CN106957168A - 一种可抗菌瓷砖及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可抗菌瓷砖及其制作方法，涉及陶瓷制品领域；所述可抗菌瓷砖由砖体材料和釉面材料制成；本发明瓷砖本发明通过对原料和制作方法进行优化改进，使制得的瓷砖具有抗菌谱广，抗菌高效快速、持久等特点。经检测，本发明瓷砖对大肠杆菌、变形杆菌、乙肝菌、金黄色葡萄球菌等常见的革兰氏阴性菌具有较强的抑杀作用，也可以抑制霉菌的生长；大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、霉菌与本发明瓷砖接触1小时后抑制率分别为98.11％～99.63％、98.50％以上和90.60％以上；且本发明瓷砖使用1年后抗菌效果与使用3个月后的抗菌效果基本相同，抗菌持久。
Description
【技术领域】
本发明涉及陶瓷制品领域，具体涉及一种可抗菌瓷砖及其制作方法。
【背景技术】
医院、厕所、公共场所等环境中有许多有害微生物类群，这些微生物常常对人的身体健康构成威胁，减少公共场所环境中有害微生物的含量有重要意义，因此抗菌瓷砖应运而生。当前市面上的抗菌瓷砖种类繁多，主要是在釉料中加入抗菌剂，而使产品表面具有抗菌功能，有广泛的应用前景。抗菌瓷砖可对接触到的空气和水分子进行电离，瞬间产生超氧离子，快速侵入和破坏细菌的细胞膜并杀死细菌，同时分解掉细菌残骸，保持瓷面洁净。但是由于外界因素的干扰和自身因素的影响，随着使用时间的延长，抗菌效果变差，抗菌性能降低。
【发明内容】
针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种可抗菌瓷砖及其制作方法，本发明制得的瓷砖具有抗菌谱广，抗菌高效快速、持久等特点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种可抗菌瓷砖，由砖体材料和釉面材料制成，所述砖体材料包括以下重量份数的原料：珍珠岩38-45份、高岭石28-37份、硅酸钠12-17份、沸石15-18份、海泡石10-13份、红岩泥16-19份和铝矾土6-9份；
所述釉面材料包括以下重量份数的原料：石英22-32份、滑石19-23份、高岭土15-18份、锌钡粉9-14份、硅酸镁铝5-8份、磷酸钙1-4份、氧化硼0.4-0.9份、氧化铜0.5-0.8份、硅酸锌3-7份和氧化钛2-5份。
较优的，所述砖体材料包括以下重量份数的原料：珍珠岩41份、高岭石32份、硅酸钠15份、沸石16份、海泡石12份、红岩泥17份和铝矾土8份；
较优的，所述釉面材料包括以下重量份数的原料：石英29份、滑石21份、高岭土17份、锌钡粉12份、硅酸镁铝6份、磷酸钙3份、氧化硼0.6份、氧化铜0.7份、硅酸锌5份和氧化钛3份。
进一步地，所述铝矾土的密度为：3.90-4.12g/cm3。
根据上述配方，本发明还提供上述一种可抗菌瓷砖的制作方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取各原料；
(2)将珍珠岩、高岭石、硅酸钠、沸石、海泡石、红岩泥和铝矾土混合粉碎，过100-140目筛，得粉料；将粉料与所述粉料重量的66-73％的水、所述粉料重量0.5-0.9％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1600-1800r/min下研磨20-30分钟，得到浆料，将浆料过160-180目筛后，浓缩至含水量为65-75％，得到坯料，将坯料压制成坯体，压制压力为4700-4900kN，压制时间为10-20分钟，将坯体于200-220℃下干燥55-60分钟后，在温度为1025-1100℃下烧制1-2小时，得到半成品；
(3)将石英、滑石、高岭土、锌钡粉、硅酸镁铝、磷酸钙、氧化硼、氧化铜、硅酸锌和氧化钛混合粉碎，过60-80目筛，得筛料，将筛料于还原气氛下高温煅烧30-40分钟，煅烧温度为1150-1190℃，得一次煅烧料，将一次煅烧料于氧化气氛下高温煅烧20-30分钟，煅烧温度为950-1000℃，得二次煅烧料，将二次煅烧料与所述二次煅烧料重量77-79％的水、所述二次煅烧料重量0.7-0.8％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1200-1400r/min下研磨45-50分钟后，过120-140目筛，得到浆釉料；
(4)将上述浆釉料均匀喷施于上述半成品上，浆釉料用量为70-90g/m2，将喷施浆釉料的半成品于1029-1125℃下煅烧25-30分钟，并保温50-60分钟，即可所述瓷砖。
进一步地，步骤(2)和步骤(3)中，所述聚乙二醇溶液的体积分数均为65-75％。
