CN105218163A

CN105218163A - 一种具有杀菌功能的釉料及其在水龙头陶瓷阀芯中的应用

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Publication number: CN105218163A
Application number: CN201510666514.5A
Authority: CN
Inventors: 石鸿娟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明公开了一种具有杀菌功能的釉料及其在水龙头陶瓷阀芯中的应用，所述釉料由下述物料按重量份比混合：钠长石13～15份，钾长石23～26份，滑石1～3份，方解石10～13份，硅藻土4～6份，碳酸钙3～5份，氧化锌1～3份，石英28～32份，白云石1～3份，高岭土3～5份，钙盐1.5～2.5份，硝酸银0.5～1.5份，乙二胺四乙酸二钠3～5份。本发明提供的具有杀菌功能的釉料具有杀菌作用，且通过添加乙二胺四乙酸二钠可以减少Ag⁺流失，起到长期缓释作用，可以产生长期抗菌杀菌作用，提高饮用水质量。本发明提供的水龙头陶瓷阀芯物料简单易得，按常规陶瓷制作方法即可生产，所以成本低，相比于其他除菌手段既经济又简便。

Description

一种具有杀菌功能的釉料及其在水龙头陶瓷阀芯中的应用

技术领域

本发明涉及卫浴产品，具体涉及一种具有杀菌功能的釉料及在水龙头陶瓷阀芯中的应用。

背景技术

目前，随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们的环保意识不断增强，同时，由于环境恶化、地球变暖促使细菌滋生、传染病的感染、发病率也逐步上升。尤其是前些年的SARS病毒、禽流感的肆虐更让人们认识到居家环境的净化、清洁的室外空气、有效的保护水资源等都与健康息息相关，也催生了环保抗菌用品的大市场。对于陶瓷行业而言，这一抗菌材料和制品就是抗菌陶瓷。

抗菌陶瓷是指在卫生陶瓷的釉中或釉面上加入或在其表面上浸渍、喷涂或滚印上无机抗菌剂，从而使陶瓷制品表面上的致病细菌控制在必要的水平之下的抗菌环保自洁陶瓷。早在上世纪80年代末，工业发达国家就在医院、餐厅、高级住宅首先开始使用抗菌建筑卫生陶瓷制品。近年来，普通家庭逐步开始使用抗菌陶瓷。在研制使用抗菌陶瓷方面最早首推是日本，生产抗菌材料的厂家现已超过100家，特别是1996年日本发生全国范围内病原性大肠杆菌0157感染事件之后，掀起了抗菌陶瓷热。日本最大的制陶公司NAX公司研发中心的研究人员于1999年研制成功一种称之为Kilamie抗菌陶瓷，该陶瓷釉中含银，它可以较好地抑制陶瓷制品表面细菌的增长，特别适用于卫生间的坐便器与浴缸。日本东陶(TOTO)公司也将光催化抗菌瓷砖和卫生瓷商品化生产，用于医院、食品加工等场所。另外一些厂家，如大阪住友水泥株式会社研发出一系列载银抗菌釉已申请多项专利。

我国自从20世纪90年代开始对抗菌材料进行研究。在抗菌材料方面研究首先取得突破的有中国建材研究院、景德镇陶瓷学院、武汉工业大学等；国家超细粉末工程研究中心及清华、浙江大学等均成功地研制出纳米抗菌材料；上海泰谷科技有限公司、浙江金地亚等公司均已生产出成品，并在江苏宜兴联陶、福建豪盛等公司生产出墙地砖和卫生陶瓷样品，有的已批量投产。国内很多高校相继开发成了抗菌或易洁陶瓷技术，山东淄博博纳科技发展有限公司开发的无机复合抗菌剂，成功应用于山东淄博华光陶瓷股份有限公司，该抗菌陶瓷经中国疾病预防控制中心和国家建筑材料工业环境监测中心检测，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀抑率高达96％以上，成为我国抗菌日用陶瓷的领头羊。中南大学和中科院广州能源所用溶胶—凝胶法制备了陶瓷基纳米二氧化钛抗菌薄膜，该材料在紫外光照射下具有较好的抗菌和空气净化功能。南京理工大学化工学院开发的以钛酸丁酯为主要原料，采用金属离子掺杂、复合半导体等方法制备不同的纳米二氧化钛复合材料，应用其制备的陶瓷对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的杀抑率均在99％以上，具有较高的抗菌效果。

