔、納米二氧化鈦、電氣石，再加入水、聚丙烯酸鈉製得料漿，聚丙烯酸鈉佔料漿總質量的0.03％，繼續球磨30分鐘，將球磨後的料漿比重控制在1.85～1.90之間，如果比重稍微偏小，則需要料漿放置沉澱後漸放出多餘的水，如果比重稍微偏大，則需要漸加水或者添加適量的稀釋劑直至比重達到合理的範圍為止。正常情況下，只要嚴格按照本發明配方來製備，料漿比重都會在要求的比重範圍之內而不需要另行調整。最後再將球磨後的料漿通過250目篩放料，250目篩上部設置除鐵棒進行除鐵，以保證所製備的具有活化水功能的陶瓷釉料裡面不會含有鐵質的雜質。
(6)所述的具有活化水功能的陶瓷釉料的陶瓷，包括陶瓷胚體，陶瓷胚體由如下質量百分比的原料製成：骨粉43％、長石12％、石英7％、硬質高嶺土35％和軟質粘土3％。
(7)所述的陶瓷的製備方法，包括以下步驟：
①陶瓷胚體用料製備：將陶瓷胚體所用原料球磨至細度達到200目篩全部通過，然後再將球磨後的物料通過200目篩放料，200目篩上部設置除鐵棒進行除鐵，放出的物料通過濾泥機，製成含水率為23.4wt.％的泥餅，泥餅通過真空攪泥機，攪泥2遍，之後密閉放置5天，備用；
②素燒：陶瓷胚體用料製成陶瓷胚體後進行素燒，素燒溫度1280℃，素燒時間30h；
③釉燒：素燒完成後，將陶瓷胚體進行施釉，施釉後再進行釉燒，釉燒溫度1190℃，釉燒時間10h。
實施例2
(1)具有活化水功能的陶瓷釉料由如下質量百分比的原料製成：
陶瓷釉料基料74.5％、活化水功能陶瓷添加劑10％、納米氧化鋯5％、磷酸銅0.5％、納米氧化銫1％、氧化釔3％、納米二氧化鈦3％和電氣石3％；
(2)活化水功能陶瓷添加劑由如下質量百分比的原料製成：
二氧化矽12％、三氧化二鋁14％、電氣石陶粒14％、鈉硼鈣石16％、蒙脫石12％、氧化錫12％、氧化鋅9％、碳酸鍶5％和鍺石塊6％。
(3)陶瓷釉料基料由以下質量百分比的原料按照以下步驟製成：
將長石21％、石英23％、硼酸11％、硼砂13％、氫氧化鋁5％、熟滑石6％、碳酸鋇5％、氧化鋅8％、碳酸鍶6％和碳酸鋰2％，混勻，粉碎至10～20目，於1560～1580℃熔化，水淬後製成熔塊備用。
(4)活化水功能陶瓷添加劑由以下原料按照以下步驟製成：
將二氧化矽、三氧化二鋁、電氣石陶粒、鈉硼鈣石、蒙脫石、氧化錫、氧化鋅、碳酸鍶和鍺石塊混合球磨10小時，得到粒徑1～10微米的活化水功能陶瓷添加劑。
(5)具有活化水功能的陶瓷釉料的製備方法如下：
先將陶瓷釉料基料球磨至細度達到250目篩全部通過，向其中添加活化水功能陶瓷添加劑、納米氧化鋯、磷酸鹽、納米氧化銫、氧化釔、納米二氧化鈦、電氣石，再加入水、聚丙烯酸鈉製得料漿，聚丙烯酸鈉佔料漿總質量的0.04％，繼續球磨30分鐘，將球磨後的料漿比重控制在1.85～1.90之間，如果比重稍微偏小，則需要料漿放置沉澱後漸放出多餘的水，如果比重稍微偏大，則需要漸加水或者添加適量的稀釋劑直至比重達到合理的範圍為止。正常情況下，只要嚴格按照本發明配方來製備，料漿比重都會在要求的比重範圍之內而不需要另行調整。最後再將球磨後的料漿通過250目篩放料，250目篩上部設置除鐵棒進行除鐵，以保證所製備的具有活化水功能的陶瓷釉料裡面不會含有鐵質的雜質。
