專利名稱：室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備建筑陶瓷和衛(wèi)生陶瓷的釉料，具體涉及一種室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉及其使用方法。
背景技術(shù)：
目前抗菌材料可分為無機(jī)和有機(jī)兩大類，由于有機(jī)類抗菌材料存在抗菌性比較弱，耐熱性、穩(wěn)定性比較差，且自身分解的產(chǎn)物和揮發(fā)物可能對人體有害，不適合用于高溫加工等缺點(diǎn)，限制了其使用，因而逐漸被無機(jī)類的抗菌材料所替代。傳統(tǒng)的無機(jī)類抗菌劑主要是由銀、銅、鋅、稀土等金屬離子擔(dān)載于沸石、磷酸鋯、易熔玻璃、硅膠、活性炭等載體組成，但是該方法要在高溫1300°C以上的環(huán)境中燒結(jié)，生產(chǎn)成本較高，浪費(fèi)了能源。自從1972年Fujishima等發(fā)現(xiàn)受福射的TiO2表面能發(fā)生水的持續(xù)氧化還原反應(yīng)以來,半導(dǎo)體光催化材料已得到了廣泛的研究，作為其代表材料，TiO2光催化特性已被許多研究者所證實(shí)。由于TiO2光催化抗菌材料作用效果持久，利用太陽光、熒光燈中含有的紫外光作激發(fā)源就可具有抗菌效應(yīng)，且具有凈化空氣、污水處理、自清潔等光催化效應(yīng)且無二次污染，在環(huán)保方面具有廣泛的應(yīng)用前景。然而，一般的納米二氧化鈦光催化釉料，即含有小于100納米粒徑TiO2的陶瓷釉經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)后，都需要較強(qiáng)的紫外光照射方可實(shí)現(xiàn)殺菌效果，即在一般的室內(nèi)自然光條件不表現(xiàn)明顯的抗菌效果，以至于光催化陶瓷的實(shí)際應(yīng)用受到紫外光照條件的大大限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉及其使用方法，采用粒徑小于10納米的納米二氧化鈦?zhàn)鳛椴牧?，從而使得釉料燒結(jié)機(jī)制發(fā)生變化，導(dǎo)致陶瓷表面釉料覆膜的燒結(jié)溫度降低，在較低溫度燒結(jié)達(dá)到致密化，得到具有抗菌、防污、凈化、自潔、保健等功能的抗菌陶瓷。本發(fā)明所述的一種室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉，按照以下制備方法得到(I)先在I升水中加入10克 120克的氫氧化鋁,攪拌至完全溶解,然后加入10克 120克的粒徑小于10納米的納米二氧化鈦，攪拌分散均勻，最后在攪拌作用下加熱蒸發(fā)至固液比達(dá)到90%以上，得到納米二氧化鈦單分散的水性漿料；(2)將納米二氧化鈦單分散的水性漿料加入到占全部陶瓷磚釉料20 40wt%的陶瓷磚釉料中，經(jīng)混合均勻后，再加入剩余的陶瓷磚釉料中，并用混料缸攪拌均勻，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉，其中，納米二氧化鈦單分散的水性漿料占全部陶瓷磚釉料的I 12wt*%。本發(fā)明利用氫氧化鋁的兩性特點(diǎn)，既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng)的特性，氫氧化鋁的酸性在于它是路易斯酸可以加合0H—，也就是和表面富有0H—的納米TiO2緊密加合，導(dǎo)致納米二氧化鈦充分分散開，相容在氫氧化鋁的水溶液中，使粒徑小、極難分散的納米二氧化鈦的分散問題得以解決。
隨后將納米二氧化鈦單分散的水性漿料以一定比例添加到釉料中，制得分散均勻、儲(chǔ)存穩(wěn)定的室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉。其中，步驟(2)得到的室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉的生產(chǎn)工藝性能優(yōu)選為比重I. 50g/ml，流速11 16秒。生產(chǎn)工藝性能達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，才可以繼續(xù)用于陶瓷磚的生
