CN107267980A - 一种具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层，其特征在于，首先将废瓷砖破碎、湿法球磨、干燥，得到废瓷粉；其次制备的载银硅藻土；然后以聚乙烯醇缩丁醛为粘结剂，三油酸甘油酯为分散制备陶瓷浆料；最后将金属基材表面处理，涂敷陶瓷和激光熔覆涂层，得到具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层。本发明的陶瓷涂层，不仅具有广谱抗菌、杀菌效率高、安全无毒、不易产生抗药性等优点；而且具有良好的耐磨性能，附着力强、涂层薄且密，同时具有一定的防腐作用，特别适用于金属防腐。

Description

一种具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷领域，尤其涉及一种具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层及其制备方法。
背景技术
随着社会的发展，陶瓷在很多领域中占有重要的地位，并且受到很多消费者的认可，陶瓷的使用环境十分复杂，尤其是具有高温的环境下，大大降低了使用寿命，增加成本，所以传统的陶瓷材料已经无法满足日益苛刻的工作要求，开发具有耐高温、耐腐蚀、抗冲击、抗疲以及耐磨损的新型复合材料已经成为材料科学研究的重要课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐腐蚀的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层及其制备方法。
为了实现上述的目的，本发明采用如下的技术方案：
一种具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层，其特征在于，首先将废瓷砖破碎、湿法球磨、干燥，得到废瓷粉；其次制备的载银硅藻土；然后以聚乙烯醇缩丁醛为粘结剂，三油酸甘油酯为分散制备陶瓷浆料；最后将金属基材表面处理，涂敷陶瓷和激光熔覆涂层，得到具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层。
所述的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将废瓷砖采用破碎机进行初步破碎处理，再经湿法球磨，烘干，粉碎过筛得到200-250目的粉末，得到废瓷粉；
（2）分别将磷酸氢二铵和四水合硝酸钙配成等摩尔的溶液，再分别用氨水调节溶液的pH为10.5-11.5，得到磷酸氢二铵溶液和硝酸钙溶液；将硝酸银加入到硝酸钙溶液中，室温下磁力搅拌至完全溶解，加入硅藻土，超声震荡50-60min，得到混合液；将磷酸氢二铵溶液以1-2滴/s的速率缓慢滴加到混合液中，置于65-75℃恒温水浴中，恒温磁力搅拌反应6-8h，离心、洗涤、干燥，得到载银硅藻土；
（3）将废瓷粉、载银硅藻土、聚四氟乙烯、三油酸甘油酯、无水乙醇和甲基乙基酮混合，置于球磨机内，球磨机转速为300-400r/min的条件下球磨1.5-2h，再加入聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛，以球磨机转速为600-800r/min的条件下球磨混合5-6h，得到均一的陶瓷浆料；
（4）将金属基材除油清洁和喷砂处理，用涂布机将陶瓷浆料涂敷在金属基材上，涂敷厚度为2-4mm；采用激光熔覆涂层，激光器能量为1-3KW，激光光斑直径为4-7mm，激光扫描速度为8-25mm/s，得到一种具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层。
所述的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）中控制金属与磷的摩尔比(n(Ca)+n(Ag))/n(P)为1.67。
所述的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）中硅藻土与硝酸钙溶液的质量比为1：5-6。
所述的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）中废瓷粉、载银硅藻土、三油酸甘油酯、无水乙醇、甲基乙基酮、聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛的质量比为1：0.2-0.3：0.12-0.15：5-6：1-2：0.005-0.006：0.1-0.12。
通过上述的技术方案，本发明的有益效果是：
本发明以废瓷粉制备陶瓷材料，不仅缓解了粘土等传统优质陶瓷原料的日益短缺问题，而且成本低廉，带来更高的经济效益。本发明通过水合热反应，原位合成载银硅藻土，以此载银硅藻土和废瓷粉制备的陶瓷涂层，具有广谱抗菌、杀菌效率高、安全无毒、不易产生抗药性等优点。本发明对金属基材进行除油清洁和喷砂处理，是为了增加基材表面粗糙程度，增强陶瓷涂层的附着力。本发明以激光熔覆涂层，有机质迅速挥发，废瓷粉和载银硅藻土发生固溶反应，所形成的涂层均匀、薄且密实，能阻碍腐蚀介质穿透涂层对金属基材的腐蚀。本发明的陶瓷涂层，不仅具有广谱抗菌、杀菌效率高、安全无毒、不易产生抗药性等优点；而且具有良好的耐磨性能，附着力强、涂层薄且密，同时具有一定的防腐作用，特别适用于金属防腐。
具体实施方式
本实施例的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层，其由如下步骤制备而成：
（1）将废瓷砖采用破碎机进行初步破碎处理，再经湿法球磨，烘干，粉碎过筛得到250目的粉末，得到废瓷粉；
（2）分别将磷酸氢二铵和四水合硝酸钙配成等摩尔的溶液，再分别用氨水调节溶液的pH为11，得到磷酸氢二铵溶液和硝酸钙溶液；将硝酸银加入到硝酸钙溶液中，室温下磁力搅拌至完全溶解，加入硅藻土，超声震荡60min，得到混合液；将磷酸氢二铵溶液以2滴/s的速率缓慢滴加到混合液中，置于75℃恒温水浴中，恒温磁力搅拌反应8h，离心、洗涤、干燥，得到载银硅藻土；
（3）将废瓷粉、载银硅藻土、聚四氟乙烯、三油酸甘油酯、无水乙醇和甲基乙基酮混合，置于球磨机内，球磨机转速为400r/min的条件下球磨2h，再加入聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛，以球磨机转速为800r/min的条件下球磨混合6h，得到均一的陶瓷浆料；
（4）将金属基材除油清洁和喷砂处理，用涂布机将陶瓷浆料涂敷在金属基材上，涂敷厚度为4mm；采用激光熔覆涂层，激光器能量为3KW，激光光斑直径为5mm，激光扫描速度为12mm/s，得到一种具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层。
本实施例的步骤（2）中控制金属与磷的摩尔比(n(Ca)+n(Ag))/n(P)为1.67。
本实施例的步骤（2）中硅藻土与硝酸钙溶液的质量比为1：5-6。
本实施例的步骤（3）中废瓷粉、载银硅藻土、三油酸甘油酯、无水乙醇、甲基乙基酮、聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛的质量比为1：0.2-0.3：0.12-0.15：5-6：1-2：0.005-0.006：0.1-0.12。

