CN111056862B - 一种抗菌陶瓷砖生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其包括如下工艺步骤：1)对烧制成型的釉面砖表面进行抛光，得抛光半成品；2)采用磨具，通过打蜡的方式将纳米抗菌防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为50～70r/s，磨头对釉面的压力为30～60Pa，打蜡至釉面光泽度大于90度，得抗菌陶瓷砖成品，所述纳米抗菌防污液由瓷砖防污液和纳米抗菌浆料按原料质量份比例为100:(5～30)混合而成。本发明仅采用简单高效、可控性强的生产工艺即赋予釉面陶瓷砖优异的抗菌防污性能，其制备所得的抗菌陶瓷砖兼具高效、稳定、持久的抗菌和防污性能，使得该抗菌陶瓷砖可获得大规模生产和广泛应用。

Description

一种抗菌陶瓷砖生产工艺

技术领域

本发明涉及陶瓷砖领域，特别涉及一种陶瓷砖生产工艺。

背景技术

随着工业的快速发展和人类活动频率加快，使得人类面临的污染也越来越严重，由此滋生的细菌也随之增多，给人类带来各种疾病的困扰。陶瓷砖作为最为广泛使用的装饰建材，与人类接触最为频繁。特别是传统釉面砖，其釉面在放大镜下观察下的凹坑及缝隙结构为细菌提供了藏身和繁殖场所，因而如何赋予传统抛光砖抗菌防污的性能显得尤为必要。

到目前为止，有关抗菌陶瓷砖的研究方向均为通过在釉层中加入无机抗菌材料后经烧成制备所得具有抗菌性能的陶瓷砖。然而采用这种方式添加无机抗菌材料，会导致无机抗菌材料在后续陶瓷砖烧成工序时与釉层材料发生反应而生成新的物相，且无机抗菌材料会被釉层材料形成的玻璃相包裹，导致其无机抗菌材料中发挥抗菌作用的抗菌离子无法顺利溢出到釉层表面，造成抗菌效果欠佳、釉层表面外观缺陷增多等弊端。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种抗菌陶瓷砖生产工艺。

本发明所采取的技术方案是：一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其包括如下工艺步骤：

1)对烧制成型的釉面砖表面进行抛光，控制釉面光泽度在50～65度范围内，经清洗、吹干，得抛光半成品；

2)采用磨具，通过打蜡的方式将纳米抗菌防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为50～70r/s，磨头对釉面的压力为30～60Pa，打蜡至釉面光泽度大于90度，得抗菌陶瓷砖成品。

本发明所述的纳米抗菌防污液由瓷砖防污液和纳米抗菌浆料按原料质量份比例为100:(5～30)混合而成。所述瓷砖防污液为市售商品，具体可选用广东普朗克A-30防污液、普朗克A-22-16防污液、广东科凝A228防污液等，其与所述纳米抗菌浆料有良好的复配性。其中步骤1)和步骤2)的重要工艺参数的设置和限定是为了与所述的纳米抗菌防污液相适配的，使得经抛刷挤压处理后的纳米抗菌防污液可有效填充釉面上的微纳级凹坑和缝隙并在釉面上形成均匀的防护膜层。特别地，本发明中的瓷砖防污液有利于提高纳米抗菌浆料的抗菌稳定性和持久性，其与纳米抗菌浆料复配后对抗菌、防污性能具有显著的协同作用。

作为上述方案的进一步改进，所述纳米抗菌浆料的制备方法为将纳米氧化锌、无机材料负载纳米锌和无机材料负载纳米银的其中一种材料与水混均后，加入分散剂进行研磨分散，控制固含量为10～40wt％所得。具体地，纳米氧化锌是一种宽禁带半导体材料，在光照条件下，纳米氧化锌价带中的电子会激发到导带，形成自由移动的电子和空穴，这些空穴与吸附在材料表面的氧气、水和羟基发生反应生成氧负离子和过氧化氢等具有还原作用的羟基自由基及活性氧离子；活性氧具有极强的氧化活性，能与细菌中酶蛋白的活性部分(巯基、氨基)发生反应，破坏细菌细胞的增殖能力，而抑制或杀灭细菌，另外，无机材料负载纳米锌及纳米锌在含水中的介质中缓慢释放锌、银离子，由于锌、银离子的氧化还原性，当其与细菌细胞膜结合时，会与细胞中的巯基、氨基发生反应，破坏细菌的膜蛋白结构，使其失去活性，当细菌被杀灭后，锌、银离子会继续从细菌中游离出，继续杀灭细菌。而纳米粉体材料在水中分散时，加入分散剂有利于团聚的粉体的解吸附，达到均匀分散的作用，其中，所述分散剂为聚羧酸钠盐类分散剂，如上海鸿途的HTK5040、HTK5050等分散剂。

