无明焰弱烧陶瓷熏香灯的制作及技术原理

2016-10-19黄志发

佛山陶瓷 2016年2期

关键词：密封盖灯座熏香

黄志发

（潮州市华中陶瓷实业有限公司，潮州　515647）

无明焰弱烧陶瓷熏香灯的制作及技术原理

黄志发

（潮州市华中陶瓷实业有限公司，潮州515647）

传统香水灯采用明焰燃烧方式，存在香水消耗量大、部分物料在高温下被分解破坏、使用中存在不安全等弱点。笔者成功研究一种多孔微孔的陶瓷燃烧头，并配套工艺陶瓷灯座及专用香水，使熏香灯在使用中具有无明焰、节约香水、提高熏香效果、消除不安全隐患等优点。

无明焰；熏香灯；陶瓷燃烧头

1　前言

熏香灯是家居、宾馆、宗教场所中常用的熏香用品，在国内外得到广泛使用。传统的香水灯采用明焰燃烧方式，其原理是采用棉质灯芯吸附香水，在明火点燃中持续燃烧，挥发出芳香气味并进入到周围的空气中，达到熏香效果。但香水明焰持续燃烧，香水消耗量大；部分芳香物质高温下分解破坏，影响效果；由于燃烧不完全，易积炭堵塞灯头，且存在不安全因素。因此，如何解决这些问题是目前大家比较关注的。

本文所述的熏香灯燃烧头是一种多孔微孔陶瓷，用其制成的熏香灯体现了无明焰和弱烧等特点，旨在解决传统明火香水灯的缺点，通过研制新型陶瓷灯头，使香水灯在工作时处于无火焰弱烧状态，保持灯头合理温度，让芳香物质在适宜的温度下挥发，节约香水，使熏香灯的使用达到更经济，熏香效果更好，消除明焰燃烧带来的不安全因素。

2　无明焰弱烧熏香灯的结构与工作原理

产品参照传统香水灯结构设计，由灯座（壶体）、燃烧头、棉灯芯、灯罩、密封盖构成，灯座内盛有专用香水（芳香物料、异丙醇、水混合液）；灯芯一端浸入香水；另一端穿进燃烧头内腔。工作原理如下：熏香时，壶内香水由棉芯上吸后，利用其表面张力附着在多孔微孔陶瓷燃烧头毛细孔内，香水中异丙醇在经预热的燃烧头表面持续催化氧化（弱烧），使燃烧头外表面保持在150～250℃，与灯芯接触的燃烧头内腔表面则保持在50～70℃，香水中芳香物在适宜温度下挥发，香气通过燃烧头微孔散发出来。不用时，把密封盖封闭燃烧头，切断空气供给，熏香灯停止工作；再使用时，取开密封盖，明火引燃燃烧头1min预热后吹熄火焰，熏香灯启动，持续催化氧化（弱烧）直至壶内香水耗尽自行熄灭。产品应用于家庭、办公场所作室内熏香用，能持续产生芬香气味。改善环境空气质量；主体灯座（壶体）是工艺陈设瓷，具有陈设欣赏价值。

根据熏香灯的使用性能要求，确定其技术要求如下：

（1）产品点燃容易，熄灭方便，工作可靠、安全；

（2）配以专用香水，燃烧头工作温度保持在150～250℃；

（3）整体造型美观、平稳，各配件配合牢妥，操作方便；

（4）主体瓷灯座（壶体）釉面光滑，色泽均称，无影响外观的变形、落渣、毛孔、斑点、溶洞、色脏、疙瘩、釉泡、缺釉等缺陷，吸水率≤0.5%；

（5）灯罩、密封盖、壶口、棉芯座等金属配件造型端正，表面光滑、镀层不露底、不脱皮，经受4 h盐雾试验，耐腐蚀性不低于7级。

3　产品核心件“陶瓷燃烧头”的设计与制备

熏香灯通过带催化功能多孔微孔陶瓷燃烧头来实现香水无明焰弱烧，使芳香物在适宜温度下挥发。

在设计方面，一是恰当选择燃烧头的内在微孔孔经、疏松度和外形尺寸，力求熏香灯工作时，香水吸附、渗透、氧化均衡，以控制适宜工作温度。香水吸附、渗透、氧化太快，温度过高，造成芬芳物质分解破坏，影响熏香效果，也浪费香水；香水吸附、渗透、氧化太慢，温度过低，熏香效果差，甚至无法持续弱烧。二是采用催化技术。将燃烧头浸渍以特定工艺制备的铂系催化材料液，再经热处理，催化材料以微小颗粒均匀固着于燃烧头表面。由于铂催化剂表面积大，活性中心多，吸附性能强，熏香灯工作时固着在燃烧头表面催化材料呈现高效表面效应，使渗透到燃烧头表面香水中的异丙醇与周围空气发生了强烈的氧化还原反应，这一结果使传统香水灯燃烧头表面在低于异丙醇燃点温度下不能进行的氧化反应，在催化剂作用下得以实现。