总结国内外抗菌剂的发展及应用，基本上可以把抗菌保健陶瓷分为四种：银系抗菌陶瓷，光触媒钛系抗菌保健陶瓷，稀土激活银系、光触媒系复合抗菌素陶瓷和将远红外材料(锆、锰、铁、钴、镍、铬)及其氧化物加入到光触媒抗菌剂中而制成的抗菌陶瓷。其中，银系抗菌陶瓷是将含有金属离子的无机物加入到釉料中通过适当的烧成制度制备抗菌釉，从而制成抗菌陶瓷制品。其抗菌机理是因为微量的银离子进入菌体内部，破坏了微生物细胞(细菌、病毒等)的呼吸系统及电子传输系统，引起了活性酶的破坏或氨基酸的坏死。另外，细菌和病毒接触到银离子、铜离子时，这些离子会进入微生物体内，引起它们的蛋白质的沉淀及破坏其内部结构，从而杀死细菌和病毒等。与此同时，银离子的催化作用，可将氧气或水中的溶解氧变成了活性氧，这种活性氧具有抗菌作用。研究表明，银系陶瓷制品的抗菌效果达到90％以上，而且化学稳定性良好，具有长期的抗菌功能。但是，由于银系抗菌陶瓷中Ag⁺水溶性较强，极易流失，随着Ag⁺流失，抗菌杀菌效果显著下降。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种具有杀菌功能的釉料，该釉料配方中加入的乙二胺四乙酸二钠可以显著减少Ag⁺的流失，从而增强其长期抗菌杀菌效果。可以将该配方的釉料用于水龙头陶瓷阀芯，使用该阀芯的水龙头可长期显著降低水中细菌含量，从而提高饮用水安全性，且该方法成本低廉，易于推广使用。

上述目的是通过如下技术方案实现的：

一种具有杀菌功能的釉料，其特征在于：所述釉料由下述物料按重量份比混合：钠长石13～15份，钾长石23～26份，滑石1～3份，方解石10～13份，硅藻土4～6份，碳酸钙3～5份，氧化锌1～3份，石英28～32份，白云石1～3份，高岭土3～5份，钙盐1.5～2.5份，硝酸银0.5～1.5份，乙二胺四乙酸二钠3～5份。

进一步地，所述釉料由下述物料按重量份比混合：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，钙盐2份，硝酸银1份，乙二胺四乙酸二钠4份。

进一步地，所述钙盐为磷酸钙、硫酸钙、氯化钙中的一种或多种。

进一步地，所述钙盐为氯化钙。

一种利用上述的具有杀菌功能的釉料制作的水龙头陶瓷阀芯，所述陶瓷阀芯是在坯体上涂覆杀菌釉料烧制而成，所述杀菌釉料主要由下述物料按重量份比混合：钠长石13～15份，钾长石23～26份，滑石1～3份，方解石10～13份，硅藻土4～6份，碳酸钙3～5份，氧化锌1～3份，石英28～32份，白云石1～3份，高岭土3～5份，钙盐1.5～2.5份，硝酸银0.5～1.5份，乙二胺四乙酸二钠3～5份。

进一步地，所述杀菌釉料主要由下述物料按重量份比混合：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，钙盐2份，硝酸银1份，乙二胺四乙酸二钠4份。

进一步地，所述钙盐为氯化钙。

本发明的有益效果：

1、本发明提供的具有杀菌功能的釉料具有杀菌作用，且通过添加乙二胺四乙酸二钠可以减少Ag⁺流失，起到长期缓释作用，可以产生长期抗菌杀菌作用。

2、本发明提供的水龙头陶瓷阀芯具有明显的杀菌作用，可以用于自来水的除菌，提高饮用水质量；

3、本发明提供的水龙头陶瓷阀芯物料简单易得，按常规陶瓷制作方法即可生产，所以成本低，相比于其他除菌手段既经济又简便。

具体实施方式

下面结合具体实施例详细说明本发明的技术方案。本发明下述实施例1～8旨在提供不同的样品(陶瓷阀芯)制备实例，实施例9为实施例1～8制备样品的抗菌活性对比试验，综合实施例1～9可以体现物料配方比例对发明效果的影响。各实施例的样品制备过程如下：坯体主要由三氧化二铝、二氧化硅、三氧化二铁、氧化镁、氧化钙成分按一定配制，釉料中各原料配比见下述实施例，采用两次烧成，素烧温度为1280℃，釉烧温度为1100℃。

实施例1：

釉料中各原料配比如下(重量计)：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，氯化钙2份，硝酸银1份，乙二胺四乙酸二钠4份。

实施例2：

釉料中各原料配比如下(重量计)：钠长石13份，钾长石23份，滑石1份，方解石10份，硅藻土4份，碳酸钙3份，氧化锌1份，石英28份，白云石1份，高岭土3份，磷酸钙1.5份，硝酸银0.5份，乙二胺四乙酸二钠3份。

