本發(fā)明涉及建筑材料領(lǐng)域，具體為一種遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法。
背景技術(shù)：
遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷是一種能自發(fā)輻射遠(yuǎn)紅外線的功能性陶瓷，其利用遠(yuǎn)紅外線所具備的強(qiáng)滲透力與輻射力實(shí)現(xiàn)良好的抗菌效果，其被廣泛地用做無菌實(shí)驗(yàn)室的建筑材料、制備高端衛(wèi)生潔具等等領(lǐng)域。與傳統(tǒng)的離子抗菌陶瓷相比較，離子抗菌陶瓷缺點(diǎn)在于所釋放出的金屬離子（如銀離子等），不僅會殺死細(xì)菌，也會殺死人體細(xì)胞，長期使用會對人體健康造成不利影響。而遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷所釋放的遠(yuǎn)紅外線引發(fā)細(xì)菌原子與分子共振，破壞其生物活性，但其同時能很好的被人體吸收并轉(zhuǎn)化為生物體的內(nèi)能，活化蛋白質(zhì)等生物大分子，使生物體細(xì)胞處于最高振動能級，這種作用使毛細(xì)血管擴(kuò)張，促進(jìn)血液循環(huán)，強(qiáng)化各組織之間的新陳代謝，增加組織的再生能力，提高機(jī)體的免疫能力。遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的使用可謂一舉兩得，即能有效的殺滅細(xì)菌，又有利于人體健康。但現(xiàn)有的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷遠(yuǎn)紅外發(fā)射率低，滅菌效果差，陶瓷的強(qiáng)度不高，成本偏高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷遠(yuǎn)紅外發(fā)射率低，滅菌效果差，陶瓷的強(qiáng)度不高，成本偏高的缺陷，提供一種遠(yuǎn)紅外發(fā)射率高，滅菌效果好，陶瓷的強(qiáng)度高，成本低的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其特征在于將釩鈦廢渣、氟碳鈰礦、磷鈰鑭礦、磷釔礦、岷江粘土、石英巖、方解石、海泡石、高嶺石和石灰?guī)r按配方配料，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料，漿料經(jīng)噴霧造粒、干壓成型、脫模、干燥后，燒成而得遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品；其中配方以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計為：釩鈦廢渣20～50%，氟碳鈰礦3～5%，磷鈰鑭礦2～4%，磷釔礦2～6%，岷江粘土10～30%，石英巖15～45%，方解石5～15%，海泡石2～6%，高嶺石2～10%，石灰?guī)r4～8%。
上述方案中，所述釩鈦廢渣的化學(xué)成分以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計主要含有Fe2O3 45～65%，SiO2 10～20%，TiO2 8～15%，Na2O 2～4%，Al2O3 4～8%，CaO 1～3%，MgO 1～2%。
上述方案中，所述氟碳鈰礦的化學(xué)成分以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計主要含有CeO2 50～70%，SiO2 1～2%，CaO 3～7%，F(xiàn)e2O3 2～5%。
上述方案中，所述磷鈰鑭礦的化學(xué)成分以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計主要含有CeO2 15～25%，La2O3 30～45%，ThO2 10～15%，CaO 5～12%。
上述方案中，所述磷釔礦的化學(xué)成分以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計主要含有Y2O3 60%～85%，CeO2 5～12%，Er2O3 1～5%，SiO2 3～5%。
上述方案中，所述泥漿助溶劑為三聚磷酸鈉，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，其添加量為漿料的2～3%。
上述方案中，所述燒成溫度為1050～1200℃，燒成時間為2～5h，其中保溫時間為5～30min。
本發(fā)明的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，有以下有益效果：
(1)本發(fā)明遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷以釩鈦廢渣為主要原料，不僅極大程度上降低了遠(yuǎn)紅外陶瓷的生產(chǎn)成本，而且充分利用固廢資源，減少了釩鈦廢渣堆積對環(huán)境的危害，同時變廢為寶，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，符合我國建立資源、能源節(jié)約型社會的發(fā)展要求。
(2)本發(fā)明制備遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷所需原料中的釩鈦廢渣與稀土礦物在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，導(dǎo)致金屬離子在晶格點(diǎn)位上產(chǎn)生變價、重排與相互取代的現(xiàn)象，造成晶格畸變誘導(dǎo)高紅外輻射性能的產(chǎn)生。所制備的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷具備高遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（在8～14μm波長范圍內(nèi)的遠(yuǎn)紅外發(fā)射率高達(dá)90%～95%），利用良好的遠(yuǎn)紅外輻射性能可有效地引發(fā)細(xì)菌內(nèi)分子的共振，分子之間摩擦產(chǎn)生的熱效應(yīng)超越細(xì)菌可承受范圍，以達(dá)到滅菌的效果（出現(xiàn)明顯的抑菌環(huán)）。同時，陶瓷磚所釋放的遠(yuǎn)紅外線能很好的被人體吸收并轉(zhuǎn)化為生物體的內(nèi)能，有活化組織細(xì)胞、防止老化、強(qiáng)化免疫系統(tǒng)的作用。與傳統(tǒng)的離子抗菌陶瓷相比較，其優(yōu)點(diǎn)在于避免了離子抗菌對人體產(chǎn)生的毒副作用，且抗菌性能穩(wěn)定持久。遠(yuǎn)紅外抗菌不僅能有效殺滅細(xì)菌，而且有益人體健康。