作为上述方案的进一步改进，所述纳米抗菌浆料中锌离子的质量分数为4～20％或银离子的质量分数为2～10％。具体地，纳米锌离子材料及纳米银离子材料的抗菌效果与纳米锌及银离子的浓度成正比，浆料中纳米锌及银离子浓度越高，抗菌效果越好。

作为上述方案的进一步改进，所述纳米抗菌浆料中平均颗粒粒径小于200nm。具体地，浆料中颗粒粒径越小、纳米粒子的活性越高，也越容易穿透细胞壁与细胞中有机物结合，破坏细菌中蛋白的活性，从而达到更高的抑菌及杀菌效果。

作为上述方案的进一步改进，所述无机材料为磷酸盐材料或多孔材料。具体地，磷酸盐的层状结构具有较高的热化学稳定性、优异的抗酸碱性及高的离子交换容量，银离子通过离子交换的方式能稳定的存在于磷酸盐的层状结构中，阻止了银离子被氧化而使抗菌活性降低；多孔材料的高比表面积及孔结构特性，有利于抗菌银离子的载入和缓释效果，使其在水中能够保持长期缓慢地释放新鲜的银离子，具备优异的抗菌持久性。

作为上述方案的进一步改进，所述多孔材料选自硅藻土、沸石、凹凸棒土、海泡石和气相白炭黑中的其中一种。具体地，此类多孔材料比表面积大、孔洞结构丰富、成本低廉，同时具有优异的负载锌、银离子等特性。

作为上述方案的进一步改进，所述多孔材料的平均孔径为50～100nm、比表面积为15～60m²/g。具体地，多孔材料的纳米级大孔结构有利于锌、银离子的吸附与释放，高比表面积为锌、银的吸附提供更多的吸附位点，有利于提高锌、银离子在多孔材料的附着。

本发明的有益效果是：本发明通过纳米抗菌防污液的特殊设置，适配特殊的釉面处理工艺及重要工艺参数，仅采用简单高效、可控性强的生产工艺即赋予釉面陶瓷砖优异的抗菌防污性能，其制备所得的抗菌陶瓷砖兼具高效、稳定、持久的抗菌和防污性能，使得该抗菌陶瓷砖可获得大规模生产和广泛应用。

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

一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其包括如下工艺步骤：

1)制备纳米抗菌防污液：将纳米氧化锌与水混合均匀后，加入1wt％HTK5040分散剂进行研磨分散，控制固含量为40wt％、锌离子的质量分数为4％，得到平均颗粒粒径小于200nm的纳米抗菌浆料，取市售的普朗克A30瓷砖防污液和纳米抗菌浆料按原料质量份比例为100:5混合，得到纳米抗菌防污液；

2)用抛光机对已烧制成型的釉面砖表面进行抛光处理，控制釉面光泽度为60度，经清洗、吹干，得抛光半成品；

3)采用磨具，通过打蜡的方式将步骤1)所得的纳米抗菌防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为50r/s，磨头对釉面的压力为60Pa，打蜡至釉面光泽度为93度，得实施例1抗菌陶瓷砖成品。

对比例1

一种陶瓷砖生产工艺，其包括如下工艺步骤：

1)用抛光机对已烧制成型的釉面砖表面进行抛光处理，控制釉面光泽度为60度，经清洗、吹干，得抛光半成品；

2)采用磨具，通过打蜡的方式将市售的普朗克A30瓷砖防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为50r/s，磨头对釉面的压力为60Pa，打蜡至釉面光泽度为93度，得对比例1陶瓷砖成品。

对比例2

一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其包括如下工艺步骤：

1)制备纳米抗菌防污液：将纳米氧化锌与水混合均匀后，加入1wt％HTK5040分散剂进行研磨分散，控制固含量为40wt％、锌离子的质量分数为4％，得到平均颗粒粒径小于200nm的纳米抗菌浆料，取市售的普朗克A30瓷砖防污液和纳米抗菌浆料按原料质量份比例为100:35混合，得到纳米抗菌防污液；

2)用抛光机对已烧制成型的釉面砖表面进行抛光处理，控制釉面光泽度为60度，经清洗、吹干，得抛光半成品；

3)采用磨具，通过打蜡的方式将步骤1)所得的纳米抗菌防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为50r/s，磨头对釉面的压力为60Pa，打蜡至釉面光泽度为93度，得对比例2抗菌陶瓷砖成品。

对比例3

一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其包括如下工艺步骤：

1)制备抗菌防污液：将氧化锌粉末与水混合均匀后，加入1wt％HTK5040分散剂进行分散，控制固含量为40wt％、锌离子的质量分数为10％，得到平均颗粒粒径为1μm的抗菌浆料，取市售的普朗克A30瓷砖防污液和抗菌浆料按原料质量份比例为100:5混合，得到抗菌防污液；

2)用抛光机对已烧制成型的釉面砖表面进行抛光处理，控制釉面光泽度为50度，经清洗、吹干，得抛光半成品；

3)采用磨具，通过打蜡的方式将步骤1)所得的抗菌防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为50r/s，磨头对釉面的压力为60Pa，打蜡至釉面光泽度为75度，得对比例3抗菌陶瓷砖成品。

