CN104987051A - 一种抗菌杀菌陶瓷碗及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌杀菌陶瓷碗及其制备方法,其由以下重量份的原料制成:石英砂36-52、硅灰石28-44、辉绿岩24-36、天应石15-25、北投石14-22、硼砂10-15、竹炭粉8-14、木节土26-38、骨粉5-10、聚丙烯酸钠9-16、卡波树脂5-10、月桂酸单甘油酯2-3、十二烷基葡萄糖苷1.5-2.5、纳米抗菌粉8-14。本发明添加的北投石可以散发天然的负离子,与细菌结合后,使细菌产生结构的改变或能量的转移,导致细菌死亡,可以有效杀灭细菌,同时添加的纳米抗菌粉亦具有很强的抑菌杀菌作用。本发明制得的陶瓷碗抗菌杀菌性能优异,还具有机械强度高,耐化学侵蚀性好,热稳定性好,抗老化开裂性好等特性,使用寿命长,应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及一种抗菌杀菌陶瓷碗及其制备方法,属于陶瓷材料领域。
背景技术
碗作为生活的重要组成部分与人们的日常生活密切相关,是饮食活动中不可缺少的最为重要的用具,尤其是在中国使用极为广泛,是中国饮食器具中的必需品。我国自古就有用瓷土、石英砂等原料烧制精细的陶瓷碗,作为饮食器皿并因其实用性和审美性沿用至今。时至今日,由于科学技术的进步,已出现了许多可以代替瓷碗的材料,然而传统陶瓷碗存在着抗菌抑菌性能差的缺点,容易滋生大量细菌,不利于饮食健康与安全。因此,急需开发一种全新的陶瓷碗,以提高陶瓷碗的性能。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种抗菌杀菌陶瓷碗及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种抗菌杀菌陶瓷碗,由以下重量份的原料制成:石英砂36-52、硅灰石28-44、辉绿岩24-36、天应石15-25、北投石14-22、硼砂10-15、竹炭粉8-14、木节土26-38、骨粉5-10、聚丙烯酸钠9-16、卡波树脂5-10、月桂酸单甘油酯2-3、十二烷基葡萄糖苷1.5-2.5、纳米抗菌粉8-14;
所述纳米抗菌粉的制备方法如下:(1)取以下重量份的原料:玉石粉4-8、贝壳粉3-6、钛酸四丁酯10-15、无水乙醇50-60、蒸馏水2-3、冰醋酸8-12、硝酸银4-6、硝酸铜3-5;(2)将钛酸四丁酯与占醇总量55-65%的无水乙醇混合,磁力搅拌20-30min,得混合液A;(3)将蒸馏水、冰醋酸以及剩余的无水乙醇混合,磁力搅拌15-25min,得混合液B;(4)在磁力搅拌下,将混合液B逐滴加入到混合液A中,滴加完后加入玉石粉和贝壳粉,超声搅拌0.5-1h,再在室温下静置24-48h,将得到的凝胶在70-80℃下干燥10-15h,研磨成粉末;(5)将上述所制得的粉末放入马弗炉中,在450-550℃下热处理1-2h,随炉冷却至常温,粉碎,过筛即得所需的纳米抗菌粉。
一种抗菌杀菌陶瓷碗的制备方法,包括以下步骤:
(1)取石英砂、硅灰石、辉绿岩、天应石、北投石、木节土混合均匀,粉碎,过150-200目筛后浸泡于10-12倍量的20%过氧化氢水溶液中,浸泡2-3h,再用胶体磨在1500-2000r/min的转速下研磨10-15min,将研磨后的浆液在低于-15℃的温度下静置1-2h,再置于常温下超声波处理1-2h,过滤,洗涤干净,烘干,待用;
(2)取硼砂、竹炭粉、骨粉与步骤(1)制得的粉体混合均匀,加适量的水打浆制成浓度为50-55%的浆液,紫外光照射1-2h,再加入余下原料,水浴加热至60-70℃,在2000-3000r/min的转速下研磨5-10min,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26-32MPa;