在工艺方面，一是借鉴多孔微孔陶瓷制品制备方法，恰当确定燃烧头原料组成、配比及各配料的粒度、坯体成型工艺、煅烧温度与时间，以保证制备的陶瓷燃烧头内在的孔径、疏松度和应有的强度。二是催化剂薄层制备与复合固定化技术。严格控制催化材料、溶剂、燃烧头浸渍时间和适宜的热处理干燥。使所制备的燃烧头形成恰当的催化材料薄层，且薄层与燃烧头之间形成强固结合的化学键。

陶瓷燃烧头的形状大小、造型类同传统香水灯燃烧头，其制备工艺参照多孔微孔陶瓷制品，根据客户要求设计不同造型、规格的熏香灯，其燃烧头的形状与尺寸相应有所差异，但关键指标微孔孔径定型为3～8微米。原料配方如表1所示。

表1　原料配方

表1中碳酸钙和木炭粉起到造孔作用；粘土在器件成型和低温烧结方面发挥作用；玻璃砂在烧结中起到粘结剂作用，使器件不易破裂；氧化铝起到骨架和强度作用。

器件成型：模具采用优质钢制作，分为公模和母模，采用压力机进行挤压成型。成型的投料量应准确称量，使各次的料量适中，器件的原料达到满模，并具有一定的密度，成型器件在烧结前可以存取并不易破碎。成型件的下端预留出棉芯可以插入的小孔。成型件的下端尺寸与熏香灯底座口径相吻合。

器件烧结：采用电热窑或燃气窑进行器件烧结，烧结温度为900～1000℃，烧结周期为3～4 h。器件在燃烧窑中，可采用晶石板作托架，也可以使用专用窑具，充分利用窑炉空间。

催化剂制备与陶瓷燃烧头的复合固定化技术：可用氯化铂、硝酸等反应制备铂系列催化剂；陶瓷燃烧头在催化材料液中浸渍10～20 s后，在400～500℃中烧烤固化。

4　陶瓷灯座、金属配件及成品装配

灯座是熏香灯的主体，按美术日用瓷器设计和工艺制作。座体的外观器型可以使圆形、方形等形状，也可以制成动物或人物形。座体顶端为一个开口，其尺寸与陶瓷燃烧头相匹配，使陶瓷燃烧头可以固定在座体的开口处。其工艺流程为：瓷泥配浆——注浆成型——修坯上水——干燥——施釉——烧成——贴花或彩绘——烤彩——检验。

熏香灯的灯罩、密封盖、座口、芯座等采用金属件，委托五金厂加工；棉芯外购。

成品装配：将棉灯芯穿入陶瓷燃烧头的预留内孔中，采用不锈钢固件进行固定，使棉灯芯不易脱离燃烧头。将连接有棉灯芯的陶瓷燃烧头装在熏香灯座体的上端开口处，棉灯芯的一端连接陶瓷燃烧头，另一端接触到座体的内腔底部。陶瓷燃烧头与座体开口处应保持良好配合，陶瓷燃烧头一半进入座体开口，另一半露出在座体开口的顶面。在座体需要加入香水时，燃烧头可以自由取出后再放回原位置。

5　无明焰弱烧熏香灯的创新性

熏香灯新颖性体现在改革了传统香水灯明火燃烧为无火焰弱烧，解决其存在的缺点。其创造性是引进多孔微孔陶瓷和催化氧化高新技术，设计、制备新型陶瓷燃烧头，取代传统香水灯燃烧头。

本文所述的熏香灯采用了新型陶瓷燃烧头，有效实现了传统香水灯性能的改革。特点是传统香水灯采用普通陶瓷燃烧头，而熏香灯使用带催化剂微孔陶瓷燃烧头，工作时前者香水明火燃烧，存在香水耗用量过大，部分芳香料分解破坏、产生积炭堵塞燃烧头等缺点；后者香水处于无火焰催化、氧化（弱烧）状态，具有节约香水、熏香效果好，灯头不堵塞，安全实用（即使灯座翻倒，香水流出，碰到燃烧头，也无法引燃）等优点，产品呈现出先进、新颖等特性。