CN108929117B - 一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖，其包括底釉层、超疏水抗菌釉料层和表面改性剂处理层，所述超疏水抗菌釉料层的超疏水抗菌釉料按原料重量百分比计包括如下组分：25～35％的透明熔块粉、3.5～5％的水洗土、30～40％的金属锌粉、0.1～0.15％的甲基、0.15～0.2％的三聚磷酸钠和25～30％的水。本发明可以从抑制细菌生长和杀菌方面去更好地提高釉料的抗菌性能，同时使表面由疏水结构变成超疏水结构，进一步提高陶瓷釉面砖的抗菌效果。本发明还公开了该釉面砖的制备方法，其工艺步骤简单高效，其制备所得成品稳定性良好，适用于大规模工业化生产。

Description

一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖及其制备方法
技术领域
本发明涉及功能陶瓷砖领域，特别涉及一种功能性釉面砖及其制备方法。
背景技术
釉面砖因其易清洁以及丰富装饰性等优点而被人们认可，目前，陶瓷釉面砖已成为了市场的主流陶瓷砖产品。随着人们对居住环境要求的不断提高，功能陶瓷砖已走进了消费者视野，尤其是抗菌功能陶瓷砖。抗菌功能陶瓷主要依靠抗菌釉料实现，目前釉料中主要使用银体系、锌体系和铜体系等金属离子抗菌剂，出于成本以及对釉料本身透明度的影响，锌体系的抗菌剂更适合陶瓷釉料的抗菌剂，出于抗菌性能的考虑，目前银锌复合类抗菌剂使用较多，比如用于陶瓷釉料高温领域的磷酸锆载银锌。这些都是通过杀菌和抗菌方面去考虑，而没有从细菌本身生存需要的环境去考虑，金属离子抗菌剂中金属离子的溶出对抗菌效果影响很大，尤其是抗菌耐久性，随着瓷砖使用年限的增加，抗菌效果并不理想。
基于上述缺陷，本发明不仅从抗菌剂抗菌、杀菌本身去考虑，还从形成超疏水釉面结构去考虑，通过这种结构阻断细菌生长所必须的湿环境，这样可更好地抑制细菌生长和杀死细菌，从而达到陶瓷砖的抗菌功能。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种釉面砖，其具有超疏水和抗菌功能，同时提供该釉面砖的制备方法。
本发明所采取的技术方案是：一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖，其包括底釉层、超疏水抗菌釉料层和表面改性剂处理层，所述超疏水抗菌釉料层的超疏水抗菌釉料按原料重量百分比计包括如下组分：25～35％的透明熔块粉、3.5～5％的水洗土、30～40％的金属锌粉、0.1～0.15％的甲基、0.15～0.2％的三聚磷酸钠和25～30％的水。
作为上述方案的进一步改进，所述超疏水抗菌釉料中的透明熔块粉按重量百分比计由如下化学成分组成：40～50％的SiO2、5～10％的Al2O3、12～20％的B2O3、10～15％的CaO、2～5％的MgO、20～30％的K2O和1～2％的Na2O。
作为上述方案的进一步改进，所述金属锌粉的化学纯度为85％以上，其确保了釉料中氧化锌和硅锌矿等纳米结构的形成。
作为上述方案的进一步改进，所述金属锌粉的细度为250～400目。
作为上述方案的进一步改进，所述表面改性剂处理层的表面改性剂按原料重量百分比计由40～50％的烷氧基硅烷、15～25％的佛硅氧烷、10～15％的氟聚合物和20～30％的乙醇组成。
作为上述方案的进一步改进，所述底釉层的底釉按重量百分比计由如下化学成分组成：65～70％的SiO2、18～22％的Al2O3、1.5～2％的CaO、1～1.5％的MgO、1～1.5％的Na2O、3.5～4.5％的K2O、0.15～0.2％的Fe2O3、0.2～0.25％的TiO2、0.5～0.8％的ZrO2和0.12～0.15％的ZnO。具体地，本发明的底釉与所述超疏水抗菌釉料像匹配，其可进一步提高超疏水抗菌釉料的成膜性能。