(3)将步骤(2)制得的生坯在55-60℃的温度下进行干燥,干燥至坯料含水量低于3%;
(4)将上述得到的干坯置于热等静压烧结炉内进行处理,以氮气作为加压介质,加压125-145MPa,升温至1160-1280℃,保温1-3h,随炉冷却至常温;
(5)对上述热等静压烧结后的干坯进行彩绘,再进行上釉,然后进行气氛压力烧结处理:首先在3-4MPa的Ar气氛下升温至720-780℃,保温0.5-1h,再在2-3MPa的N2气氛下升温至890-940℃,保温1-2h,再在1-2MPa的H2气氛下升温至1140-1220℃,保温2-3h,然后在真空状态下降温至800-850℃,保温0.5-1h,再在2-3MPa的N2气氛下升温至1140-1180℃,保温1.5-2.5h,随炉冷却常温,包装即得成品。
上述纳米抗菌粉末是以玉石粉、贝壳粉为载体,以Ag+、Cu2+为掺杂粒子制备得到的改性纳米TiO2粉体,安全环保,无毒、无味、无刺激性,不仅具有优异的广谱抗菌性能,对包括细菌、真菌、支原体在内的多种病原体都有很好的抑制或杀灭作用,杀菌率达到98%以上,还具有良好的抗紫外线老化性和耐热性,在高温以及强紫外线下不分解、不挥发、不变色、不变质。
本发明的有益效果:
本发明添加的北投石可以散发天然的负离子,与细菌结合后,使细菌产生结构的改变或能量的转移,导致细菌死亡,可以有效杀灭细菌,同时添加的纳米抗菌粉亦具有很强的抑菌杀菌作用。本发明制得的陶瓷碗抗菌杀菌性能优异,还具有机械强度高,耐化学侵蚀性好,热稳定性好,抗老化开裂性好等特性,使用寿命长,应用前景广阔。
具体实施方式
一种抗菌杀菌陶瓷碗,由以下重量(kg)的原料制成:石英砂48、硅灰石36、辉绿岩32、天应石20、北投石16、硼砂12、竹炭粉10、木节土32、骨粉7、聚丙烯酸钠12、卡波树脂8、月桂酸单甘油酯2.5、十二烷基葡萄糖苷2、纳米抗菌粉12;
所述纳米抗菌粉的制备方法如下:(1)取以下重量(kg)的原料:玉石粉7、贝壳粉5、钛酸四丁酯13、无水乙醇58、蒸馏水2.5、冰醋酸10、硝酸银6、硝酸铜4;(2)将钛酸四丁酯与占醇总量60%的无水乙醇混合,磁力搅拌25min,得混合液A;(3)将蒸馏水、冰醋酸以及剩余的无水乙醇混合,磁力搅拌20min,得混合液B;(4)在磁力搅拌下,将混合液B逐滴加入到混合液A中,滴加完后加入玉石粉和贝壳粉,超声搅拌1h,再在室温下静置48h,将得到的凝胶在70℃下干燥15h,研磨成粉末;(5)将上述所制得的粉末放入马弗炉中,在520℃下热处理1h,随炉冷却至常温,粉碎,过筛即得所需的纳米抗菌粉。
一种抗菌杀菌陶瓷碗的制备方法,包括以下步骤:
(1)取石英砂、硅灰石、辉绿岩、天应石、北投石、木节土混合均匀,粉碎,过200目筛后浸泡于10倍量的20%过氧化氢水溶液中,浸泡2.5h,再用胶体磨在2000r/min的转速下研磨10min,将研磨后的浆液在低于-15℃的温度下静置1.5h,再置于常温下超声波处理2h,过滤,洗涤干净,烘干,待用;
(2)取硼砂、竹炭粉、骨粉与步骤(1)制得的粉体混合均匀,加适量的水打浆制成浓度为55%的浆液,紫外光照射2h,再加入余下原料,水浴加热至70℃,在3000r/min的转速下研磨5min,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;
(3)将步骤(2)制得的生坯在60℃的温度下进行干燥,干燥至坯料含水量低于3%;
(4)将上述得到的干坯置于热等静压烧结炉内进行处理,以氮气作为加压介质,加压135MPa,升温至1240℃,保温2h,随炉冷却至常温;
