CN102068134A

CN102068134A - 钢化陶瓷家具

Info

Publication number: CN102068134A
Application number: CN 201010527481
Authority: CN
Inventors: 文鹏飞; 张师强; 文彦昭
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-30
Filing date: 2010-10-30
Publication date: 2011-05-25

Abstract

本发明公开了钢化陶瓷家具，它包括用钢化陶瓷制成的单体、组合体、成套体、部件、板材、型材，所述钢化陶瓷化学成份包括含量≥40％wt的AL₂O₃和含量为0.05-59％wt的SiO₂。物理性能为：体积密度≥2.85g/cm3，常温耐压强度≥230MPa，莫氏硬度≥7级，常温抗折强度≥120MPa，断裂韧性≥1.0MPam1/2。本发明不仅防水、防火、防污，不变形、不变色、不开裂，耐酸碱耐腐蚀、无辐射，且高强度、韧性高、加工成型和切割性能好，用钢化陶瓷代替木料，铝材、钢材、钢化玻璃、竹藤和塑料来制造家具，开辟了钢化陶瓷材料在家具制造业中的新用途，满足家具制造技术要求，生产制造出新型材料的家具。又保护森林资源和环境，有利于经济协调健康发展。

Description

钢化陶瓷家具

技术领域

本发明涉及家具，尤其是涉及用钢化陶瓷制造的家具。

背景技术

家具(包括单体、组合体、成套体、部件、板材、型材)大都使用木料及其木制品进行制造，也有一些用铝材、钢材、钢化玻璃、塑料和竹藤中的一种或其组合进行制造。使用木材制造家具，要大量砍伐森林，不仅容易破坏生态环境，不利于环境保护，且木制品如强化板、复合板等要使用甲醛等化工材料，危害人体健康，同时木质家具防水、防火和防腐性较差，家具耐用性低，使用寿命短。而用铝材、钢材来制造家具，不仅家具制造成本高、而且家具表面色彩不够丰富，易腐蚀，容易退色和变色，产品使用较久即暗淡无光。而用钢化玻璃制造家具不仅制造麻烦，成型切割比较困难，且容易引起自爆的危险。用塑料制造家具，由于塑料脆性大，较大板材不易加工成型，易断裂。竹藤家具主要问题是制造成本高，耐用性较低，且对于一些如桌、柜和床等家具不大适用。而广为人们喜爱并大量使用的陶瓷产品如碗、碟等日用品、建筑卫生陶瓷等，以其化学性质稳定、高性能、低成本、无危害，而受到人们的普遍欢迎，成为人们不可或缺的日常用品，但陶瓷材料由于本身固有的脆性和低强度、不耐冲击的先天性缺陷，限制了其实际应用范围。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中制造家具材料存在的问题，提供了一种防水防火防腐性好，耐用性强，使用寿命长，无毒无污染，使用安全可靠，且制造加工方便、制造成本较低的钢化陶瓷家具。

本发明要解决的问题所采取的技术方案：所述钢化陶瓷家具，它包括用钢化陶瓷制成的单体、组合体、成套体、部件、板材、型材，所述钢化陶瓷化学成份包括AL₂O₃和SiO₂，所述AL₂O₃含量≥40％wt，SiO₂含量0.05-59％wt。

所述制备钢化陶瓷原料组份包括莫来石、锻烧铝矾土、锻烧氧化铝粉三种主原料中至少一种以及辅料和/或附加料。

制备上述钢化陶瓷的主原料、附加料和辅助料，其中

一、主原料为莫来石、锻烧铝矾土、锻烧氧化铝粉中至少一种，

二、附加料为粘土、氧化锆粉、稀土氧化物，

三、辅助料为粘结剂、分散剂、熔剂。

所述粘结剂加入量为主原料总重量的4-6％、分散剂加入量为主原料总重量的3-8％、熔剂加入量为主原料总重量的2-5％。

所述粘结剂为羧甲基纤维素或乙基纤维素，所述分散剂为聚甲基丙烯酸氨或聚甲基丙烯酸乙脂，所述熔剂为滑石、白云石或碳酸钡。

在钢化陶瓷中，还可加入粘土，粘土加入占主原料总重量的5-35％。

在钢化陶瓷中，还可加入氧化锆粉，氧化锆粉加入占主原料总重量的2-25％。

在钢化陶瓷中，还可以加入稀土氧化物，稀土氧化物加入量占主原料总重量的5％以下，所述稀土氧化物最好为Y₂O₃、La₂O₃其中的一种或其组合。

经测试，本发明所述家具制造用钢化陶瓷物理性能为：体积密度≥2.85g/cm3，常温耐压强度≥230MPa，莫氏硬度≥7级，常温抗折强度≥120MPa，断裂韧性≥1.0MPam1/2。