作为上述方案的进一步改进，所述超疏水抗菌釉料层的釉料用量为400～600g/m2，其保证了釉面透感和釉面质量。
一种如上所述的具有超疏水和抗菌功能的釉面砖的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤：在陶瓷砖坯体上施底釉、后喷淋超疏水抗菌釉料，进窑于1050～1230℃下烧成，烧成周期为50～70min，磨边后用表面改性剂进行抛镀表面改性处理，得釉面砖成品。
本发明的有益效果是：
本发明通过特殊釉料组成促使釉面砖形成疏水结构，同时这种特殊釉料中又具有金属锌离子这种抗菌剂，这样可以从抑制细菌生长和杀菌方面去更好地提高釉料的抗菌性能，为了进一步阻断细菌生长所需的湿环境，通过表面改性剂处理瓷砖，使表面由疏水结构变成超疏水结构，这样可以进一步提高陶瓷釉面砖的抗菌效果。
本发明的制备方法简单高效，其制备所得成品稳定性良好，适用于大规模工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或制备方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或制备方法。
实施例1
在陶瓷砖坯体上先施一层底釉，底釉的化学成分按重量百分比由68.12％的SiO2、19.61％的Al2O3、1.79％的CaO、1.45％的MgO、1.28％的Na2O、4.08％的K2O、0.15％的Fe2O3、0.24％的TiO2、0.68％的ZrO2、0.13％的ZnO组成；然后再采用喷釉或淋釉的方式施超疏水抗菌釉料，其用量为450g/m2，所述的超疏水抗菌釉料按原料重量百分比由35％的透明熔块粉、3.5％的水洗土、35％的金属锌粉、0.1％的甲基、0.15％的三聚磷酸钠、26.25％的水组成，所述的金属锌粉化学纯度为90％，细度为300目；后将带釉面的陶瓷砖坯体进窑烧成，烧成温度为1050℃，烧成周期为60min，后进行磨边和抛镀处理，其中抛镀处理采用表面改性剂通过抛镀方式对陶瓷砖釉面进行表面改性，所述表面改性剂按原料重量百分比由45％的烷氧基硅烷、20％的氟硅氧烷、15％的氟聚合物、20％的乙醇组成；烧成即得到实施例1釉面砖成品。
将实施例1釉面砖成品取测试样品进行抗菌测试(采用标准JC/T897-2014)，测出其大肠杆菌抗菌率为99.2％，金黄色葡萄球菌抗菌率为99.9％。同时对测试样品的釉面表面进行接触角测试，其接触角为150.5°。
实施例2
在陶瓷砖坯体上先施一层底釉，底釉的化学成分按重量百分比由69.3％的SiO2、19.91％的Al2O3、1.5％的CaO、1.3％的MgO、1.2％的Na2O、4.3％的K2O、0.20％的Fe2O3、0.20％的TiO2、0.65％的ZrO2、0.10％的ZnO组成；然后再采用喷釉或淋釉的方式施超疏水抗菌釉料，其用量为500g/m2，所述的超疏水抗菌釉料按原料重量百分比由30％的透明熔块粉、4％的水洗土、40％的金属锌粉、0.1％的甲基、0.15％的三聚磷酸钠、25.75％的水组成，所述的金属锌粉化学纯度为90％，细度为300目；后将带釉面的陶瓷砖坯体进窑烧成，烧成温度为1230℃，烧成周期为65min，后进行磨边和抛镀处理，其中抛镀处理采用表面改性剂通过抛镀方式对陶瓷砖釉面进行表面改性，所述表面改性剂按原料重量百分比由40％的烷氧基硅烷、20％的氟硅氧烷、10％的氟聚合物、30％的乙醇组成；烧成即得到实施例2釉面砖成品。
将实施例2釉面砖成品取测试样品进行抗菌测试(采用标准JC/T897-2014)，测出其大肠杆菌抗菌率为98.91％，金黄色葡萄球菌抗菌率为99.54％。同时对测试样品的釉面表面进行接触角测试，其接触角为128.1°。
实施例3
