一种涂抹型陶瓷表面烧结金浆的制备方法及装置

技术领域

本发明涉及陶瓷表面加工技术领域，特别是一种涂抹型陶瓷表面烧结金浆的制备方法及装置。

背景技术

瓷器是人们日常生活中应用最广泛的器皿之一，随着人们物质及文化水平的提升，对陶瓷制品的观赏性和功能性的要求也越来越高，传统的陶瓷产品已不能满足人们的需求。

金、银是人们喜爱的一种贵金属，其具有很好的装饰性，是人们最常佩戴的装饰品之一，金、银也已经开始被应用到餐饮用具中。

目前常用的工艺是将金粉分散到有机溶剂中，涂于陶瓷表面，再通过烧结使金附着，此种工艺中有机溶剂在烧结过程中会有大量VOC产生，对环境和人们的健康造成有害影响。另外，由于金粉较重，容易产生沉淀，涂于陶瓷表面时容易分布不均，影响产品质量；金浆具有一定粘度，会粘附在搅拌容器内壁上和搅拌叶片上，由于金浆成本较高，为避免浪费，节省成本，需要将附着的金浆刮下，筒体内刮料极为不便，容易造成浪费，提高生产成本。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种涂抹型陶瓷表面烧结金浆的制备方法及装置。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供了一种涂抹型陶瓷表面烧结金浆的制备装置，包括：

筒体，所述筒体底部呈敞开结构，筒体上部设有进料口；

活动底板，所述活动底板滑动密封安装在筒体底部，用于启闭筒体底部；

活动隔板，所述活动隔板可转动设置在筒体内，活动隔板两侧壁与筒体内侧壁滑动密封连接，活动隔板底端与筒体内底壁滑动密封连接，活动隔板将筒体内腔分隔为A区和B区；

搅拌套筒，所述搅拌套筒转动安装在筒体上，搅拌套筒下端位于筒体内且与活动隔板顶端固定连接；

安装架，所述安装架固定安装在筒体顶部；

第一旋转驱动机构，所述第一旋转驱动机构与搅拌套筒传动连接，用于驱动搅拌套筒转动；

搅拌轴，所述搅拌轴转动安装在安装架上，搅拌轴下端依次插装在搅拌套筒、活动隔板内；第二旋转驱动机构，所述第二旋转驱动机构与搅拌轴传动连接，用于驱动搅拌轴转动；

搅拌叶，所述搅拌叶固定安装在搅拌轴上；

活动口，所述活动口开设在活动隔板上，活动口与搅拌叶适配，搅拌叶在活动口内活动，搅拌叶处于初始位置时，封闭活动口；

刮料机构，包括刮板、推杆、连接架和升降驱动机构，刮板对称设置为两个，刮板处于初始位置时位于筒体内、活动隔板上方，刮板包括弧面和平面，弧面与筒体内径适配且与筒体内壁接触配合，两个刮板相向端面为用于与活动隔板接触配合的平面，升降驱动机构安装在安装架上，推杆下端与刮板顶部固定连接，升降驱动机构驱动推杆和连接架升降，连接架与活动底板连接。

可选的，所述第一旋转驱动机构包括第一驱动电机、第一主动齿轮、第一从动齿轮，第一驱动电机固定安装在安装架上，第一驱动电机输出端安装有第一主动齿轮，搅拌套筒上安装有第一从动齿轮，第一主动齿轮与第一从动齿轮啮合连接。

可选的，所述第二旋转驱动机构包括第二驱动电机、第二主动齿轮、第二从动齿轮，第二驱动电机固定安装在安装架上，第二驱动电机输出端安装有第二主动齿轮，搅拌轴上安装有第二从动齿轮，第二主动齿轮与第二从动齿轮啮合连接。

可选的，所述升降驱动机构包括第三驱动电机、第三主动齿轮、第三从动齿轮、丝杆和环架，第三驱动电机固定安装在安装架上，第三驱动电机输出端安装有第三主动齿轮，丝杆转动安装在安装架上，丝杆上安装有第三从动齿轮，第三主动齿轮与第三从动齿轮啮合连接，丝杆的螺母部与环架和推杆固定连接；