(3)本發(fā)明利用天然硅酸鹽礦物作為陶瓷骨料，充分配合利用釩鈦廢渣中所存在的硅酸鹽陶瓷基質(zhì)組成所需氧化物，使得所制備的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷還具備高強(qiáng)度的特點(diǎn)（抗折強(qiáng)度達(dá)到28～32MPa），有效的拓寬了遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷在建筑領(lǐng)域的使用，可滿足大規(guī)模建筑使用的性能要求。
(4)本發(fā)明工藝簡單，燒成制度采用低溫快燒工藝（比現(xiàn)有技術(shù)燒成溫度降低50℃左右，保溫時間減少30min左右），原料成本低（可節(jié)約20%以上），有利于節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)。
綜上所述，本發(fā)明克服了現(xiàn)有遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷遠(yuǎn)紅外發(fā)射率低，滅菌效果差，陶瓷的強(qiáng)度不高，成本偏高的缺陷，提供的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，制備的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷遠(yuǎn)紅外發(fā)射率高，滅菌效果好，陶瓷的強(qiáng)度高，成本低。
具體實(shí)施例
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于所述實(shí)施例。
實(shí)施例一
本例的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其配方為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，釩鈦廢渣30%，氟碳鈰礦3%，磷鈰鑭礦4%，磷釔礦4%，岷江粘土15%，石英巖25%，方解石7%，海泡石3%，高嶺石5%，石灰?guī)r4%。
釩鈦廢渣的化學(xué)成分以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計主要含有Fe2O3 45～65%，SiO2 10～20%，TiO2 8～15%，Na2O 2～4%，Al2O3 4～8%，CaO 1～3%，MgO 1～2%。形狀為粒狀、砂狀或粉狀中的任意一種或幾種組合。
氟碳鈰礦的化學(xué)成分以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計主要含有CeO2 50～70%，SiO2 1～2%，CaO 3～7%，F(xiàn)e2O3 2～5%。形狀為粒狀、砂狀或粉狀中的任意一種或幾種組合。
磷鈰鑭礦的化學(xué)成分以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計主要含有CeO2 15～25%，La2O3 30～45%，ThO2 10～15%，CaO 5～12%。形狀為粒狀、砂狀或粉狀中的任意一種或幾種組合。
磷釔礦的化學(xué)成分以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計主要含有Y2O3 60%～85%，CeO2 5～12%，Er2O3 1～5%，SiO2 3～5%。形狀為粒狀、砂狀或粉狀中的任意一種或幾種組合。
其工序?yàn)椋?/p>
（1）將所述天然礦物、釩鈦廢渣按上述配方配料后，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料球磨細(xì)度為325，準(zhǔn)篩余3.0%；泥漿助溶劑為三聚磷酸鈉，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，其添加量為漿料的2%。
（2）所述料漿經(jīng)噴霧造粒，20MPa下干壓成型而獲得含水率為7%的生坯。
（3）所述生坯脫模，在100℃下干燥80min后，在1100℃下進(jìn)行燒成，燒成時間為4h，保溫時間20min，而得到遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品。
性能指標(biāo)為：遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（8～14μm內(nèi)）：0.89，對大腸桿菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，對金黃色葡萄球菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，抗折強(qiáng)度：32.5MPa。
遠(yuǎn)紅外發(fā)射率由傅里葉遠(yuǎn)紅外變換儀及其紅外發(fā)射率測試搭載裝置測得（FT-IR, NEXUS 670）；抗折強(qiáng)度按照陶瓷行業(yè)國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T4100-2015）進(jìn)行檢測。
實(shí)施例二
本例的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其配方為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，釩鈦廢渣35%，氟碳鈰礦4%，磷鈰鑭礦2%，磷釔礦5%，岷江粘土17%，石英巖19%，方解石6%，海泡石4%，高嶺石3%，石灰?guī)r5%。
其工序?yàn)椋?/p>