在陶瓷砖坯体上先施一层底釉，底釉的化学成分按重量百分比由69.25％的SiO2、22％的Al2O3、2％的CaO、1％的MgO、1％的Na2O、3.5％的K2O、0.15％的Fe2O3、0.25％的TiO2、0.7％的ZrO2、0.15％的ZnO组成；然后再采用喷釉或淋釉的方式施超疏水抗菌釉料，其用量为600g/m2，所述的超疏水抗菌釉料按原料重量百分比由29.65％的透明熔块粉、5％的水洗土、38％的金属锌粉、0.15％的甲基、0.2％的三聚磷酸钠、30％的水组成，所述的金属锌粉化学纯度为93％，细度为400目；后将带釉面的陶瓷砖坯体进窑烧成，烧成温度为1150℃，烧成周期为70min，后进行磨边和抛镀处理，其中抛镀处理采用表面改性剂通过抛镀方式对陶瓷砖釉面进行表面改性，所述表面改性剂按原料重量百分比由50％的烷氧基硅烷、15％的氟硅氧烷、10％的氟聚合物、25％的乙醇组成；烧成即得到实施例3釉面砖成品。
将实施例3釉面砖成品取测试样品进行抗菌测试(采用标准JC/T897-2014)，测出其大肠杆菌抗菌率为98.85％，金黄色葡萄球菌抗菌率为99.54％。同时对测试样品的釉面表面进行接触角测试，其接触角为135.8°。
上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。

Claims (7)

1.一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖，其特征在于包括底釉层、超疏水抗菌釉料层和表面改性剂处理层，所述超疏水抗菌釉料层的超疏水抗菌釉料按原料重量百分比计包括如下组分：25～35％的透明熔块粉、3.5～5％的水洗土、30～40％的金属锌粉、0.1～0.15％的甲基、0.15～0.2％的三聚磷酸钠和25～30％的水；
所述表面改性剂处理层的表面改性剂按原料重量百分比计由40～50％的烷氧基硅烷、15～25％的氟硅氧烷、10～15％的氟聚合物和20～30％的乙醇组成。
2.根据权利要求1所述的一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖，其特征在于：所述超疏水抗菌釉料中的透明熔块粉按重量百分比计由如下化学成分组成：40～50％的SiO2、5～10％的Al2O3、12～20％的B2O3、10～15％的CaO、2～5％的MgO、20～30％的K2O和1～2％的Na2O。
3.根据权利要求1所述的一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖，其特征在于：所述金属锌粉的化学纯度为85％以上。
4.根据权利要求1所述的一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖，其特征在于：所述金属锌粉的细度为250～400目。
5.根据权利要求1所述的一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖，其特征在于：所述底釉层的底釉按重量百分比计由如下化学成分组成：65～70％的SiO2、18～22％的Al2O3、1.5～2％的CaO、1～1.5％的MgO、1～1.5％的Na2O、3.5～4.5％的K2O、0.15～0.2％的Fe2O3、0.2～0.25％的TiO2、0.5～0.8％的ZrO2和0.12～0.15％的ZnO。
6.根据权利要求1所述的一种具有超疏水和抗菌功能的釉面砖，其特征在于：所述超疏水抗菌釉料层的釉料用量为400～600g/m2。
7.一种如权利要求1～6任一项所述的具有超疏水和抗菌功能的釉面砖的制备方法，其特征在于包括如下工艺步骤：在陶瓷砖坯体上施底釉、后喷淋超疏水抗菌釉料，进窑于1050～1230℃下烧成，烧成周期为50～70min，磨边后用表面改性剂进行抛镀表面改性处理，得釉面砖成品。
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