本发明所述钢化陶瓷家具的制造工艺过程为：原料-配料-球磨-除铁-过筛-喷雾干燥-造粒-陈腐-等静压成型-检选-修整-烧成-检验-包装入库-制作家具。

本发明所述家具用钢化陶瓷的制备方法：按比例将各种主原料、附加料、辅助料加入球磨机中并加入适量的水进行球磨形成混合料，

将混合料研磨到250-300目的细度形成泥浆，把泥浆放入除铁设备，排除铁质和其氧化物，再将泥浆过筛，确保除去未磨细的各种原料及杂质铁，过筛除铁后泥浆被压送入喷雾颗粒干燥设备，制得粉料颗粒圆滑，流动性好，堆积密度大的干燥粉料，再将不同细度的干燥粉料分级，陈腐24-48小时后装入模具输送到等静压设备，挤压成型制成坯体，坯体经预热干燥定型后送入窑炉，经1380-1580℃高温焙烧制而成。

利用上述钢化陶瓷制备方法可制成厚度为2～20mm、大小为1200×3000mm以下的板材和横截面为10×10～50×50mm、长度为3000mm以下的型材等。

所述家具品种包括办公桌、办公椅、会议桌、书桌、课桌、课椅、书柜、酒柜、衣柜、食品柜、橱柜、茶几、床、沙发、餐桌、餐椅、箱柜、壁柜、电视柜、艺术柜、电脑桌、浴室柜、床头柜、梳妆台、写字桌、文件柜、门窗、鞋柜、吊柜、楼梯以及装修装饰用板材和型材。

本发明是在现有陶瓷材料基础上，通过调整原料和改进制造方法，充分发挥常温下氧化铝强度高，氧化锆韧度大和相变增韧的特点，生产出一种不仅具有防水、防火、防污，不变形、不变色、不开裂，耐酸碱耐腐蚀、无辐射，而且具有高强度、高韧性、加工成型和切割性能良好的钢化陶瓷，用钢化陶瓷代替木料，铝材、钢材、钢化玻璃、竹藤和塑料来制造家具，是家具制造工艺中的新技术，既开辟了钢化陶瓷材料在家具制造业中的新用途，又能满足家具制造技术要求，生产制造出新型材料的家具。

本发明的有益效果是：

1、有利于保护森林资源，目前家具大量使用的是木制品，要砍伐大量森林，因而造成水土流失，破坏环境，减少森林对二氧化碳的吸收，使地球升温，加剧温室效应，而以陶代木，可以保护森林资源，保护环境，保护人类家园。

2、有利于人类健康，人类健康是人们永恒的目标，众所周知，木制品的加工制造要使用甲醛、二甲苯等化工原料。而已有的医学研究证明甲醛等是致癌物质，危害人体健康，而钢化陶瓷家具经高温烧成，化学性质稳定，不会危害人体健康。

3、有利于循环使用，无论是木制品，还是铝材、钢材、钢化玻璃还是塑料的使用，其使用年限有限。而陶瓷产品却可以千百年循环利用，完好如新。虽然生产钢化陶瓷家具也会消耗不可再生的自然资源，但钢化陶瓷家具可长期循环使用的特性，从另一个角度说又保护了自然资源的过快消耗。

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

实施例1、

组份配比：主原料：锻烧氧化铝100％；辅助料：羧甲基纤维素加入量为主原料重量的5％，聚甲基丙烯酸氨加入量为主原料总重量5％，滑石加入量为主原料总重量的3％。其化学成分重量百分比为：AL₂O₃ 94.2％，SiO₂ 0.18％，CaO 2.2％，MgO 2.05％，Fe₂O₃ 0.61％，余量为K₂O和Na₂O。

将上述实施例1中的锻烧氧化铝以及羧甲基纤维素、聚甲基丙烯酸氨和滑石按比例配方加入球磨机球磨形成混合料，按6份混合料加4份水和加入混合料重量0.2％的三聚磷酸钠(减水剂)以提高球磨效能，将混合料研磨到250-300目的细度形成泥浆，把泥浆放入除铁设备，排除铁质和其氧化物，再将泥浆过筛，确保除去未磨细的各种原料及杂质铁，过筛除铁后泥浆被压送入喷雾颗粒干燥设备，制得粉料颗粒圆滑，流动性好，堆积密度大的干燥粉料，再将不同细度的干燥粉料分级，陈腐24-48小时后装入模具输送到等静压设备，挤压成所需求的制造家具用的各种毛坯材料，经加工修理后送入窑炉，经1380-1580℃高温焙烧成家具用的板材、型材产品。

