一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 1069318 A(43)申请公布日 2017.07.11

(21)申请号 201710103995.8(22)申请日 2017.02.24

(71)申请人 玉林龙升建筑装饰工程有限公司

地址 537600 广西壮族自治区玉林市博白

县博白镇锦绣东路美奥思小区3栋1单元负一层B128(72)发明人 高琦　

(74)专利代理机构 北京天奇智新知识产权代理

有限公司 11340

代理人 但玉梅(51)Int.Cl.

C04B 35/00(2006.01)C04B 35/626(2006.01)C03C 8/00(2006.01)C04B 41/86(2006.01)

权利要求书1页 说明书6页

(54)发明名称

一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺(57)摘要

本发明提供一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，涉及陶瓷技术领域，本发明的耐酸碱陶瓷材料的生产工艺包括如下步骤：1)制作泥料；2)制作陶瓷坯；3)制作施釉料；4)陶瓷坯浸没；5)煅烧、成型。本发明通过将增塑剂、碳化钨以及经过处理的重晶石、石英和花岗岩混合进行球磨，制作泥料，赋予陶瓷材料耐腐蚀、强度高，延展性良好等特点；制作陶瓷坯后，然后采用一次烧成的方法进行施釉，有利于提高陶瓷材料的强度，且大幅度降低了产品成本；另外，采用逐渐升温、分段烧制的方法进行煅烧，避免陶瓷水分急剧丢失而产生开裂和不平整，大大提高成品合格率，值得在市场上推广。

CN 1069318 ACN 1069318 A

权　利　要　求　书

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1.一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，其特征在于，所述陶瓷材料的生产工艺包括如下步骤：

1)制作泥料：取100-150重量份的重晶石、50-100重量份的石英和40-85重量份的花岗岩混合均匀，放入0.5-1mol/L、200-350重量份的盐酸溶液中，水浴加热至70-80℃，保温1.5-2.5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入2-3mol/L、200-350重量份的氢氧化钠溶液中，水浴加热至75-85℃，保温0.5-1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，770-830℃煅烧0.5-1h，继续升温至1080-1160℃，煅烧2-3h后取出并水淬，烘干，然后与30-38重量份的增塑剂、5-10重量份的碳化钨混合进行球磨，将得到的粉末过150-200目标准筛，得到泥料备用；

2)制作陶瓷坯：将10-25重量份的负离子粉与步骤1)制得的泥料混合均匀，加水打浆制成质量浓度为50-60％的浆液，水浴加热至60-70℃，2000-3000r/min高速研磨35-45min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为28-32MPa，得陶瓷坯；

3)制作施釉料：取50-100重量份的釉料混匀后进行研磨粉碎，粉碎至粉末目数为450-500目，然后与其总质量70-80％的水一起送入球磨机中，球磨20-24小时后，搅拌2-5min，然后利用目数为100-120目的筛网进行过滤，得到施釉料备用；

4)陶瓷坯浸没：将步骤2)所得陶瓷坯在步骤3)所得的施釉料中浸没8-10s，然后于15-25℃下放置12-18min；5)煅烧、成型：将经过步骤4)浸没后的陶瓷坯送入煅烧窑中，先以70℃/h的速率升温，然后于350-450℃下保持40-60min，接着以100℃/h的速率升温，并于1250-1350℃下保持2-3个小时，最后随炉冷却，即可得到所述耐酸碱性陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，其特征在于，步骤1)所述球磨时的球料比为25-30:1。

3.根据权利要求1所述的一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，其特征在于，步骤4)所述釉料由以下重量份的原料组成：二氧化硅30-45份、钛酸钡20-35份、硫酸钙5-10份、二硼化镁5-10份、氯化铝5-10份、氧化镁1-5份和硅酸铝1-5份。

4.根据权利要求1所述的一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，其特征在于，在进行步骤4)陶瓷坯浸没前，先将步骤2)得到的陶瓷坯置于干燥窑中干燥至陶瓷坯含水量为1-3％。

5.根据权利要求1所述的一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，其特征在于，步骤1)所述增塑剂由以下重量份的原料组成：滑石粉30-45份、石蜡12-20份、聚苯乙烯10-15份和聚氨酯5-10份。

6.根据权利要求5所述的一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，其特征在于，所述增塑剂是通过以下方法得到的：