可选的，所述升降驱动机构还包括导向杆和第一导向套，第一导向套固定安装在筒体顶部，导向杆滑动安装在第一导向套内，导向杆下端延伸至筒体内且与刮板固定连接。

可选的，所述筒体上固定有至少三个第二导向套，所述第二导向套与连接架滑动连接，第二导向套底部固定有支腿。

可选的，所述活动底板底部设有出料口和限位套，限位套位于出料口外围，出料口内插装有堵头，堵头包括圆柱段和圆盘段，圆柱段的直径小于圆盘段的直径，圆柱段固定安装在圆盘段上端面，圆柱段与出料口适配且滑动安装在出料口内，圆盘段上端面与出料口底部抵接时，圆柱段顶端与活动底板顶端面平齐；限位套内径向插装有限位销钉，限位销钉与圆盘段下端面抵接，以限制圆盘段上端面脱离出料口底部。

可选的，所述搅拌轴为空心轴，搅拌轴顶端通过旋转接头连接有惰性气源，搅拌轴底部设有排气孔。

另一方面，本发明还提供了采用上述所述的装置制备涂抹型陶瓷表面烧结金浆的方法，包括：

备料；取下列原料：金粉，海藻酸钠，玻璃粉，聚乙二醇，蔗糖异丁酸酯，松香酸，松醇油，水；

A液、B液制备；在活动口关闭的情况下，将水、金粉、海藻酸钠和聚乙二醇加入A区；将松香酸、松醇油、蔗糖异丁酸酯加入B区；驱动搅拌轴与搅拌套筒以相同方向等速转动，搅拌均匀，A区内制得A液，B区内制得B液；

混合；驱动搅拌轴与搅拌套筒以相反方向转动，使得活动口开启，A液与B液混合，充分搅拌，制得涂抹型陶瓷表面烧结金浆。

所述原料以重量份数计包括：金粉45-55份，海藻酸钠2-3份，玻璃粉2-3份，聚乙二醇15-20份，蔗糖异丁酸酯5-8份，松香酸1-2份，松醇油3-5份，水20-25份。

相对于现有技术，本技术方案至少具有以下一种有益效果：

通过控制搅拌轴与搅拌套筒的转速和转向，可控制活动口开启或关闭，便于形成A区、B区，预先制备A液和B液；活动口开启后，使得A区与B区连通，A区内的A液与B区的B液混合，避免通过额外的容器制备A液和B液，减少中转次数，减少中转过程中物料的丢失，避免影响金浆配比精度，提高生产效率；

混合时，通过控制搅拌叶和活动隔板以相反方向同时对物料进行搅拌，可提高搅拌时对物料的剪切力，增加紊流，有利于打碎结块物料，提高搅拌效果；

3、通过惰性气源释放惰性气体，通过旋转接头向搅拌轴通入惰性气体，进而由排气孔排出，可排出筒体内空气，减少氧气含量，避免金粉搅拌过程中氧化发黑，提高金浆质量；

4、通过设置刮板，可对粘附在筒体内壁、活动隔板、搅拌叶片上的金浆进行刮料，刮板完成刮料作业后，刮下的金浆部分附着在刮板底部，部分落在活动底板顶部，由于刮板底部位于筒体内腔之外，通过人工可便于对刮板底板和活动底板顶部进行刮料清洁，从而减少金浆的附着，减少浪费，节约成本，提高刮料效率。

5、金浆制作工艺简单，成本较低，烧结时无有害气体产生，使用安全，对环境友好。

附图说明

图1为本发明金浆的制备装置的结构示意图（搅拌叶处于初始位置时）；

图2为本发明金浆的制备装置的工作状态图一（搅拌叶开启活动口）；

图3为本发明金浆的制备装置的工作状态图二（刮料结束状态）；

图4为本发明金浆的制备装置的正视图；

图5为图1中沿A-A线的剖视图；

图6为图1中筒体内部的俯视剖视图；

图7为图2中筒体内部的俯视剖视图；

图8为图1中两个刮板的俯视图图；

图9为活动隔板与搅拌套筒、搅拌轴、搅拌叶的连接结构示意图；

图中，1、筒体；2、进料口；3、活动底板；4、活动隔板；5、搅拌套筒；6、安装架；7、搅拌轴；8、搅拌叶；9、活动口；10、刮板；11、推杆；12、弧面；13、平面；14、连接架；15、第一驱动电机；16、第一主动齿轮；17、第一从动齿轮；18、第二驱动电机；19、第二主动齿轮；20、第二从动齿轮；21、第三驱动电机；22、第三主动齿轮；23、第三从动齿轮；24、丝杆；25、环架；26、导向杆；27、第一导向套；28、第二导向套；29、支腿；30、出料口；31、限位套；32、圆柱段；33、圆盘段；34、限位销钉；35、旋转接头；36、排气孔。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