实施例2

一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其包括如下工艺步骤：

1)制备纳米抗菌防污液：将平均孔径为50nm、比表面积为60m²/g的磷酸锆载纳米银与水混均后，加入1.5wt％HTK5050分散剂进行研磨分散，控制固含量为10wt％、银离子的质量分数为2％，得到平均颗粒粒径小于200nm的纳米抗菌浆料，取市售的广东科凝A228防污液和纳米抗菌浆料按原料质量份比例为100:30混合，得到纳米抗菌防污液；

2)用抛光机对已烧制成型的釉面砖表面进行抛光处理，控制釉面光泽度为65度，经清洗、吹干，得抛光半成品；

3)采用磨具，通过打蜡的方式将步骤1)所得的纳米抗菌防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为70r/s，磨头对釉面的压力为30Pa，打蜡至釉面光泽度为92度，得实施例2抗菌陶瓷砖成品。

实施例3

一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其包括如下工艺步骤：

1)制备纳米抗菌防污液：将平均孔径为80nm、比表面积为40m²/g的硅藻土负载纳米锌与水混合均匀后，加入1.5wt％HTK5040分散剂进行研磨分散，控制固含量为20wt％、锌离子的质量分数为20％，得到平均颗粒粒径小于200nm的纳米抗菌浆料，取市售的广东科凝A228防污液和纳米抗菌浆料按原料质量份比例为100:15混合，得到纳米抗菌防污液；

2)用抛光机对已烧制成型的釉面砖表面进行抛光处理，控制釉面光泽度为50度，经清洗、吹干，得抛光半成品；

3)采用磨具，通过打蜡的方式将步骤1)所得的纳米抗菌防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为60r/s，磨头对釉面的压力为50Pa，打蜡至釉面光泽度为93度，得实施例3抗菌陶瓷砖成品。

实施例4

一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其包括如下工艺步骤：

1)制备纳米抗菌防污液：将平均孔径为80nm、比表面积为40m²/g的气相白炭黑负载纳米锌与水混合均匀后，加入0.5wt％HTK5050分散剂进行研磨分散，控制固含量为30wt％、锌离子的质量分数为15％，得到平均颗粒粒径小于200nm的纳米抗菌浆料，取市售的普朗克A22瓷砖防污液和纳米抗菌浆料按原料质量份比例为100:20混合，得到纳米抗菌防污液；

2)用抛光机对已烧制成型的釉面砖表面进行抛光处理，控制釉面光泽度为60度，经清洗、吹干，得抛光半成品；

3)采用磨具，通过打蜡的方式将步骤1)所得的纳米抗菌防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为60r/s，磨头对釉面的压力为45Pa，打蜡至釉面光泽度为95度，得实施例4抗菌陶瓷砖成品。

实施例5：性能测试

按照JC/T 897－2014《抗菌陶瓷制品抗菌性能》标准，将实施例1～4所得成品、对比例1～3所得成品和购于欧神诺天猫旗舰店的普通釉面砖成品分别对其“抗菌率”及“抗菌持久性”进行性能测试，其测试结果如下表1所示。从表1中可以看出，本发明所制备得到的陶瓷砖产品抗菌性能优异，抗菌效率均达到99.9％以上。

表1 相关性能测试结果

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 (3)

1.一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：

1)对烧制成型的釉面砖表面进行抛光，控制釉面光泽度在50～65度范围内，经清洗、吹干，得抛光半成品；

2)采用磨具，通过打蜡的方式将纳米抗菌防污液抛刷挤压到釉面上，控制磨头的转速为50～70r/s，磨头对釉面的压力为30～60Pa，打蜡至釉面光泽度大于90度，得抗菌陶瓷砖成品；

所述纳米抗菌防污液由瓷砖防污液和纳米抗菌浆料按原料质量份比例为100:(5～30)混合而成；

所述纳米抗菌浆料的制备方法为将纳米氧化锌、无机材料负载纳米锌和无机材料负载纳米银中的其中一种材料与水混均后，加入分散剂进行研磨分散，控制固含量为10～40wt％；

所述无机材料为磷酸盐材料或多孔材料；所述多孔材料的平均孔径为50～100nm、比表面积为15～60m²/g；

所述纳米抗菌浆料中锌离子的质量分数为4～20％或银离子的质量分数为2～10％；

所述瓷砖防污液选自广东普朗克A-30防污液、普朗克A-22-16防污液、广东科凝A228防污液中的任一种。

2.根据权利要求1所述的一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其特征在于：所述纳米抗菌浆料中平均颗粒粒径小于200nm。

3.根据权利要求1所述的一种抗菌陶瓷砖生产工艺，其特征在于：所述多孔材料选自硅藻土、沸石、凹凸棒土、海泡石和气相白炭黑中的其中一种。