将滑石粉30-45份、石蜡12-20份、聚苯乙烯10-15份和聚氨酯5-10份放入乳化机高速旋转搅拌加热10-20分钟，然后将已成膏状的原料挤出，经冷风机冷却成块，再放入粉碎机内粉碎成粉剂，把粉剂料输入改性机进料口，粉剂料通过提升管反应器中，与沸石分子筛催化剂接触进行催化裂解反应，反应温度为550-650℃，反应停留时间为1.5-3s；将完成反应后的粉剂料通过管道进入造粒塔机成型，即可得到所述增塑剂。

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一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺

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【技术领域】[0001]本发明涉及陶瓷技术领域，具体涉及一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺。【背景技术】[0002]中国是世界上最早应用陶瓷的国家之一，陶瓷因其质地坚硬、细密、耐高温、釉色丰富等特点，广泛应用于食器、装饰、科学等领域。制备陶瓷的原材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等，常见陶瓷的原料还包括有粘土、氧化铝、高岭土等，陶瓷的种类繁多，主要分为日用陶瓷、建筑陶瓷、洁具陶瓷及特种陶瓷等，一般根据陶瓷种类的不同，而选择不同的原料组成来进行烧制。[0003]由于陶瓷材料在配料上的不足，虽然其具有硬度高的优点，但是其韧性较差，市面上的陶瓷材料存在着耐酸碱腐蚀性差的缺点，使用寿命短，无法满足市场需求。【发明内容】[0004]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，通过将增塑剂、碳化钨以及经过处理的重晶石、石英和花岗岩混合进行球磨，制作泥料，赋予陶瓷材料耐腐蚀、强度高，延展性良好等特点；制作陶瓷坯后，然后采用一次烧成的方法进行施釉，有利于提高陶瓷材料的强度，且大幅度降低了产品成本；另外，采用逐渐升温、分段烧制的方法进行煅烧，避免陶瓷水分急剧丢失而产生开裂和不平整，大大提高成品合格率，值得在市场上推广。[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：[0006]一种耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，所述陶瓷材料的生产工艺包括如下步骤：[0007]1)制作泥料：取100-150重量份的重晶石、50-100重量份的石英和40-85重量份的花岗岩混合均匀，放入0.5-1mol/L、200-350重量份的盐酸溶液中，水浴加热至70-80℃，保温1.5-2.5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入2-3mol/L、200-350重量份的氢氧化钠溶液中，水浴加热至75-85℃，保温0.5-1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，770-830℃煅烧0.5-1h，继续升温至1080-1160℃，煅烧2-3h后取出并水淬，烘干，然后与30-38重量份的增塑剂、5-10重量份的碳化钨混合进行球磨，将得到的粉末过150-200目标准筛，得到泥料备用；[0008]2)制作陶瓷坯：将10-25重量份的负离子粉与步骤1)制得的泥料混合均匀，加水打浆制成质量浓度为50-60％的浆液，水浴加热至60-70℃，2000-3000r/min高速研磨35-45min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为28-32MPa，得陶瓷坯；[0009]3)制作施釉料：取50-100重量份的釉料混匀后进行研磨粉碎，粉碎至粉末目数为450-500目，然后与其总质量70-80％的水一起送入球磨机中，球磨20-24小时后，搅拌2-5min，然后利用目数为100-120目的筛网进行过滤，得到施釉料备用；[0010]4)陶瓷坯浸没：将步骤2)所得陶瓷坯在步骤3)所得的施釉料中浸没8-10s，然后于