请参阅图1至图9，本申请实施例提供了一种涂抹型陶瓷表面烧结金浆的制备装置，包括：筒体1、活动底板3、活动隔板4、搅拌套筒5、安装架6、第一旋转驱动机构、搅拌轴7、第二旋转驱动机构、搅拌叶8、活动口9和刮料机构；

其中，筒体1底部呈敞开结构，筒体1上部径向设有进料口2；进料口2底部高度高于活动隔板4顶部高度；

活动底板3滑动密封安装在筒体1底部，用于启闭筒体1底部；活动底板3封闭筒体1底部时，可进行金浆的制备作业；

活动隔板4可转动设置在筒体1内，活动隔板4两侧壁与筒体1内侧壁滑动密封连接，活动隔板4底端与筒体1内底壁滑动密封连接，活动隔板4将筒体1内腔分隔为A区和B区；活动隔板4除顶端外均与筒体1内壁滑动密封连接，起到将筒体1内腔分隔为两个独立内腔，即A区和B区的作用，便于预先制备A液和B液，再将A液与B液混合；筒体1转动过程中，A区和B区的位置是处于不断变化的；

搅拌套筒5通过轴承转动安装在筒体1上，搅拌套筒5下端位于筒体1内且与活动隔板4顶端固定连接；搅拌套筒5的外径与活动隔板4的厚度相同，搅拌套筒5的中心与活动隔板4的中心同心；刮板10向下运动时，可与搅拌套筒5接触，对搅拌套筒5进行刮料清洁，刮板10移动至搅拌套筒5下方时直接与活动隔板4接触，对活动隔板4进行刮料清洁；

安装架6固定安装在筒体1顶部；

第一旋转驱动机构与搅拌套筒5传动连接，用于驱动搅拌套筒5转动；第一旋转驱动机构为可驱动搅拌套筒5按预设速度旋转的旋转驱动装置，具体的，第一旋转驱动机构包括第一驱动电机15、第一主动齿轮16、第一从动齿轮17，第一驱动电机15选用步进电机或伺服电机，第一驱动电机15固定安装在安装架6上，第一驱动电机15输出端安装有第一主动齿轮16，搅拌套筒5上安装有第一从动齿轮17，第一主动齿轮16与第一从动齿轮17啮合连接；第一驱动电机15带动第一主动齿轮16转动，第一主动齿轮16带动第一从动齿轮17、搅拌套筒5转动；

搅拌轴7通过轴承转动安装在安装架6上，搅拌轴7下端依次插装在搅拌套筒5、活动隔板4内，搅拌轴7与搅拌套筒5、活动隔板4转动密封连接或者间隙配合；搅拌轴7为空心轴，搅拌轴7顶端通过旋转接头35连接有惰性气源，搅拌轴7底部径向设有排气孔36；惰性气源通过旋转接头35向搅拌轴7通入惰性气体，进而由排气孔36排出，对筒体1底部的沉淀物料进行扰动，促进搅拌高效进行，提高搅拌均匀性；排气孔36至少设置两个，排气孔36在搅拌轴7上的位置与搅拌叶8间隔设置，即搅拌叶8完全位于活动口9中时，排气口位于活动口9外侧，其中一个排气口位于A区另一个排气口位于B区，可向筒体1内排放惰气；

第二旋转驱动机构，第二旋转驱动机构与搅拌轴7传动连接，用于驱动搅拌轴7转动；第二旋转驱动机构为可驱动搅拌轴7按预设速度旋转的旋转驱动装置，具体的，第二旋转驱动机构包括第二驱动电机18、第二主动齿轮19、第二从动齿轮20，第二驱动电机18选用步进电机或伺服电机，第二驱动电机18固定安装在安装架6上，第二驱动电机18输出端安装有第二主动齿轮19，搅拌轴7上安装有第二从动齿轮20，第二主动齿轮19与第二从动齿轮20啮合连接；第二驱动电机18带动第二主动齿轮19转动，第二主动齿轮19带动第二从动齿轮20、搅拌轴7转动；第二旋转驱动机构和第一旋转驱动机构可驱动搅拌轴7与搅拌套筒5同向同速旋转，也可驱动搅拌轴7与搅拌套筒5以相反方向旋转；

搅拌叶8固定安装在搅拌轴7上；搅拌轴7上同一高度上的搅拌叶8设置为两个，搅拌叶8的层数可根据需要进行设置，本实施例中设置搅拌叶8的层数为四层，搅拌叶8总数为八个；