实施例3：

釉料中各原料配比如下(重量计)：钠长石15份，钾长石26份，滑石3份，方解石13份，硅藻土6份，碳酸钙5份，氧化锌3份，石英32份，白云石3份，高岭土5份，硫酸钙2.5份，硝酸银1.5份，乙二胺四乙酸二钠5份。

实施例4：与实施例1对比，不添加乙二胺四乙酸二钠

釉料中各原料配比如下(重量计)：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，氯化钙2份，硝酸银1份。

实施例5：与实施例1对比，单一变量调节乙二胺四乙酸二钠用量

釉料中各原料配比如下(重量计)：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，氯化钙2份，硝酸银1份，乙二胺四乙酸二钠2份。

实施例6：与实施例1对比，单一变量调节乙二胺四乙酸二钠用量

釉料中各原料配比如下(重量计)：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，氯化钙2份，硝酸银1份，乙二胺四乙酸二钠3份。

实施例7：与实施例1对比，单一变量调节乙二胺四乙酸二钠用量

釉料中各原料配比如下(重量计)：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，氯化钙2份，硝酸银1份，乙二胺四乙酸二钠5份。

实施例8：与实施例1对比，单一变量调节乙二胺四乙酸二钠用量

釉料中各原料配比如下(重量计)：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，氯化钙2份，硝酸银1份，乙二胺四乙酸二钠6份。

实施例9：杀菌效果测试

采用的菌种为大肠杆菌(8099)和金黄色葡萄球菌(ATCC6538)，取经37℃培养了24小时的菌种第七代的新鲜斜面培养物，用0.03mol/L的磷酸盐缓冲液(PBS)洗下菌苔并稀释成含菌量为106-107cfu/mL的细菌悬浮液备用。将实施例1～8制备的抗菌陶瓷阀芯分别投入悬浮液中，于冰箱中放置24小时后，计活菌数，测试结果见表1。

表1样品的杀菌率检验(％)

此外，还要对样品进行耐久性检验。即将样品放在酸、碱性介质中长时间浸渍，检验杀菌效果。结果见表2。

表2样品的耐久性检验(％)

实验结果表明：不加乙二胺四乙酸二钠的陶瓷阀芯抗菌效果稍差，但是耐久性则大打折扣，不能长期抗菌杀菌；乙二胺四乙酸二钠的加入量也值得关注，加入量多少虽然对抗菌效果影响不大，但是对耐久性影响非常大，加多或加少其耐久性都会降低。

上述实施例的作用在于说明本发明的实质性内容，但并不以此限定本发明的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和保护范围。

Claims

1.一种具有杀菌功能的釉料，其特征在于：所述釉料由下述物料按重量份比混合：钠长石13~15份，钾长石23~26份，滑石1~3份，方解石10~13份，硅藻土4~6份，碳酸钙3~5份，氧化锌1~3份，石英28~32份，白云石1~3份，高岭土3~5份，钙盐1.5~2.5份，硝酸银0.5～1.5份，乙二胺四乙酸二钠3~5份。

2.根据权利要求1所述的具有杀菌功能的釉料，其特征在于：所述釉料由下述物料按重量份比混合：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，钙盐2份，硝酸银1份，乙二胺四乙酸二钠4份。

3.根据权利要求1或2所述的具有杀菌功能的釉料，其特征在于：所述钙盐为磷酸钙、硫酸钙、氯化钙中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的具有杀菌功能的釉料，其特征在于：所述钙盐为氯化钙。

5.一种利用权利要求1所述的具有杀菌功能的釉料制作的水龙头陶瓷阀芯，其特征在于：所述陶瓷阀芯是在坯体上涂覆杀菌釉料烧制而成，所述杀菌釉料主要由下述物料按重量份比混合：钠长石13~15份，钾长石23~26份，滑石1~3份，方解石10~13份，硅藻土4~6份，碳酸钙3~5份，氧化锌1~3份，石英28~32份，白云石1~3份，高岭土3~5份，钙盐1.5~2.5份，硝酸银0.5～1.5份，乙二胺四乙酸二钠3~5份。

6.根据权利要求5所述的水龙头陶瓷阀芯，其特征在于：所述杀菌釉料主要由下述物料按重量份比混合：钠长石14份，钾长石24份，滑石2份，方解石12份，硅藻土5份，碳酸钙4份，氧化锌2份，石英30份，白云石2份，高岭土4份，钙盐2份，硝酸银1份，乙二胺四乙酸二钠4份。

7.根据权利要求5或6所述的水龙头陶瓷阀芯，其特征在于：所述钙盐为磷酸钙、硫酸钙、氯化钙中的一种或多种。

8.权利要求7所述的水龙头陶瓷阀芯，其特征在于：所述钙盐为氯化钙。