(5)对上述热等静压烧结后的干坯进行彩绘,再进行上釉,然后进行气氛压力烧结处理:首先在3MPa的Ar气氛下升温至760℃,保温0.5h,再在2MPa的N2气氛下升温至920℃,保温1h,再在1MPa的H2气氛下升温至1180℃,保温2h,然后在真空状态下降温至810℃,保温0.5h,再在3MPa的N2气氛下升温至1160℃,保温2h,随炉冷却常温,包装即得成品。
上述实施例所生产的陶瓷碗主要性能如下表所示:
项目 | 单位 | 检测结果 |
破坏强度 | N | 1933 |
断裂模数 | MPa | 39 |
杀菌率 | % | 99.5 |
Claims (2)
1.一种抗菌杀菌陶瓷碗,其特征在于,由以下重量份的原料制成:石英砂 36-52、硅灰石 28-44、辉绿岩 24-36、天应石15-25、北投石 14-22、硼砂10-15、竹炭粉8-14、木节土26-38、骨粉 5-10、聚丙烯酸钠9-16、卡波树脂5-10、月桂酸单甘油酯2-3、十二烷基葡萄糖苷1.5-2.5、纳米抗菌粉8-14;
所述纳米抗菌粉的制备方法如下:(1)取以下重量份的原料:玉石粉4-8、贝壳粉 3-6、钛酸四丁酯10-15、无水乙醇 50-60、蒸馏水2-3、冰醋酸 8-12、硝酸银 4-6、硝酸铜 3-5;(2)将钛酸四丁酯与占醇总量55-65%的无水乙醇混合,磁力搅拌20-30min,得混合液A;(3)将蒸馏水、冰醋酸以及剩余的无水乙醇混合,磁力搅拌15-25min,得混合液B;(4)在磁力搅拌下, 将混合液B逐滴加入到混合液A中, 滴加完后加入玉石粉和贝壳粉,超声搅拌0.5-1h, 再在室温下静置24-48h,将得到的凝胶在70-80℃下干燥10-15h,研磨成粉末;(5)将上述所制得的粉末放入马弗炉中, 在450-550℃下热处理1-2h, 随炉冷却至常温, 粉碎,过筛即得所需的纳米抗菌粉。
2.一种如权利要求1所述的抗菌杀菌陶瓷碗的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)取石英砂、硅灰石、辉绿岩、天应石、北投石、木节土混合均匀,粉碎,过150-200目筛后浸泡于10-12倍量的20%过氧化氢水溶液中,浸泡2-3h,再用胶体磨在1500-2000r/min的转速下研磨10-15min,将研磨后的浆液在低于-15℃的温度下静置1-2h,再置于常温下超声波处理1-2h,过滤,洗涤干净,烘干,待用;
(2)取硼砂、竹炭粉、骨粉与步骤(1)制得的粉体混合均匀,加适量的水打浆制成浓度为50-55%的浆液,紫外光照射1-2h,再加入余下原料,水浴加热至60-70℃,在2000-3000r/min的转速下研磨5-10min,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26-32MPa;
(3)将步骤(2)制得的生坯在55-60℃的温度下进行干燥,干燥至坯料含水量低于3%;
(4)将上述得到的干坯置于热等静压烧结炉内进行处理,以氮气作为加压介质,加压 125-145MPa,升温至1160-1280℃,保温1-3h,随炉冷却至常温;
(5)对上述热等静压烧结后的干坯进行彩绘,再进行上釉,然后进行气氛压力烧结处理:首先在3-4MPa的Ar气氛下升温至720-780℃,保温0.5-1h,再在2-3MPa的N2气氛下升温至890-940℃,保温1-2h,再在1-2MPa的H2气氛下升温至1140-1220℃,保温2-3h,然后在真空状态下降温至800-850℃,保温0.5-1h,再在2-3MPa的N2气氛下升温至1140-1180℃,保温1.5-2.5h,随炉冷却常温,包装即得成品。
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