（1）將所述天然礦物、釩鈦廢渣按上述配方配料后，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料球磨細(xì)度為325，準(zhǔn)篩余2.0%；泥漿助溶劑為三聚磷酸鈉，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，其添加量為漿料的3%。
（2）所述料漿經(jīng)噴霧造粒、15MPa下干壓成型而獲得含水率為6%的生坯。
（3）所述生坯脫模、在105℃下干燥100min后，在1080℃下進(jìn)行燒成，燒成時間為3.5h，保溫時間25min，而得到遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品。
性能指標(biāo)為：遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（8～14μm內(nèi)）：0.91，對大腸桿菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，對金黃色葡萄球菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，抗折強(qiáng)度：36.8MPa。
其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例三
本例的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其配方為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，釩鈦廢渣30%，氟碳鈰礦5%，磷鈰鑭礦4%，磷釔礦3%，岷江粘土10%，石英巖25%，方解石7%，海泡石2%，高嶺石6%，石灰?guī)r8%。
其工序?yàn)椋?/p>
（1）將所述天然礦物、釩鈦廢渣按上述配方配料后，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料球磨細(xì)度為325，準(zhǔn)篩余5.0%。
（2）所述料漿經(jīng)噴霧造粒、25MPa下干壓成型而獲得含水率為7%的生坯。
（3）所述生坯脫模、在120℃下干燥90min后，在1150℃下進(jìn)行燒成，燒成時間為5h，保溫時間15min，而得到遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品。
性能指標(biāo)為：遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（8～14μm內(nèi)）：0.90，對大腸桿菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，對金黃色葡萄球菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，抗折強(qiáng)度：33.1MPa。
其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例四
本例的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其配方為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，釩鈦廢渣40%，氟碳鈰礦3%，磷鈰鑭礦2%，磷釔礦6%，岷江粘土10%，石英巖15%，方解石6%，海泡石4%，高嶺石7%，石灰?guī)r7%。
其工序?yàn)椋?/p>
（1）將所述天然礦物、釩鈦廢渣按上述配方配料后，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料球磨細(xì)度為325，準(zhǔn)篩余4.0%。
（2）所述料漿經(jīng)噴霧造粒、10MPa下干壓成型而獲得含水率為8%的生坯。
（3）所述生坯脫模、在100℃下干燥80min后，在1200℃下進(jìn)行燒成，燒成時間為4h，保溫時間15min，而得到遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品。
性能指標(biāo)為：遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（8～14μm內(nèi)）：0.87，對大腸桿菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，對金黃色葡萄球菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，抗折強(qiáng)度：35.2MPa。
其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例五
本例的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其配方為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，釩鈦廢渣50%，氟碳鈰礦3%，磷鈰鑭礦2%，磷釔礦2%，岷江粘土10%，石英巖15%，方解石5%，海泡石4%，高嶺石2%，石灰?guī)r7%。
其工序?yàn)椋?/p>
（1）將所述天然礦物、釩鈦廢渣按上述配方配料后，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料球磨細(xì)度為325，準(zhǔn)篩余4.0%。
（2）所述料漿經(jīng)噴霧造粒、10MPa下干壓成型而獲得含水率為8%的生坯。
（3）所述生坯脫模、在100℃下干燥80min后，在1050℃下進(jìn)行燒成，燒成時間為5h，保溫時間30min，而得到遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品。
性能指標(biāo)為：遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（8～14μm內(nèi)）：0.92，對大腸桿菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，對金黃色葡萄球菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，抗折強(qiáng)度：40.6MPa。
其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例六