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15-25℃下放置12-18min；[0011]5)煅烧、成型：将经过步骤4)浸没后的陶瓷坯送入煅烧窑中，先以70℃/h的速率升温，然后于350-450℃下保持40-60min，接着以100℃/h的速率升温，并于1250-1350℃下保持2-3个小时，最后随炉冷却，即可得到所述耐酸碱性陶瓷材料。[0012]进一步地，步骤1)所述球磨时的球料比为25-30:1。[0013]进一步地，步骤4)所述釉料由以下重量份的原料组成：二氧化硅30-45份、钛酸钡20-35份、硫酸钙5-10份、二硼化镁5-10份、氯化铝5-10份、氧化镁1-5份和硅酸铝1-5份。[0014]进一步地，在进行步骤4)陶瓷坯浸没前，先将步骤2)得到的陶瓷坯置于干燥窑中干燥至陶瓷坯含水量为1-3％。[0015]进一步地，步骤1)所述增塑剂由以下重量份的原料组成：滑石粉30-45份、石蜡12-20份、聚苯乙烯10-15份和聚氨酯5-10份。[0016]进一步地，所述增塑剂是通过以下方法得到的：[0017]将滑石粉30-45份、石蜡12-20份、聚苯乙烯10-15份和聚氨酯5-10份放入乳化机高速旋转搅拌加热10-20分钟，然后将已成膏状的原料挤出，经冷风机冷却成块，再放入粉碎机内粉碎成粉剂，把粉剂料输入改性机进料口，粉剂料通过提升管反应器中，与沸石分子筛催化剂接触进行催化裂解反应，反应温度为550-650℃，反应停留时间为1.5-3s；将完成反应后的粉剂料通过管道进入造粒塔机成型，即可得到所述增塑剂。[0018]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：[0019]1、本发明的耐酸碱性陶瓷材料在制作过程中，通过将增塑剂、碳化钨以及经过处理的重晶石、石英和花岗岩混合进行球磨，制作泥料，所用原料中，花岗岩质地坚硬致密、强度高、抗风化、耐腐蚀、耐磨损、吸水性低；石英坚硬、耐磨、化学性能稳定；碳化钨的添加能提高陶瓷材料的耐酸碱性，增塑剂可提高分子间的结合力，从而提高陶瓷材料的强度和延展性，另外，用盐酸和氢氧化钠进行处理，使原料中游离的化合物胶结作用解体，从而使颗粒充分分散，大大提高原料中有效成分的纯度，且原料分散性好原料间的结合力更强，本发明泥料获取渠道简单，成本低廉；泥料的原料组成赋予陶瓷材料耐腐蚀、强度高，延展性良好等特点；制作陶瓷坯后，然后采用一次烧成的方法进行施釉，釉料为高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化、耐酸碱的多种化合物组成的原料，之所以采用化合物是由于釉料要求化学成分更纯，杂质含量更少，以保证制品的色彩、光泽、强度、热稳定性和化学稳定性等，将陶瓷材料浸没施釉料后进行一次烧成，在一次烧成工艺中，釉料与陶瓷坯同时成熟，坯与釉的中间层的形成常常能够增加产品的强度，陶瓷坯的完全玻化亦很明显，有利于提高陶瓷材料的强度，且大幅度降低了产品成本，同时有利于环境保护，另外，采用逐渐升温、分段烧制的方法进行煅烧，避免陶瓷水分急剧丢失而产生开裂和不平整，大大提高成品合格率，值得在市场上推广。[0020]2、本发明的耐酸碱性陶瓷材料在原料中还添加了负离子粉，负离子粉被誉为“空气中维生素和生长素”，其成分天然、无味、无毒、安全性能好，对人体保持精力充沛以及对人类居住环境的改善有极大的帮助作用，将负离子粉添加到陶瓷材料中时，陶瓷材料可释放负离子，更加环保健康，大大有益于身体健康。【具体实施方式】

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下面的实施例可以帮助本领域的技术人员更全面地理解本发明，但不可以以任何

方式本发明。[0022]实施例1[0023]本实施例所提供的一种耐酸碱性陶瓷材料主要由以下重量份的原料组成：重晶石100份、石英50份、花岗岩40份、釉料50份、负离子粉10份、增塑剂30份和碳化钨5份。其中，釉料由以下重量份的原料组成：二氧化硅30份、钛酸钡20份、硫酸钙5份、二硼化镁5份、氯化铝5份、氧化镁1份和硅酸铝1份；增塑剂由以下重量份的原料组成：滑石粉30份、石蜡12份、聚苯乙烯10份和聚氨酯5份。[0024]上述耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，包括如下步骤：[0025](一)制作增塑剂[0026]将滑石粉30份、石蜡12份、聚苯乙烯10份和聚氨酯5份混合，放入乳化机高速旋转搅拌加热10分钟，然后将已成膏状的原料挤出，经冷风机冷却成块，再放入粉碎机内粉碎成粉剂，把粉剂料输入改性机进料口，粉剂料通过提升管反应器中，与沸石分子筛催化剂接触进行催化裂解反应，反应温度为550℃，反应停留时间为1.5s；将完成反应后的粉剂料通过管道进入造粒塔机成型，即可得到所述增塑剂。[0027](二)制作耐酸碱性陶瓷材料[0028]1)制作泥料：取重晶石、石英和花岗岩混合均匀放入0.5mol/L、200重量份的盐酸溶液中，水浴加热至70℃，保温1.5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入2mol/L、200重量份的氢氧化钠溶液中，水浴加热至75℃，保温0.5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，770℃煅烧0.5h，继续升温至1080℃，煅烧2h后取出并水淬，烘干，然后与增塑剂、碳化钨混合进行球磨，将得到的粉末过150目标准筛，得到泥料备用；[0029]2)制作陶瓷坯：将负离子粉与步骤1)制得的泥料混合均匀，加水打浆制成质量浓度为50％的浆液，水浴加热至60℃，2000r/min高速研磨35min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为28MPa，得陶瓷坯；[0030]3)制作施釉料：取釉料混匀后进行研磨粉碎，粉碎至粉末目数为450目，然后与其总质量70％的水一起送入球磨机中，球磨20小时后，搅拌2min，然后利用目数为100目的筛网进行过滤，得到施釉料备用；[0031]4)陶瓷坯浸没：将步骤2)所得陶瓷坯在步骤3)所得的施釉料中浸没8s，然后于15℃下放置12-18min；[0032]5)煅烧、成型：将经过步骤4)浸没后的陶瓷坯送入煅烧窑中，先以70℃/h的速率升温，然后于350℃下保持40min，接着以100℃/h的速率升温，并于1250℃下保持2个小时，最后随炉冷却，即可得到所述耐酸碱性陶瓷材料。[0033]实施例2[0034]本实施例所提供的一种耐酸碱性陶瓷材料主要由以下重量份的原料组成：重晶石120份、石英70份、花岗岩65份、釉料70份、负离子粉18份、增塑剂35份和碳化钨7份；其中，釉料由以下重量份的原料组成：二氧化硅38份、钛酸钡28份、硫酸钙7份、二硼化镁7份、氯化铝7份、氧化镁3份和硅酸铝3份；增塑剂由以下重量份的原料组成：滑石粉38份、石蜡18份、聚苯乙烯12份和聚氨酯7份。[0035]上述耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，包括如下步骤：

