CN107056062A - 一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法 - Google Patents

一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，首先以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶‑凝胶法制备纳米二氧化钛/白硅藻土光催化复合材料，最后将纳米二氧化钛、羧甲基纤维素等成分通过超声分散于纳米二氧化钛白硅藻土复合物中，得到乳浊液形态的添加剂，添加到陶瓷釉料中，通过高温焙烧涂覆在陶瓷坯体表面，焙烧过程中纳米碳酸钙被纳米二氧化钛白硅藻土复合物包覆，二者在相界面间的结合反应是通过彼此发表面羟基基团实现的，保障了纳米碳酸钙与纳米二氧化钛颗粒间的稳定结合，通过焙烧，得到平滑、细腻、不黄变、白度好的釉料。

Description

一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法。
背景技术
随着社会和科学进步的发展，人们对于陶瓷产品的质量要求越来越高，对于陶瓷产品来说，釉面的质量高低是影响其质量的关键因素之一。陶瓷产品的釉面质量除了与釉浆特性及施釉工艺有关之外，还与其所使用添加剂的种类有关，特别是现在当今陶瓷行业的迅猛发展，快速成型、快速烧成、喷墨印刷技术的应用使陶瓷产能迅速提升，与之对应的是长期无序开挖与粗放式生产导致优质陶瓷原料的急剧减少，为了获得具有良好釉料的生产工艺性能，并满足制釉与施釉工艺的严格要求，选择合适的釉料添加剂至关重要。
纳米二氧化钛具有稳定性好、光催化活性高、价廉、无毒等优点，已开始在污水处理、空气净化、自清洁陶瓷和抗雾玻璃制备等方面得到广泛应用，将其用于开发自清洁的日用陶瓷，可有效减少日用清洁剂的使用，降低环境负载，同时减少了健康安全隐患，提高生活质量。 因此，对 TiO2 的制备及其性能研究是十分必要的。《TiO2 薄膜陶瓷砖的制备及其亲水性能研究》一文中利用本文采用溶胶-凝胶法制备稳定分散的纳米二氧化钛溶胶。同时采用直接涂覆的方法将二氧化钛溶胶涂覆在普通陶瓷釉面砖基体上制备了二氧化钛薄膜陶瓷砖，具有良好的亲水性，然而在本发明中采用的是质量优异的釉面砖作为基底，属于高端产品，原料成本高，自然导致价格高，市场上往往大部分存在的是普通质量的日用陶瓷产品，陶瓷坯体白度不高，这就需要在日用陶瓷坯体表面上一层高品质的釉料，不仅能够提高了白度，还能够具有一定的自洁性能，同时成本不高，便于大部分人群推广，这就需要在釉料添加剂上进行深层次的研究，满足普通品质陶瓷坯体的需要改变品质的需求。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将钛酸四丁酯滴加到1.5-2倍量的无水乙醇中，强烈搅拌30-40分钟，得到溶液A待用；将适量的二乙醇胺与1.5-2倍量的去离子水混合，搅拌均匀后形成溶液B；
（2）将溶液A缓慢地滴加到溶液B中，滴加完毕后得到混合溶液，然后加入一定量白硅藻土，强烈搅拌2-3小时后静置陈化9-10小时，最后将制得的产物放入烘箱中在100-105℃下干燥60-90分钟，得到纳米二氧化钛白硅藻土复合物；
（3）将纳米碳酸钙与步骤（2）纳米二氧化钛白硅藻土复合物等质量混合，搅拌分散均匀后加入适量的去离子水，放入超声振荡器中，以一定的频率超声分散5-10分钟后加入适量的羧甲基纤维素钠、六偏磷酸钠，继续超声分散10-15分钟即可。
一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，步骤（1）（2）中所述的强烈搅拌是指以1000-1200转/分的转速下机械搅拌。
一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，步骤（2）中所述的溶液A与溶液B的添加量为2:1。
一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，步骤（2）中所述的白硅藻土的添加量是混合溶液的50-60%。
一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，步骤（3）中所述的纳米碳酸钙、纳米二氧化钛白硅藻土复合物、去离子水、羧甲基纤维素钠、六偏磷酸钠的配比为50:50:300-400:0.5-0.6:0.4-0.5。
本发明的优点是：本发明首先以钛酸四丁酯为前驱体，采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛/白硅藻土光催化复合材料，由于白硅藻土具有丰富的孔隙结构，能够将纳米二氧化钛均匀的负载在白硅藻土表面以及孔隙周围，并未堵塞硅藻土的孔隙结构，负载硅藻土孔隙结构仍存在，但孔径减小，负载后抑制了二氧化钛的团聚，增大了复合材料接触面积，提高了光催化反应效率，具有一定的抗菌效果；最后将纳米二氧化钛、羧甲基纤维素等成分通过超声分散于纳米二氧化钛白硅藻土复合物中，得到乳浊液形态的添加剂，添加到陶瓷釉料中，通过高温焙烧涂覆在陶瓷坯体表面，焙烧过程中纳米碳酸钙被纳米二氧化钛白硅藻土复合物包覆，二者在相界面间的结合反应是通过彼此发表面羟基基团实现的，保障了纳米碳酸钙与纳米二氧化钛颗粒间的稳定结合，通过焙烧，得到平滑、细腻、不黄变、白度好的釉料；
本发明方法制备出的日用陶瓷釉料添加剂，不仅能够添加到日用陶瓷的釉料中，还能够添加到陶瓷砖、卫生洁具陶瓷釉料中，无放射性辐射，对人体健康和使用环境无危害，而且具有光催化抗菌的效果，非常适合日用陶瓷的发展需求，是一种绿色、环保、安全的产品，同时原料简单易得，工艺便于工业控制，能够增加普通陶瓷的档次，增加市场竞争力，具有广阔的前景。
具体实施方式
一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将50g钛酸四丁酯滴加到75g无水乙醇中，以1000转/分的转速下机械搅拌30分钟，得到溶液A待用；将25g二乙醇胺与37.5g的去离子水混合，搅拌均匀后形成溶液B；
（2）将溶液A缓慢地滴加到溶液B中，滴加完毕后得到混合溶液，然后加入90g白硅藻土，以1000转/分的转速下机械搅拌2小时后静置陈化9小时，最后将制得的产物放入烘箱中在100℃下干燥60分钟，得到纳米二氧化钛白硅藻土复合物；
（3）将纳米碳酸钙与步骤（2）纳米二氧化钛白硅藻土复合物等质量混合，搅拌分散均匀后加入1L去离子水，放入超声振荡器中，以一定的频率超声分散5分钟后加入1.65g羧甲基纤维素钠、1.32g六偏磷酸钠，继续超声分散10分钟即可。