產(chǎn)工藝當(dāng)中。本發(fā)明所述的室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉的使用方法，將室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉以水刀噴釉的方式附著到陶瓷表面，然后經(jīng)1160°C 1200°C的高溫?zé)Y(jié)，燒成時(shí)間為42分鐘至75分鐘，得到光催化抗菌陶瓷成品。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于納米二氧化鈦可以在陶瓷釉中達(dá)到納米粒度的分布，利用該陶瓷釉生產(chǎn)的光催化抗菌陶瓷成品既能實(shí)現(xiàn)室內(nèi)條件下光催化抗菌，也能夠?qū)崿F(xiàn)在太陽光或燈光條件下光催化抗菌和空氣凈化的作用，并且在光催化抗菌陶瓷的生產(chǎn)過程中燒結(jié)溫度比普通陶瓷釉燒結(jié)溫度低100°C左右，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，符合國家低碳經(jīng)濟(jì)的規(guī)劃，并且表面質(zhì)量無明顯變化，生產(chǎn)的光催化抗菌陶瓷的外觀設(shè)計(jì)、表面質(zhì)量、破壞強(qiáng)度、斷裂模數(shù)、耐磨性、耐污染性、抗化學(xué)腐蝕性、鉛和鎘的溶出量等技術(shù)性能均符合GB/T4100—2006陶瓷磚的標(biāo)準(zhǔn)。


圖I為本發(fā)明選用的粒徑小于10納米的納米二氧化鈦的電子透射電鏡照片；圖2為本發(fā)明納米二氧化鈦單分散狀態(tài)的電子透射電鏡照片。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I :首先在I升水溶液中溶解110克的氫氧化鋁，攪拌至完全溶解，然后邊攪拌邊加入粒徑小于10納米的納米二氧化鈦110克，充分?jǐn)嚢璺稚⒕鶆颍僭诤銣丶訜岽帕嚢杵魃线厰嚢柽吋訜嵴舭l(fā)至固液比為91 %，得到納米二氧化鈦單分散的水性漿料。將納米二氧化鈦單分散的水性漿料加入到占全部陶瓷磚釉料30wt%的陶瓷磚釉料中，經(jīng)混合均勻后，再加入剩余的陶瓷磚釉料中，并用混料缸攪拌均勻，并觀察其沉降穩(wěn)定性和流動(dòng)性，使其生產(chǎn)工藝性能為比重I. 50g/ml，流速13秒，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉，其中，納米二氧化鈦單分散的水性衆(zhòng)料占全部陶瓷磚釉料的3wt%。將室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉以水刀噴釉的方式附著到陶瓷表面，然后經(jīng)1180°C的高溫?zé)Y(jié)，燒成時(shí)間為45分鐘，得到光催化抗菌陶瓷成品。按照衛(wèi)生部最近出的《消毒技術(shù)規(guī)范》，在室內(nèi)自然光條件檢測光催化抗菌陶瓷成品的殺菌性能，其殺菌效果為99%以上。并檢測光催化抗菌陶瓷成品的其他性能均符合 GB/T4100—2006的技術(shù)要求。實(shí)施例2:首先在I升水溶液中溶解60克的氫氧化鋁，攪拌至完全溶解，然后邊攪拌邊加入粒徑小于10納米的納米二氧化鈦60克，充分?jǐn)嚢璺稚⒕鶆颍僭诤銣丶訜岽帕嚢杵魃线厰嚢柽吋訜嵴舭l(fā)至固液比為92%，得到納米二氧化鈦單分散的水性漿料。
將納米二氧化鈦單分散的水性漿料加入到占全部陶瓷磚釉料33wt %的陶瓷磚釉料中，經(jīng)混合均勻后，再加入剩余的陶瓷磚釉料中，并用混料缸攪拌均勻，并觀察其沉降穩(wěn)定性和流動(dòng)性，使其生產(chǎn)工藝性能為比重I. 50g/ml，流速15秒，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉，其中，納米二氧化鈦單分散的水性衆(zhòng)料占全部陶瓷磚釉料的8wt%。將室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉以水刀噴釉的方式附著到陶瓷表面，然后經(jīng)1180°C的高溫?zé)Y(jié)，燒成時(shí)間為60分鐘，得到光催化抗菌陶瓷成品。按照衛(wèi)生部最近出的《消毒技術(shù)規(guī)范》，在室內(nèi)自然光條件檢測光催化抗菌陶瓷成品的殺菌性能，其殺菌效果為99. 1%以上。并檢測光催化抗菌陶瓷成品的其他性能均符合GB/T4100—2006的技術(shù)要求。 實(shí)施例3 首先在I升水溶液中溶解20克的氫氧化鋁，攪拌至完全溶解，然后邊攪拌邊加入粒徑小于10納米的納米二氧化鈦20克，充分?jǐn)嚢璺稚⒕鶆颍僭诤銣丶訜岽帕嚢杵魃线厰嚢柽吋訜嵴舭l(fā)至固液比為95%，得到納米二氧化鈦單分散的水性漿料。將納米二氧化鈦單分散的水性漿料加入到占全部陶瓷磚釉料28wt %的陶瓷磚釉料中，經(jīng)混合均勻后，再加入剩余的陶瓷磚釉料中，并用混料缸攪拌均勻，并觀察其沉降穩(wěn)定性和流動(dòng)性，使其生產(chǎn)工藝性能為比重I. 50g/ml，流速12秒，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉，其中，納米二氧化鈦單分散的水性衆(zhòng)料占全部陶瓷磚釉料的IOwt %。