进一步地，步骤(4)中，所述浆釉料喷施时的温度为48-55℃。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中氧化铜、硅酸锌和氧化钛均为无机抗菌剂，配合使用可扩大抗菌谱，增强抗菌效果。本发明中锌钡粉、硅酸镁铝、磷酸钙和氧化硼的共同作用可减慢化学反应，防止光、热分解或氧化分解等化学作用，保持瓷砖抗菌活性成分的稳定性，防止抗菌活性成分反应过快导致抗菌时效短，使抗菌更持久。
本发明通过对原料和制作方法进行优化改进，使制得的瓷砖具有抗菌谱广，抗菌高效快速、持久等特点。经检测，本发明瓷砖对大肠杆菌、变形杆菌、乙肝菌、金黄色葡萄球菌等常见的革兰氏阴性菌具有较强的抑杀作用，也可以抑制霉菌的生长；同时，大肠杆菌与本发明瓷砖接触1小时后抑制率达98.11％～99.63％，金黄色葡萄球菌与本发明瓷砖接触1小时后抑制率达98.50％以上，霉菌与本发明瓷砖接触1小时后的菌抑制率达90.60％以上；此外，本发明瓷砖使用1年后抗菌效果与使用3个月后的抗菌效果基本相同，抗菌持久。
【具体实施方式】
以下结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明。
实施例1
本实施一种可抗菌瓷砖，由砖体材料和釉面材料制成，所述砖体材料包括以下重量份数的原料：珍珠岩38份、高岭石28份、硅酸钠12份、沸石15份、海泡石10份、红岩泥16份和铝矾土6份；所述釉面材料包括以下重量份数的原料：石英22份、滑石19份、高岭土15份、锌钡粉9份、硅酸镁铝5份、磷酸钙1份、氧化硼0.4份、氧化铜0.5份、硅酸锌3份和氧化钛2份；其中，所述铝矾土的密度为：3.90g/cm3。
本实施例一种可抗菌瓷砖的制作方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取各原料；
(2)将珍珠岩、高岭石、硅酸钠、沸石、海泡石、红岩泥和铝矾土混合粉碎，过100目筛，得粉料；将粉料与所述粉料重量的66％的水、所述粉料重量0.5％的体积分数为65％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1600r/min下研磨30分钟，得到浆料，将浆料过160目筛后，浓缩至含水量为65％，得到坯料，将坯料压制成坯体，压制压力为4700kN，压制时间为20分钟，将坯体于200℃下干燥60分钟后，在温度为1025℃下烧制2小时，得到半成品；
(3)将石英、滑石、高岭土、锌钡粉、硅酸镁铝、磷酸钙、氧化硼、氧化铜、硅酸锌和氧化钛混合粉碎，过60目筛，得筛料，将筛料于还原气氛下高温煅烧40分钟，煅烧温度为1150℃，得一次煅烧料，将一次煅烧料于氧化气氛下高温煅烧20分钟，煅烧温度为1000℃，得二次煅烧料，将二次煅烧料与所述二次煅烧料重量77％的水、所述二次煅烧料重量0.7％的体积分数为65％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1200r/min下研磨50分钟后，过120目筛，得到浆釉料；
(4)将上述浆釉料均匀喷施于上述半成品上，浆釉料喷施时的温度为48℃，浆釉料用量为70g/m2，将喷施浆釉料的半成品于1029℃下煅烧30分钟，并保温50分钟，即可所述瓷砖。
实施例2
本实施一种可抗菌瓷砖，由砖体材料和釉面材料制成，所述砖体材料包括以下重量份数的原料：珍珠岩45份、高岭石37份、硅酸钠17份、沸石18份、海泡石13份、红岩泥19份和铝矾土9份；所述釉面材料包括以下重量份数的原料：石英32份、滑石23份、高岭土8份、锌钡粉14份、硅酸镁铝8份、磷酸钙4份、氧化硼0.9份、氧化铜0.8份、硅酸锌7份和氧化钛5份；其中，所述铝矾土的密度为：4.12g/cm3。
本实施例一种可抗菌瓷砖的制作方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取各原料；
(2)将珍珠岩、高岭石、硅酸钠、沸石、海泡石、红岩泥和铝矾土混合粉碎，过140目筛，得粉料；将粉料与所述粉料重量的73％的水、所述粉料重量0.9％的体积分数为75％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1800r/min下研磨20分钟，得到浆料，将浆料过180目筛后，浓缩至含水量为75％，得到坯料，将坯料压制成坯体，压制压力为4900kN，压制时间为10分钟，将坯体于220℃下干燥55分钟后，在温度为1100℃下烧制1小时，得到半成品；
(3)将石英、滑石、高岭土、锌钡粉、硅酸镁铝、磷酸钙、氧化硼、氧化铜、硅酸锌和氧化钛混合粉碎，过80目筛，得筛料，将筛料于还原气氛下高温煅烧30分钟，煅烧温度为1190℃，得一次煅烧料，将一次煅烧料于氧化气氛下高温煅烧20分钟，煅烧温度为1000℃，得二次煅烧料，将二次煅烧料与所述二次煅烧料重量79％的水、所述二次煅烧料重量0.8％的体积分数为75％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1400r/min下研磨45分钟后，过140目筛，得到浆釉料；