球磨工艺中要将坯料球磨至万孔筛余0.5％细度标准以下，在除铁工艺中加强除铁至少2-3次，经1380-1580℃高温焙烧而成。在生产过程中，采用干粉等静压成型工艺，使产品具有分子密度高、强度大、无规格局限等优良性能。

通过模具等静压加工后，可制成厚度为3mm、大小为1000×2400mm的板材和横截面为30×30mm、长度为2000mm的型材，其中加入的羧甲基纤维素、聚甲基丙烯酸氨在焙烧过程中均被烧失，最后经检验合格产品入库。

上述实施例1所制得的家具用钢化陶瓷板材和型材经测试，其物理性能为：体积密度为3.61g/cm3，莫氏硬度为9级，常温耐压强度为520MPa，常温抗折强度为510MPa，断裂韧性为3.78MPam1/2。

实施例2、

组份配比：主原料：莫来石50％wt和锻烧铝矾土50％wt；附加料：Y₂O₃(稀土氧化物)占主原料总重量的2％，辅助料：乙基纤维素加入量为主原料总重量的6％，聚甲基丙烯酸乙脂加入量为主原料总重量3％，白云石加入量为主原料总重量的5％。其化学成分重量百分比为：AL₂O₃ 82.3％，SiO₂ 10.23％，Y₂O₃ 1.96％，CaO 2.28％，MgO 2.4％，Fe₂O₃ 0.3％，余量为K₂O和Na₂O。

按本发明所述的制备方法可制成厚度为5mm、大小为800×1000mm的板材和横截面为40×40mm、长度为1200mm的型材。

上述实施例2所制得的家具用钢化陶瓷板材和型材经测试，其物理性能为：体积密度为3.45g/cm3，莫氏硬度为8.5级，常温耐压强度为303MPa，常温抗折强度为295MPa，断裂韧性为2.69MPam1/2。

实施例3、

组份配比：主原料：莫来石10％wt和锻烧铝矾土90％wt；辅助料：乙基纤维素加入量为主原料总重量的6％，聚甲基丙烯酸乙脂加入量为主原料总重量3％，白云石加入量为主原料总重量的5％。其化学成分重量百分比为：AL₂O₃ 74.3％、SiO₂ 20.01％，CaO 2.18％，MgO 2.34％，Fe₂O₃0.36％，余量为K₂O和Na₂O。

按本发明所述的制备方法可制成厚度为8mm、大小为800×1000mm的板材和横截面为40×40mm、长度为1200mm的型材。

上述实施例3所制得的家具用钢化陶瓷板材和型材经测试，其物理性能为：体积密度为3.25g/cm3，莫氏硬度为7.5级，常温耐压强度为296MPa，常温抗折强度为278MPa，断裂韧性为1.87MPam1/2。

实施例4、

组份配比：主原料：莫来石90％wt和锻烧铝矾土10％wt；附加料：粘土为主原料总重量的15％；辅助料：羧甲基纤维素加入量为主原料总重量的4％，聚甲基丙烯酸氨加入量为主原料总重量8％，滑石加入量为主原料总重量的4％。其化学成分重量百分比为：AL₂O₃ 46.3％，SiO₂ 50.23％，CaO 1.18％，MgO 1.21％，Fe₂O₃0.21％，余量为K₂O和Na₂O。

按本发明所述的制备方法可制成厚度为7mm、大小为800×1200mm的板材和横截面为35×35mm、长度为1400mm的型材。

上述实施例4所制得的家具用钢化陶瓷板材和型材经测试，其物理性能为：体积密度为2.88g/cm3，莫氏硬度为7级，常温耐压强度为231MPa，常温抗折强度为141MPa，断裂韧性为1.15MPam1/2。

实施例5，

组份配比：主原料：锻烧氧化铝80％wt和莫来石20％wt；附加料：氧化锆粉加入量为主原料总重量的3％；辅助料：乙基纤维素加入量为主原料总重量的4％，聚甲基丙烯酸乙脂加入量为主原料总重量3％，白云石加入量为主原料总重量的2％。其化学成分重量百分比为：AL₂O₃ 80.3％，SiO₂ 11.83％，ZrO₂2.45％CaO1.85％，MgO 2.2％，Fe₂O₃ 0.3％，余量为K₂O和Na₂O。

按本发明所述的制备方法可制成厚度为6mm、大小为800×1200mm的板材和横截面为25×25mm、长度为2000mm的型材。

上述实施例5所制得的家具用钢化陶瓷板材和型材经测试，其物理性能为：体积密度为3.56g/cm3，莫氏硬度为8.8级，常温耐压强度为320MPa，常温抗折强度为305MPa，断裂韧性为3.47MPam1/2。