活动口9开设在活动隔板4上，活动口9与搅拌叶8适配，搅拌叶8在活动口9内活动，搅拌叶8处于初始位置时，封闭活动口9；通过设置活动口9，可便于搅拌叶8进行转动，搅拌叶8与活动口9保持滑动密封连接，搅拌叶8处于初始位置时，完全位于活动口9内，因此可封闭活动口9，使得活动隔板4与搅拌叶8共同形成一道屏障，将筒体1内腔分隔为A区和B区；

刮料机构包括刮板10、推杆11、连接架14和升降驱动机构，刮板10对称设置为两个，刮板10处于初始位置时位于筒体1内、活动隔板4上方，刮板10包括弧面12和平面13，弧面12与筒体1内径适配且与筒体1内壁接触配合，两个刮板10相向端面为用于与活动隔板4接触配合的平面13，升降驱动机构安装在安装架6上，推杆11下端与刮板10顶部固定连接，升降驱动机构驱动推杆11和连接架14升降，连接架14与活动底板3连接；

升降驱动机构包括第三驱动电机21、第三主动齿轮22、第三从动齿轮23、丝杆24、环架25、导向杆26和第一导向套27，第三驱动电机21选用步进电机或伺服电机，第三驱动电机21固定安装在安装架6上，第三驱动电机21输出端安装有第三主动齿轮22，丝杆24转动安装在安装架6上，丝杆24上安装有第三从动齿轮23，第三主动齿轮22与第三从动齿轮23啮合连接，丝杆24的螺母部与环架25和推杆11固定连接；第一导向套27固定安装在筒体1顶部，导向杆26滑动安装在第一导向套27内，导向杆26下端延伸至筒体1内且与刮板10固定连接。第三驱动电机21通过第三主动齿轮22驱动第三从动齿轮23转动，进而带动丝杆24运动，通过控制第三驱动电机21的旋转方向，使得丝杆24带动推杆11和连接架14上升或下降，推杆11设置为两个且与刮板10一一对应连接，推杆11带动刮板10升降，刮板10在筒体1顶部和底部间活动，连接架14带动活动底板3升降，活动底板3上升至最高处时位于筒体1底部且封闭筒体1底部；

为使得连接架14稳定升降，同时为支撑筒体1，设置筒体1上固定有至少三个第二导向套28，本实施例中第二导向套28设置为四个，第二导向套28与连接架14滑动连接，第二导向套28对连接架14起到导向作用，第二导向套28底部固定有支腿29，支腿29对筒体1起到支撑作用。

为便于排出金浆，同时避免在搅拌时金浆泄漏，设置活动底板3底部设有出料口30和限位套31，限位套31位于出料口30外围，出料口30内插装有堵头，堵头包括圆柱段32和圆盘段33，圆柱段32的直径小于圆盘段33的直径，圆柱段32固定安装在圆盘段33上端面，圆柱段32与出料口30适配且滑动安装在出料口30内从而封闭出料口30顶部，圆盘段33上端面与出料口30底部抵接时，圆柱段32顶端与活动底板3顶端面平齐，从而保证活动底板3顶端面的平整性，避免存在凹凸不平处导致金浆混合搅拌效果降低，保证金浆正常制备；限位套31内径向插装有限位销钉34，限位销钉34与圆盘段33下端面抵接，以限制圆盘段33上端面脱离出料口30底部，通过设置限位销钉34，可以抵住圆盘段33，对圆盘段33起到支撑作用，使得圆柱段32稳定封闭出料口30；在需要排出金浆时，卸下限位销钉34，即可将堵头卸下，进而排出金浆。

采用上述的装置制备涂抹型陶瓷表面烧结金浆时，按如下步骤进行：

S1，备料；取下列原料，原料以重量份数计包括：金粉45份，海藻酸钠3份，玻璃粉2份，聚乙二醇20份，蔗糖异丁酸酯8份，松香酸1份，松醇油3份，水20份；金粉的粒径为0.2-1μm；其中，水为分散溶剂，与油性组分形成稳定的分散体系，可将金粉均匀分散在体系中，避免絮凝；海藻酸钠和聚乙二醇增加系统的粘度，提高金浆涂抹到陶瓷表面时的附着力，降低其流动性，进而保证烧结后金层的均匀性；玻璃粉烧结后可牢固附着于陶瓷本体上，且质地晶莹，无杂色，烧结后不易产生裂纹；

S2，A液、B液制备；如图1所示，在活动口9关闭的情况下，第二旋转驱动机构和第一旋转驱动机构驱动搅拌轴7与搅拌套筒5同向同速旋转，使得A区移动至进料口2处，将水、金粉、海藻酸钠和聚乙二醇由进料口2加入A区；