本例的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其配方為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，釩鈦廢渣20%，氟碳鈰礦5%，磷鈰鑭礦4%，磷釔礦6%，岷江粘土23%，石英巖15%，方解石15%，海泡石6%，高嶺石2%，石灰?guī)r4%。
其工序?yàn)椋?/p>
（1）將所述天然礦物、釩鈦廢渣按上述配方配料后，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料球磨細(xì)度為325，準(zhǔn)篩余4.0%。
（2）所述料漿經(jīng)噴霧造粒、20MPa下干壓成型而獲得含水率為8%的生坯。
（3）所述生坯脫模、在100℃下干燥80min后，在1150℃下進(jìn)行燒成，燒成時間為2h，保溫時間5min，而得到遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品。
性能指標(biāo)為：遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（8～14μm內(nèi)）：0.88，對大腸桿菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，對金黃色葡萄球菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，抗折強(qiáng)度：31.2MPa。
其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例七
本例的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其配方為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，釩鈦廢渣24%，氟碳鈰礦4%，磷鈰鑭礦3%，磷釔礦4%，岷江粘土30%，石英巖15%，方解石5%，海泡石4%，高嶺石5%，石灰?guī)r6%。
其工序?yàn)椋?/p>
（1）將所述天然礦物、釩鈦廢渣按上述配方配料后，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料球磨細(xì)度為325，準(zhǔn)篩余4.0%。
（2）所述料漿經(jīng)噴霧造粒、20MPa下干壓成型而獲得含水率為8%的生坯。
（3）所述生坯脫模、在100℃下干燥80min后，在1150℃下進(jìn)行燒成，燒成時間為3h，保溫時間20min，而得到遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品。
性能指標(biāo)為：遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（8～14μm內(nèi)）：0.90，對大腸桿菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，對金黃色葡萄球菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，抗折強(qiáng)度：33.7MPa。
其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例八
本例的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其配方為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，釩鈦廢渣21%，氟碳鈰礦4%，磷鈰鑭礦3%，磷釔礦4%，岷江粘土10%，石英巖45%，方解石5%，海泡石2%，高嶺石2%，石灰?guī)r4%。
其工序?yàn)椋?/p>
（1）將所述天然礦物、釩鈦廢渣按上述配方配料后，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料球磨細(xì)度為325，準(zhǔn)篩余4.0%。
（2）所述料漿經(jīng)噴霧造粒、15MPa下干壓成型而獲得含水率為8%的生坯。
（3）所述生坯脫模、在100℃下干燥80min后，在1150℃下進(jìn)行燒成，燒成時間為3h，保溫時間20min，而得到遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品。
性能指標(biāo)為：遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（8～14μm內(nèi)）：0.88，對大腸桿菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，對金黃色葡萄球菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，抗折強(qiáng)度：36.5MPa。
其余同實(shí)施例一。
實(shí)施例九
本例的遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷的制備方法，其配方為：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，釩鈦廢渣29%，氟碳鈰礦4%，磷鈰鑭礦3%，磷釔礦4%，岷江粘土15%，石英巖20%，方解石5%，海泡石4%，高嶺石10%，石灰?guī)r6%。
其工序?yàn)椋?/p>
（1）將所述天然礦物、釩鈦廢渣按上述配方配料后，加入泥漿助溶劑進(jìn)行濕法球磨處理，得到漿料球磨細(xì)度為325，準(zhǔn)篩余4.0%。
（2）所述料漿經(jīng)噴霧造粒、10MPa下干壓成型而獲得含水率為8%的生坯。
（3）所述生坯脫模、在100℃下干燥80min后，在1150℃下進(jìn)行燒成，燒成時間為3h，保溫時間20min，而得到遠(yuǎn)紅外抗菌陶瓷產(chǎn)品。
性能指標(biāo)為：遠(yuǎn)紅外發(fā)射率（8～14μm內(nèi)）：0.87，對大腸桿菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，對金黃色葡萄球菌的抗菌性：存在抑菌環(huán)，抗折強(qiáng)度：34.1MPa。
其余同實(shí)施例一。