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(一)制作增塑剂

[0037]将滑石粉38份、石蜡18份、聚苯乙烯12份和聚氨酯7份混合，放入乳化机高速旋转搅拌加热15分钟，然后将已成膏状的原料挤出，经冷风机冷却成块，再放入粉碎机内粉碎成粉剂，把粉剂料输入改性机进料口，粉剂料通过提升管反应器中，与沸石分子筛催化剂接触进行催化裂解反应，反应温度为600℃，反应停留时间为2.2s；将完成反应后的粉剂料通过管道进入造粒塔机成型，即可得到所述增塑剂。[0038](二)制作耐酸碱性陶瓷材料[0039]1)制作泥料：取重晶石、石英和花岗岩混合均匀，放入0.7mol/L、280重量份的盐酸溶液中，水浴加热至75℃，保温2.0h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入2.5mol/L、280重量份的氢氧化钠溶液中，水浴加热至80℃，保温0.7h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，800℃煅烧0.7h，继续升温至1120℃，煅烧2h后取出并水淬，烘干，然后与增塑剂、碳化钨混合进行球磨，将得到的粉末过180目标准筛，得到泥料备用；[0040]2)制作陶瓷坯：将负离子粉与步骤1)制得的泥料混合均匀，加水打浆制成质量浓度为55％的浆液，水浴加热至65℃，2500r/min高速研磨40min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为30MPa，得陶瓷坯；[0041]3)制作施釉料：取釉料混匀后进行研磨粉碎，粉碎至粉末目数为470目，然后与其总质量75％的水一起送入球磨机中，球磨22小时后，搅拌3min，然后利用目数为110目的筛网进行过滤，得到施釉料备用；[0042]4)陶瓷坯浸没：将步骤2)所得陶瓷坯在步骤3)所得的施釉料中浸没9s，然后于20℃下放置15min；[0043]5)煅烧、成型：将经过步骤4)浸没后的陶瓷坯送入煅烧窑中，先以70℃/h的速率升温，然后于400℃下保持50min，接着以100℃/h的速率升温，并于1300℃下保持2.5个小时，最后随炉冷却，即可得到所述耐酸碱性陶瓷材料。[0044]实施例3[0045]本实施例所提供的一种耐酸碱性陶瓷材料主要由以下重量份的原料组成：重晶石150份、石英100份、花岗岩85份、釉料100份、负离子粉25份、增塑剂38份和碳化钨10份。其中，釉料由以下重量份的原料组成：二氧化硅45份、钛酸钡35份、硫酸钙10份、二硼化镁10份、氯化铝10份、氧化镁5份和硅酸铝5份；增塑剂由以下重量份的原料组成：滑石粉45份、石蜡20份、聚苯乙烯15份和聚氨酯10份。[0046]上述耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，包括如下步骤：[0047](一)制作增塑剂[0048]将滑石粉45份、石蜡20份、聚苯乙烯15份和聚氨酯10份混合，放入乳化机高速旋转搅拌加热20分钟，然后将已成膏状的原料挤出经冷风机冷却成块，再放入粉碎机内粉碎成粉剂，把粉剂料输入改性机进料口，粉剂料通过提升管反应器中，与沸石分子筛催化剂接触进行催化裂解反应，反应温度为650℃，反应停留时间为3s；将完成反应后的粉剂料通过管道进入造粒塔机成型，即可得到所述增塑剂。[0049](二)制作耐酸碱性陶瓷材料[0050]1)制作泥料：取重晶石、石英和花岗岩混合均匀，放入1mol/L、350重量份的盐酸溶液中，水浴加热至80℃，保温2.5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入3mol/L、350重量份的