随后，再驱动搅拌轴7与搅拌套筒5同向同速旋转180度，使得B区移动至进料口2处，将松香酸、松醇油、蔗糖异丁酸酯加入B区；

随后驱动搅拌轴7与搅拌套筒5以相同方向等速转动，控制惰性气源释放惰性气体，通过旋转接头35向搅拌轴7通入惰性气体，进而由排气孔36排出，其中一个排气口位于A区另一个排气口位于B区，可向筒体1内排放惰气，对A区、B区底部的沉淀物料进行扰动，促进搅拌高效进行，提高搅拌均匀性；搅拌一段时间后，搅拌均匀，A区内制得A液，B区内制得B液；海藻酸钠和聚乙二醇粘度高，通过预先将金粉与海藻酸钠和聚乙二醇混合，制备A液，可使得提高金粉与海藻酸钠和聚乙二醇混合效果，便于提高金浆的附着力；预先制备B液起到增稠和稳定金浆作用；

S3，混合；如图2所示，第二旋转驱动机构和第一旋转驱动机构驱动搅拌轴7与搅拌套筒5以相反方向旋转，搅拌叶8不再封闭活动口9，使得活动口9开启，使得A区与B区连通，A区内的A液与B区的B液混合，由于搅拌叶8和活动隔板4同时对物料进行搅拌，且搅拌叶8与活动隔板4的旋转方向相反，因此可提高搅拌时对物料的剪切力，增加紊流，有利于打碎结块物料，提高搅拌效果；同时排气孔36排出惰气，通过气流扰动物料，进一步促进搅拌，搅拌一段时间后，搅拌均匀，制得涂抹型陶瓷表面烧结金浆；通入惰气，可排出筒体1内空气，减少氧气含量，避免金粉搅拌过程中氧化发黑；

S4，排料；卸下限位销钉34，进而将堵头卸下，使得堵头不再封闭出料口30，筒体1内的金浆由出料口30排出；

S5，刮料；由于金浆具有一定粘度，会粘附在筒体1内壁和活动隔板4、搅拌叶8片上，且由于金浆成本较高，为避免浪费，节省成本，需要将附着在筒体1内壁和活动隔板4、搅拌叶8片上的金浆刮下；刮料时，如图3所示，控制第二旋转驱动机构和第一旋转驱动机构工作，驱动搅拌轴7与搅拌套筒5运动，使得活动隔板4与搅拌叶8片移动至初始位置，搅拌叶8片封闭活动口9，活动隔板4位于两个刮板10间隙的正下方，随后升降驱动机构工作，升降驱动机构驱动推杆11、环架25、连接架14下降，推杆11带动刮板10下降，刮板10的弧面12与筒体1内壁接触从动对筒体1内壁进行刮料，刮板10的平面13与活动隔板4接触接触从动对活动隔板4进行刮料，连接架14带动活动底板3下降，活动底板3下降至筒体1底部且不再封闭筒体1底部；当刮板10下降至最低处时，刮板10底部低于筒体1底部，此时，刮板10完成对筒体1内壁、活动隔板4、搅拌叶8片的刮料作业，刮下的金浆部分附着在刮板10底部，部分落在活动底板3顶部，刮板10底部也位于筒体1内腔之外，随后通过人工可便于对刮板10底板和活动底板3顶部进行刮料清洁，从而减少金浆的附着，减少浪费，节约成本。

实施例2

本实施例与实施例1大致相同，其不同之处在于，备料时，原料以重量份数计包括：金粉50份，海藻酸钠2份，聚乙二醇15份，蔗糖异丁酸酯5份，松香酸2份，松醇油4份，水22份。

实施例3

本实施例与实施例1大致相同，其不同之处在于，备料时，原料以重量份数计包括：金粉55份，海藻酸钠3份，聚乙二醇18份，蔗糖异丁酸酯7份，松香酸1份，松醇油5份，水25份。

对比例1

本实施例与实施例1大致相同，其不同之处在于，备料时，原料以重量份数计包括：金粉45份，海藻酸钠3份，玻璃粉2份，蔗糖异丁酸酯8份，松香酸1份，松醇油3份，水20份。

对比例2

本实施例与实施例1大致相同，其不同之处在于，备料时，原料以重量份数计包括：金粉45份，玻璃粉2份，聚乙二醇20份，蔗糖异丁酸酯8份，松香酸1份，松醇油3份，水20份。

效果试验

将等量的实施例1-3及对比例1-2的金浆按相同图案涂抹于相同陶瓷表面，相同温度下烧结，结果显示，实施例1-3的金层均匀，表面光滑平整，而对比例1和2的金层表面则有凹凸不平之感，影响产品的美观。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。