將室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉以水刀噴釉的方式附著到陶瓷表面，然后經(jīng)1200°C的高溫?zé)Y(jié)，燒成時(shí)間為75分鐘，得到光催化抗菌陶瓷成品。按照衛(wèi)生部最近出的《消毒技術(shù)規(guī)范》，在室內(nèi)自然光條件檢測光催化抗菌陶瓷成品的殺菌性能，其殺菌效果為99. 2%以上。并檢測光催化抗菌陶瓷成品的其他性能均符合GB/T4100—2006的技術(shù)要求。對比實(shí)施例I :根據(jù)實(shí)施例I的工藝，不添加氫氧化鋁和納米二氧化鈦將陶瓷釉以水刀噴釉的方式附著到陶瓷表面，經(jīng)受1180°C燒成，得到光催化抗菌陶瓷成品。按照衛(wèi)生部最近出的《消毒技術(shù)規(guī)范》，在室內(nèi)自然光條件檢測光催化抗菌陶瓷成品的殺菌性能，其殺菌效果為21. O。其他性能均符合GB/T4100—2006的技術(shù)要求。對比實(shí)施例2 根據(jù)實(shí)施例I的工藝，不添加氫氧化鋁和納米二氧化鈦將陶瓷釉以水刀噴釉的方式附著到陶瓷表面，經(jīng)受1180°C燒成，得到光催化抗菌陶瓷成品。按照衛(wèi)生部最近出的《消毒技術(shù)規(guī)范》，在室內(nèi)自然光條件檢測光催化抗菌陶瓷成品的殺菌性能，其殺菌效果為23. 2。其他性能均符合GB/T4100—2006的技術(shù)要求。對比實(shí)施例3 根據(jù)實(shí)施例I的工藝，不添加氫氧化鋁和納米二氧化鈦將陶瓷釉以水刀噴釉的方式附著到陶瓷表面，經(jīng)受1180°C燒成，得到光催化抗菌陶瓷成品。按照衛(wèi)生部最近出的《消毒技術(shù)規(guī)范》，在室內(nèi)自然光條件檢測光催化抗菌陶瓷成品的殺菌性能，其殺菌效果為24. 2。其他性能均符合GB/T4100—2006的技術(shù)要求。
權(quán)利要求
1.一種室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉，其特征在于按照以下制備方法得到 (1)先在I升水中加入10克 120克的氫氧化鋁,攪拌至完全溶解,然后加入10克 120克的粒徑小于10納米的納米二氧化鈦，攪拌分散均勻，最后在攪拌作用下加熱蒸發(fā)至固液比達(dá)到90%以上，得到納米二氧化鈦單分散的水性漿料； (2)將納米二氧化鈦單分散的水性漿料加入到占全部陶瓷磚釉料20 40wt%的陶瓷磚釉料中，經(jīng)混合均勻后，再加入剩余的陶瓷磚釉料中，并用混料缸攪拌均勻，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉，其中，納米二氧化鈦單分散的水性漿料占全部陶瓷磚釉料的I 12wt % o
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉，其特征在于步驟(2)得到的室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉的生產(chǎn)工藝性能為比重I. 50g/ml，流速11 16秒。
3.—種權(quán)利要求I所述的室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉的使用方法，其特征在于將室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉以水刀噴釉的方式附著到陶瓷表面，然后經(jīng)1160°C 1200°C的高溫?zé)Y(jié)，燒成時(shí)間為42分鐘至75分鐘，得到光催化抗菌陶瓷成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備建筑陶瓷和衛(wèi)生陶瓷的釉料，具體涉及一種室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉及其使用方法，按照以下制備方法得到先在水中加入氫氧化鋁，攪拌至完全溶解，然后加入粒徑小于10納米的納米二氧化鈦，攪拌分散均勻，最后在攪拌作用下加熱蒸發(fā)得到納米二氧化鈦單分散的水性漿料；將納米二氧化鈦單分散的水性漿料加入到陶瓷磚釉料中，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)光催化抗菌和空氣凈化的作用，并且在光催化抗菌陶瓷的生產(chǎn)過程中燒結(jié)溫度比普通陶瓷釉燒結(jié)溫度低100℃左右，降低生產(chǎn)成本，節(jié)約能源，并且表面質(zhì)量無明顯變化，生產(chǎn)的光催化抗菌陶瓷的技術(shù)性能均符合GB/T4100--2006陶瓷磚的標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號C04B41/86GK102643115SQ20121013442
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者袁國梁 申請人:山東電盾科技有限公司