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氢氧化钠溶液中，水浴加热至85℃，保温1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，830℃煅烧1h，继续升温至1160℃，煅烧3h后取出并水淬，烘干，然后与增塑剂、碳化钨混合进行球磨，将得到的粉末过200目标准筛，得到泥料备用；[0051]2)制作陶瓷坯：将负离子粉与步骤1)制得的泥料混合均匀，加水打浆制成质量浓度为60％的浆液，水浴加热至70℃，3000r/min高速研磨45min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为32MPa，得陶瓷坯；[0052]3)制作施釉料：取釉料混匀后进行研磨粉碎，粉碎至粉末目数为500目，然后与其总质量80％的水一起送入球磨机中，球磨24小时后，搅拌5min，然后利用目数为120目的筛网进行过滤，得到施釉料备用；[0053]4)陶瓷坯浸没：将步骤2)所得陶瓷坯在步骤3)所得的施釉料中浸没10s，然后于25℃下放置18min；[0054]5)煅烧、成型：将经过步骤4)浸没后的陶瓷坯送入煅烧窑中，先以70℃/h的速率升温，然后于450℃下保持60min，接着以100℃/h的速率升温，并于1350℃下保持3个小时，最后随炉冷却，即可得到所述耐酸碱性陶瓷材料。[0055]对比例1[0056]本对比例所提供的一种耐酸碱性陶瓷材料主要由以下重量份的原料组成：重晶石150份、石英100份、花岗岩85份、釉料100份。其中，釉料由以下重量份的原料组成：粘土45份、石英35份、白云石10份、氧化锌10份和石灰石12份。[0057]上述耐酸碱性陶瓷材料的生产工艺，包括如下步骤：[0058]1)制作泥料：取重晶石、石英和花岗岩混合均匀，放入浓度为1mol/L的盐酸溶液中，水浴加热至80℃，保温2.5h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，再放入浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液中，水浴加热至85℃，保温1h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，烘干，830℃煅烧1h，继续升温至1160℃，煅烧3h后取出并水淬，烘干，进行球磨，将得到的粉末过200目标准筛，得到泥料备用；[0059]2)制作陶瓷坯：将步骤1)制得的泥料混合均匀，加水打浆制成浓度为60％的浆液，水浴加热至70℃，3000r/min高速研磨45min，然后将研磨后的浆料放入模具中通过真空压力注浆成型，成型压力为32MPa；[0060]3)制作施釉料：取釉料混匀后进行研磨粉碎，粉碎至粉末目数为500目，然后与其总质量80％的水一起送入球磨机中，球磨24小时后，搅拌5min，然后利用目数为120目的筛网进行过滤，得到施釉料备用；[0061]4)陶瓷坯浸没：将所述陶瓷坯在步骤3)所得的施釉料中浸没10s，然后于25℃下放置18min；[0062]5)煅烧、成型：将经过步骤4)浸没后的陶瓷坯送入煅烧窑中，升温至1350℃后保持5小时，最后随炉冷却，即可得到所述陶瓷材料。[0063]性能测试[00]为了更清楚的说明本发明的特色，分以下4组进行对比实验：[0065]第一组：本组别的陶瓷材料为实施例1所述的耐腐蚀性陶瓷材料；[0066]第二组：本组别的陶瓷材料为实施例2所述的耐腐蚀性陶瓷材料；[0067]第三组：本组别的陶瓷材料为实施例3所述的耐腐蚀性陶瓷材料；

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第四组：本组别的陶瓷材料为对比例1所述的陶瓷材料。对上述四组陶瓷材料进行性能测试，测试结果如表1所示。表1四组陶瓷材料性能测试结果

根据性能测试可知，实施例2制得的陶瓷材料无论在耐酸碱性、强度、延展性、耐高

温等各方面指标均为最佳，与其他组相比较该组所制得的陶瓷材料使用安全系数最高，寿命也最长。[0073]虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

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