(6)所述的具有活化水功能的陶瓷釉料的陶瓷，包括陶瓷胚體，陶瓷胚體由如下質量百分比的原料製成：骨粉45％、長石11％、石英6％、硬質高嶺土35％和軟質粘土3％。
(7)所述的陶瓷的製備方法，包括以下步驟：
①陶瓷胚體用料製備：將陶瓷胚體所用原料球磨至細度達到200目篩全部通過，然後再將球磨後的物料通過200目篩放料，200目篩上部設置除鐵棒進行除鐵，放出的物料通過濾泥機，製成含水率為24.5wt.％的泥餅，泥餅通過真空攪泥機，攪泥3遍，之後密閉放置7天，備用；
②素燒：陶瓷胚體用料製成陶瓷胚體後進行素燒，素燒溫度1300℃，素燒時間25h；
③釉燒：素燒完成後，將陶瓷胚體進行施釉，施釉後再進行釉燒，釉燒溫度1130℃，釉燒時間15h。
實施例3
(1)具有活化水功能的陶瓷釉料由如下質量百分比的原料製成：
陶瓷釉料基料60％、活化水功能陶瓷添加劑16％、納米氧化鋯6％、磷酸銀5％、納米氧化銫5％、氧化釔2％、納米二氧化鈦1％和電氣石5％；
(2)活化水功能陶瓷添加劑由如下質量百分比的原料製成：
二氧化矽18％、三氧化二鋁10％、電氣石陶粒10％、鈉硼鈣石19％、蒙脫石8％、氧化錫9％、氧化鋅10％、碳酸鍶8％和鍺石塊8％。
(3)陶瓷釉料基料由以下質量百分比的原料按照以下步驟製成：
將長石21％、石英23％、硼酸11％、硼砂13％、氫氧化鋁5％、熟滑石6％、碳酸鋇5％、氧化鋅8％、碳酸鍶6％和碳酸鋰2％，混勻，粉碎至10～20目，於1560～1580℃熔化，水淬後製成熔塊備用。
(4)活化水功能陶瓷添加劑由以下原料按照以下步驟製成：
將二氧化矽、三氧化二鋁、電氣石陶粒、鈉硼鈣石、蒙脫石、氧化錫、氧化鋅、碳酸鍶和鍺石塊混合球磨9小時，得到粒徑1～10微米的活化水功能陶瓷添加劑。
(5)具有活化水功能的陶瓷釉料的製備方法如下：
先將陶瓷釉料基料球磨至細度達到250目篩全部通過，向其中添加活化水功能陶瓷添加劑、納米氧化鋯、磷酸鹽、納米氧化銫、氧化釔、納米二氧化鈦、電氣石，再加入水、聚丙烯酸鈉製得料漿，聚丙烯酸鈉佔料漿總質量的0.05％，繼續球磨30分鐘，將球磨後的料漿比重控制在1.85～1.90之間，如果比重稍微偏小，則需要料漿放置沉澱後漸放出多餘的水，如果比重稍微偏大，則需要漸加水或者添加適量的稀釋劑直至比重達到合理的範圍為止。正常情況下，只要嚴格按照本發明配方來製備，料漿比重都會在要求的比重範圍之內而不需要另行調整。最後再將球磨後的料漿通過250目篩放料，250目篩上部設置除鐵棒進行除鐵，以保證所製備的具有活化水功能的陶瓷釉料裡面不會含有鐵質的雜質。
(6)所述的具有活化水功能的陶瓷釉料的陶瓷，包括陶瓷胚體，陶瓷胚體由如下質量百分比的原料製成：骨粉44％、長石10％、石英5％、硬質高嶺土37％和軟質粘土4％。
(7)所述的陶瓷的製備方法，包括以下步驟：
①陶瓷胚體用料製備：將陶瓷胚體所用原料球磨至細度達到200目篩全部通過，然後再將球磨後的物料通過200目篩放料，200目篩上部設置除鐵棒進行除鐵，放出的物料通過濾泥機，製成含水率為25.8wt.％的泥餅，泥餅通過真空攪泥機，攪泥3遍，之後密閉放置6天，備用；
②素燒：陶瓷胚體用料製成陶瓷胚體後進行素燒，素燒溫度1310℃，素燒時間20h；
③釉燒：素燒完成後，將陶瓷胚體進行施釉，施釉後再進行釉燒，釉燒溫度1150℃，釉燒時間12h。
實施例4