(4)将上述浆釉料均匀喷施于上述半成品上，浆釉料喷施时的温度为55℃，浆釉料用量为90g/m2，将喷施浆釉料的半成品于1125℃下煅烧25分钟，并保温60分钟，即可所述瓷砖。
实施例3
本实施一种可抗菌瓷砖，由砖体材料和釉面材料制成，所述砖体材料包括以下重量份数的原料：珍珠岩41份、高岭石32份、硅酸钠15份、沸石16份、海泡石12份、红岩泥17份和铝矾土8份；所述釉面材料包括以下重量份数的原料：石英29份、滑石21份、高岭土17份、锌钡粉12份、硅酸镁铝6份、磷酸钙3份、氧化硼0.6份、氧化铜0.7份、硅酸锌5份和氧化钛3份；其中，所述铝矾土的密度为：4.10g/cm3。
本实施例一种可抗菌瓷砖的制作方法，包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取各原料；
(2)将珍珠岩、高岭石、硅酸钠、沸石、海泡石、红岩泥和铝矾土混合粉碎，过120目筛，得粉料；将粉料与所述粉料重量的69％的水、所述粉料重量0.7％的体积分数为70％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1700r/min下研磨25分钟，得到浆料，将浆料过170目筛后，浓缩至含水量为70％，得到坯料，将坯料压制成坯体，压制压力为4800kN，压制时间为15分钟，将坯体于210℃下干燥58分钟后，在温度为1090℃下烧制1.5小时，得到半成品；
(3)将石英、滑石、高岭土、锌钡粉、硅酸镁铝、磷酸钙、氧化硼、氧化铜、硅酸锌和氧化钛混合粉碎，过70目筛，得筛料，将筛料于还原气氛下高温煅烧35分钟，煅烧温度为1170℃，得一次煅烧料，将一次煅烧料于氧化气氛下高温煅烧25分钟，煅烧温度为980℃，得二次煅烧料，将二次煅烧料与所述二次煅烧料重量78％的水、所述二次煅烧料重量0.75％的体积分数为70％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1300r/min下研磨47分钟后，过1230目筛，得到浆釉料；
(4)将上述浆釉料均匀喷施于上述半成品上，浆釉料喷施时的温度为50℃，浆釉料用量为80g/m2，将喷施浆釉料的半成品于1100℃下煅烧28分钟，并保温55分钟，即可所述瓷砖。
本发明瓷砖抗菌性能分析：
为了说明本发明瓷砖的抑菌性能，申请人做了以下对比试验：将试验分为分为第1组、第2组、第3组、对照组1、对照组2、对照组3共6个小组，其中，第1组采用实施例1的配方和制作方法制作瓷砖；第2组采用实施例2的配方和制作方法制作瓷砖；第3组采用实施例3的配方和制作方法制作瓷砖；对照组1采用实施例3的制作方法制作，但配方中不含氧化铜和硅酸锌这两种原料成分；对照组2采用实施例3的制作方法制作，但配方中不含硅酸锌和氧化钛这两种原料成分；对照组3采用实施例3的制作方法制作，但配方中不含锌钡粉和硅酸镁铝这两种原料成分。烧结后将各组制得的瓷砖进行以下项目的检测：抑菌种类；大肠杆菌与本发明瓷砖接触1小时后对大肠杆菌抑菌率；金黄色葡萄球菌与本发明瓷砖接触1小时后对金黄色葡萄球菌抑菌率；霉菌与本发明瓷砖接触1小时后对霉菌的抑菌率；本发明瓷砖使用3个月后总的抑菌率和使用1年后总的抑菌率。其中，抑菌率的检测方法均采用薄膜密着法进行。检测结果如表1所示：
表1瓷砖抑菌性能检测结果
通过1组、第2组、第3组的数据可知，本发明瓷砖对大肠杆菌、变形杆菌、乙肝菌、金黄色葡萄球菌等常见的革兰氏阴性菌具有较强的抑杀作用，也可以抑制霉菌的生长；同时，大肠杆菌与本发明瓷砖接触1小时后抑制率达98.11％～99.63％，金黄色葡萄球菌与本发明瓷砖接触1小时后抑制率达98.50％以上，霉菌与本发明瓷砖接触1小时后的菌抑制率达90.60％以上；通过第3组和对照组1、照组2的对比可知，本发明原料中氧化铜、硅酸锌和氧化钛配合使用可扩大抗菌谱，增强抗菌效果；通过第3组和对照组3的对比可知本发明原料中锌钡粉、硅酸镁铝、磷酸钙和氧化硼的共同作用可减慢化学反应，防止光、热分解或氧化分解等化学作用，保持瓷砖抗菌活性成分的稳定性，防止抗菌活性成分反应过快导致抗菌时效短，使抗菌更持久，使用1年后抗菌效果与使用3个月后的抗菌效果基本相同。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (6)
1.一种可抗菌瓷砖，其特征在于：由砖体材料和釉面材料制成，所述砖体材料包括以下重量份数的原料：珍珠岩38-45份、高岭石28-37份、硅酸钠12-17份、沸石15-18份、海泡石10-13份、红岩泥16-19份和铝矾土6-9份；