实施例6

组份配比：主原料：锻烧铝矾土30％wt、莫来石30％wt和锻烧AL₂O₃ 40％wt；附加料：粘土为主原料总重量的5％；辅助原料，氧化锆粉加入量为主原料总重量的23％；辅助原料：乙基纤维素加入量为主原料总重量的4％，聚甲基丙烯酸乙脂加入量为主原料总重量8％，碳酸钡加入量为主原料总重量的2％。其化学成分重量百分比为：AL₂O₃ 60.5％，SiO₂ 14.8％，ZrO₂ 19.96％，BaO 1.5％，CaO 1.11％，MgO 1.01％，Fe₂O₃ 0.3％，余量为K₂O和Na₂O。

按本发明所述的制备方法可制成厚度为5mm、大小为1000×2000mm的板材和横截面为30×30mm、长度为2000mm的型材。

上述实施例6所制得的家具用钢化陶瓷板材和型材经测试，其物理性能为：体积密度为3.41g/cm3，莫氏硬度为9级，常温耐压强度为365MPa，常温抗折强度为205MPa，断裂韧性为6.37MPam1/2。

实施例7

组份配比：主原料：莫来石30％wt和锻烧AL₂O₃ 70％wt；附加料：粘土为主原料总重量的30％，氧化锆粉加入量为主原料总重量的10％；辅助原料：乙基纤维素加入量为主原料总重量的4.5％，聚甲基丙烯酸乙脂加入量为主原料总重量7％，滑石加入量为主原料总重量的3％。其化学成分重量百分比为：AL₂O₃ 78.5％，SiO₂ 9.3％，ZrO₂ 7.95％，CaO 1.68％，MgO 1.57％，Fe₂O₃ 0.4％，余量为K₂O和Na₂O。

按本发明所述的制备方法可制成厚度为3mm、大小为1200×2700mm的板材和横截面为20×20mm、长度为2500mm的型材。

上述实施例7所制得的家具用钢化陶瓷板材和型材经测试，其物理性能为：体积密度为3.61g/cm3，莫氏硬度为9级，常温耐压强度为345MPa，常温抗折强度为281MPa，断裂韧性为5.27MPam1/2。

实施例8

组份配比：主原料：锻烧铝矾土100％wt；附加料：粘土为主原料总重量的10％，氧化锆粉加入量为主原料总重量的3％，La₂O₃加入量为主原料总重量3％；辅助原料：羧甲基纤维素加入量为主原料总重量的5％，聚甲基丙烯酸氨加入量为主原料总重量6％，白云石加入量为主原料总重量的4％。其化学成分重量百分比为：AL₂O₃ 84.5％，SiO₂ 5.3％，ZrO₂ 2.95％，La₂O₃ 2.95％，CaO 2.06％，MgO 1.61％、Fe₂O₃ 0.26％，余量为K₂O和Na₂O。

按本发明所述的制备方法可制成厚度为4mm、大小为1200×3000mm的(钢化陶瓷)板材和横截面为20×20mm、长度为3000mm的型材。

上述实施例8所制得的家具用钢化陶瓷板材和型材经测试，其物理性能为：体积密度为3.55g/cm3，莫氏硬度为8.9级，常温耐压强度为390MPa，常温抗折强度为356MPa，断裂韧性为4.8MPam1/2。

Claims

1.钢化陶瓷家具，它包括用钢化陶瓷制成的单体、组合体、成套体、部件、板材、型材，所述钢化陶瓷化学成份包括AL₂O₃和SiO₂，其特征是：所述AL₂O₃含量≥40％wt，SiO₂含量0.05-59％wt。

2.根据权利要求1所述的钢化陶瓷家具，其特征是：所述钢化陶瓷化学成份中还含有ZrO₂。

3.根据权利要求2所述的钢化陶瓷家具，其特征是：所述钢化陶瓷中ZrO₂含量为2-25％wt。

4.根据权利要求1或2所述的钢化陶瓷家具，其特征是：所述钢化陶瓷化学成份中还含有稀土氧化物。

5.根据权利要求4所述的钢化陶瓷家具，其特征是：所述钢化陶瓷中稀土氧化物含量为5％以下。

6.根据权利要求1-5任何一项所述的钢化陶瓷家具，其特征是：所述钢化陶瓷体积密度≥2.85g/cm3，常温耐压强度≥230MPa，莫氏硬度≥7级，常温抗折强度≥120MPa，断裂韧性≥1.0MPam1/2。

7.根据权利要求1-5任何一项所述的钢化陶瓷家具，其特征是：所述制备钢化陶瓷的组分包括莫来石、锻烧铝矾土、锻烧氧化铝粉三种原料中至少一种以及辅料和/或附加料。