採用磷酸銀3％、磷酸銅2％，替代實施例3中磷酸銀5％，其餘步驟如實施例3。
實施例5
採用磷酸銀3％、磷酸鋅2％，替代實施例3中磷酸銀5％，其餘步驟如實施例3。
實施例6
採用磷酸鋅1％、磷酸銅4％，替代實施例3中磷酸銀5％，其餘步驟如實施例3。
本發明所述的具有活化水功能的陶瓷釉料，處理普通大分子團水變為小分子團水的效果非常明顯，這些明顯之處可以通過儀器檢測或者一些比較容易操作的實驗來進行檢測，在此我們可以採用非常直觀的方法來證實大分子團水與小分子團水的區別。
將實施例1-6中製備的具有活化水功能陶瓷釉料的陶瓷按照以下實驗進行檢測：
1、油水混合實驗：
將相同體積的自來水或者純淨水，分別放置於本發明陶瓷杯中和普通的陶瓷杯中，然後在兩個陶瓷杯中分別倒入相同體積的食用油，之後搖勻，在桌面上靜置5-10分鐘，觀察油水的情況。時間到達之後，結果如下。
本發明具有活化水功能陶瓷釉料的陶瓷杯中的油水，並沒有完全分離，油裡有水，水裡有油，成為混合的乳狀液體；而普通陶瓷杯中的油水，完全分離，油裡沒有一點水。這是因為小分子團水具有高溶解和高滲透性，小分子團水容易滲透到食用油中，也充分說明了本發明的陶瓷杯已經將大分子團水變成小分子團水。
2、水酸鹼度實驗：
將相同體積的自來水，用酸度計分別測試其pH值，均為6.58，然後分別放置於本發明陶瓷杯中和普通的陶瓷杯中，靜置5分鐘後再用酸度計測試。其中普通陶瓷杯中水的pH值為6.58，而本發明陶瓷杯中水的pH值為7.54，這說明本發明陶瓷杯使普通水由弱酸性變為了弱鹼性，弱鹼性水對身體具有非常好的保健功能。
3、泡茶實驗：
將常溫的相同體積的自來水或者純淨水，分別放置於本發明陶瓷杯中和普通的陶瓷杯中，然後加入相等質量的茶葉，5分鐘之後觀察效果。
本發明陶瓷杯中的茶葉已經很自然地全部泡開，而普通陶瓷杯中的茶葉幾乎都沒有伸展茶葉沒有泡開。說明本發明陶瓷杯中的水已經被打開成為活性很強的小分子水，小分子水活性大、滲透力更強，因而不用加熱就把茶葉泡開了。
上述實驗，均可以有力地證明，本發明陶瓷杯能夠將其接觸或者盛放的大分子團簇水變為小分子團水，從而大大改變了原有水的活性、酸鹼度及礦物質含量等，變為對身體極為有力的活性小分子團水。
4、活化水檢測試驗：
使用VARIAN NUITE PLUS 400兆波譜儀進行測試，將常溫的相同體積的自來水，分別放置於本發明陶瓷杯中和普通的陶瓷杯中。測試結果如下：
(1)普通的陶瓷杯中自來水的半峰寬是114.98赫茲，而本發明實施例1陶瓷杯中活化水的半峰寬是87.76赫茲；
(2)普通的陶瓷杯中自來水的半峰寬是115.91赫茲，而本發明實施例2陶瓷杯中活化水的半峰寬是88.94赫茲；
(3)普通的陶瓷杯中自來水的半峰寬是116.36赫茲，而本發明實施例3陶瓷杯中活化水的半峰寬是87.23赫茲；
(4)普通的陶瓷杯中自來水的半峰寬是115.12赫茲，而本發明實施例4陶瓷杯中活化水的半峰寬是88.37赫茲；
(5)普通的陶瓷杯中自來水的半峰寬是116.47赫茲，而本發明實施例5陶瓷杯中活化水的半峰寬是89.36赫茲；
(6)普通的陶瓷杯中自來水的半峰寬是115.74赫茲，而本發明實施例6陶瓷杯中活化水的半峰寬是88.78赫茲。
通過以上的檢測數據，有力地證明了本發明的陶瓷杯對自來水具有了很好的活化功能，使其成為對人體有益的活化水。