Claims (5)

1.一种具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层，其特征在于，首先将废瓷砖破碎、湿法球磨、干燥，得到废瓷粉；其次制备的载银硅藻土；然后以聚乙烯醇缩丁醛为粘结剂，三油酸甘油酯为分散制备陶瓷浆料；最后将金属基材表面处理，涂敷陶瓷和激光熔覆涂层，得到具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层。
2.根据权利要求书1所述的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层，其特征在于，其由如下步骤制备而成：
（1）将废瓷砖采用破碎机进行初步破碎处理，再经湿法球磨，烘干，粉碎过筛得到200-250目的粉末，得到废瓷粉；
（2）分别将磷酸氢二铵和四水合硝酸钙配成等摩尔的溶液，再分别用氨水调节溶液的pH为10.5-11.5，得到磷酸氢二铵溶液和硝酸钙溶液；将硝酸银加入到硝酸钙溶液中，室温下磁力搅拌至完全溶解，加入硅藻土，超声震荡50-60min，得到混合液；将磷酸氢二铵溶液以1-2滴/s的速率缓慢滴加到混合液中，置于65-75℃恒温水浴中，恒温磁力搅拌反应6-8h，离心、洗涤、干燥，得到载银硅藻土；
（3）将废瓷粉、载银硅藻土、聚四氟乙烯、三油酸甘油酯、无水乙醇和甲基乙基酮混合，置于球磨机内，球磨机转速为300-400r/min的条件下球磨1.5-2h，再加入聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛，以球磨机转速为600-800r/min的条件下球磨混合5-6h，得到均一的陶瓷浆料；
（4）将金属基材除油清洁和喷砂处理，用涂布机将陶瓷浆料涂敷在金属基材上，涂敷厚度为2-4mm；采用激光熔覆涂层，激光器能量为1-3KW，激光光斑直径为4-7mm，激光扫描速度为8-25mm/s，得到一种具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层。
3.根据权利要求书2所述的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）中控制金属与磷的摩尔比(n(Ca)+n(Ag))/n(P)为1.67。
4.根据权利要求书2所述的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（2）中硅藻土与硝酸钙溶液的质量比为1：5-6。
5.根据权利要求书2所述的具有广谱抗菌活性的陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（3）中废瓷粉、载银硅藻土、三油酸甘油酯、无水乙醇、甲基乙基酮、聚乙二醇和聚乙烯醇缩丁醛的质量比为1：0.2-0.3：0.12-0.15：5-6：1-2：0.005-0.006：0.1-0.12。
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