Claims (5)

1.一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）将钛酸四丁酯滴加到1.5-2倍量的无水乙醇中，强烈搅拌30-40分钟，得到溶液A待用；将适量的二乙醇胺与1.5-2倍量的去离子水混合，搅拌均匀后形成溶液B；
（2）将溶液A缓慢地滴加到溶液B中，滴加完毕后得到混合溶液，然后加入一定量白硅藻土，强烈搅拌2-3小时后静置陈化9-10小时，最后将制得的产物放入烘箱中在100-105℃下干燥60-90分钟，得到纳米二氧化钛白硅藻土复合物；
（3）将纳米碳酸钙与步骤（2）纳米二氧化钛白硅藻土复合物等质量混合，搅拌分散均匀后加入适量的去离子水，放入超声振荡器中，以一定的频率超声分散5-10分钟后加入适量的羧甲基纤维素钠、六偏磷酸钠，继续超声分散10-15分钟即可。
2.根据权利要求1所述的一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）（2）中所述的强烈搅拌是指以1000-1200转/分的转速下机械搅拌。
3.根据权利要求1所述的一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的溶液A与溶液B的添加量为2:1。
4.根据权利要求1所述的一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的白硅藻土的添加量是混合溶液的50-60%。
5.根据权利要求1所述的一种矿物复合纳米二氧化钛陶瓷釉料乳浊添加剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的纳米碳酸钙、纳米二氧化钛白硅藻土复合物、去离子水、羧甲基纤维素钠、六偏磷酸钠的配比为50:50:300-400:0.5-0.6:0.4-0.5。
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