所述釉面材料包括以下重量份数的原料：石英22-32份、滑石19-23份、高岭土15-18份、锌钡粉9-14份、硅酸镁铝5-8份、磷酸钙1-4份、氧化硼0.4-0.9份、氧化铜0.5-0.8份、硅酸锌3-7份和氧化钛2-5份。
2.根据权利要求1所述的一种可抗菌瓷砖，其特征在于：所述砖体材料包括以下重量份数的原料：珍珠岩41份、高岭石32份、硅酸钠15份、沸石16份、海泡石12份、红岩泥17份和铝矾土8份；
所述釉面材料包括以下重量份数的原料：石英29份、滑石21份、高岭土17份、锌钡粉12份、硅酸镁铝6份、磷酸钙3份、氧化硼0.6份、氧化铜0.7份、硅酸锌5份和氧化钛3份。
3.根据权利要求1或2所述的一种可抗菌瓷砖，其特征在于：所述铝矾土的密度为：3.90-4.12g/cm3。
4.一种根据权利要求1或2所述的可抗菌瓷砖的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按上述重量份称取各原料；
(2)将珍珠岩、高岭石、硅酸钠、沸石、海泡石、红岩泥和铝矾土混合粉碎，过100-140目筛，得粉料；将粉料与所述粉料重量的66-73％的水、所述粉料重量0.5-0.9％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1600-1800r/min下研磨20-30分钟，得到浆料，将浆料过160-180目筛后，浓缩至含水量为65-75％，得到坯料，将坯料压制成坯体，压制压力为4700-4900kN，压制时间为10-20分钟，将坯体于200-220℃下干燥55-60分钟后，在温度为1025-1100℃下烧制1-2小时，得到半成品；
(3)将石英、滑石、高岭土、锌钡粉、硅酸镁铝、磷酸钙、氧化硼、氧化铜、硅酸锌和氧化钛混合粉碎，过60-80目筛，得筛料，将筛料于还原气氛下高温煅烧30-40分钟，煅烧温度为1150-1190℃，得一次煅烧料，将一次煅烧料于氧化气氛下高温煅烧20-30分钟，煅烧温度为950-1000℃，得二次煅烧料，将二次煅烧料与所述二次煅烧料重量77-79％的水、所述二次煅烧料重量0.7-0.8％的聚乙二醇溶液一同加入湿式球磨机中，在转速为1200-1400r/min下研磨45-50分钟后，过120-140目筛，得到浆釉料；
(4)将上述浆釉料均匀喷施于上述半成品上，浆釉料用量为70-90g/m2，将喷施浆釉料的半成品于1029-1125℃下煅烧25-30分钟，并保温50-60分钟，即可所述瓷砖。
5.根据权利要求4所述的一种可抗菌瓷砖的制作方法，其特征在于：步骤(2)和步骤(3)中，所述聚乙二醇溶液的体积分数均为65-75％。
6.根据权利要求4所述的一种可抗菌瓷砖的制作方法，其特征在于：步骤(4)中，所述浆釉料喷施时的温度为48-55℃。
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Effective date of registration: 20220111 Address after: 530800 Xinmin Road, Dahua Town, Dahua Yao Autonomous County, Hechi City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee after: Dahua Yao Autonomous County metrological verification and Testing Institute Address before: 530800 No. 178, team 5, Guhe street, Guhe village, Dahua Yao Autonomous County, Hechi City, Guangxi Zhuang Autonomous Region Patentee before: Wei Yaotian |
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Application publication date: 20170718 Assignee: Hechi Fiber Inspection Institute Assignor: Dahua Yao Autonomous County metrological verification and Testing Institute Contract record no.: X2023980046032 Denomination of invention: A type of antibacterial ceramic tile and its production method Granted publication date: 20201106 License type: Common License Record date: 20231108 |