CN112321270A - 含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及陶瓷和功能性装饰材料技术领域，具体涉及一种含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖及其制备工艺。包括陶瓷砖坯和面釉；所述面釉的原料包括复合多孔光催化悬浮液和基料，所述复合多孔光催化悬浮液为所述基料的重量的40‑50wt％；所述复合多孔光催化悬浮液的原料包括多孔材料、锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙，所述多孔材料包括沸石和硅藻土；所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的颗粒粒径均小于所述多孔材料的微孔的孔径。制得的光催化负离子陶瓷砖面釉含有多孔材料，多孔材料的微孔可吸收空气中的有害气体，并通过负离子、光催化以及远红外线等材料净化有害气体。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷和功能性装饰材料技术领域，具体涉及一种含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖及其制备工艺。
背景技术
随着工业的发展，空气污染越来越严重，空气中含有各种对人体有害的物质，因此空气净化越来越受关注。
近年在国内外市场涌现了许多净化空气的室内装饰材料，如负离子涂料、负离子板材、负离子瓷砖、光催化涂料和光催化瓷砖等。
现有市场上的负离子砖有两种，一种是在陶瓷釉料层中引入稀土复合盐类；另一种是陶瓷砖的表面涂覆有光触媒涂层。
目前市场上生产的负离子瓷砖，只有单纯的负离子或者光催化功能，空气净化效率低效果差。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖及其制备工艺，具有光催化作用，含有的改性多孔材料可增强空气中的有害物质的净化效果。
为达此目的，本发明采用以下技术方案
一种含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，包括陶瓷砖坯和面釉；
所述面釉的原料包括复合多孔光催化悬浮液和基料，所述复合多孔光催化悬浮液为所述基料的重量的40-50wt％；
所述复合多孔光催化悬浮液的原料包括多孔材料、锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙，所述多孔材料包括沸石和硅藻土；
所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的颗粒粒径均小于所述多孔材料的微孔的孔径。
进一步的，按照重量份数计算，所述复合多孔光催化悬浮液的原料具体包括：锂电气石20-25份、纳米氧化镁10-15份、钒酸铋20-24份、纳米氧化锌5-8份、氧化钙8-12份、沸石30-35份和硅藻土45-50份。
具体的，按照重量份数计算，所述基料包括:钾长石30-35份、霞石粉5-7份、铝矾土12-18份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝18-25和纳米氧化锌2-3份；
所述纳米氧化锌的粒径为3-5纳米。
进一步的，本发明还提出了以上所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，包括砖坯素烧步骤、复合多孔光催化悬浮液制备步骤、面釉制备步骤和陶瓷砖烧制步骤；
其中，所述复合多孔光催化悬浮液制备步骤包括：
S1)按照重量份数计算，称取沸石30-35份和硅藻土45-50份，用超声波清洗所述沸石和硅藻土使其微孔通畅，制得多孔材料混合粉；
S2)按照重量份数计算，称取锂电气石20-25份、纳米氧化镁10-15份、钒酸铋20-24份、纳米氧化锌5-8份和氧化钙8-12份，加入所述多孔材料混合粉和适量的水混合搅拌均匀，制得复合光催化混合溶液；
S3)往所述复合光催化混合溶液，加入聚酰胺蜡、气相二氧化硅和羧甲基纤维素钠，搅拌均匀，制得所述复合多孔光催化悬浮液。
具体的，步骤S1)中，所述沸石和硅藻土的微孔的孔径为8-10nm，所述沸石和硅藻土的粒径均为20-100nm；
步骤S2)中，所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的粒径为3-5纳米；
步骤S3)中，加入的聚酰胺蜡、气相二氧化硅和羧甲基纤维素钠为所述复合光催化混合溶液的重量的2-3％、3-5wt％和0.5-0.8wt％。
具体的，所述面釉制备步骤，包括:
R1)按照重量份数计算，称取钾长石30-35份、霞石粉5-7份、铝矾土12-18份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝18-25和纳米氧化锌2-3份，搅拌混合均匀，制得基料混合物；
R2)在所述基料混合物加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，用球磨机研磨搅拌均匀，过325目筛，筛余为0.1-0.4wt％，制得基料浆料；
R3)在所述基料浆料中，加入所述复合多孔光催化悬浮液，搅拌均匀后加水调整比重至1.41-1.45g/cm3，即制得所述面釉。
具体的，步骤R2)中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠为所述基料混合物的重量百分比分别为30wt％、0.15-0.20wt％和0.4wt％；
步骤R3)中，加入的所述复合多孔光催化悬浮液为所述基料浆料的重量的40-50wt％。
具体的，所述砖坯素烧步骤，包括:
P1)将陶瓷砖生坯，入窑在900-1000℃的温度下烧成，制得所述陶瓷砖坯。
具体的，所述陶瓷砖烧制步骤，包括:
T1)将所述面釉，布施在所述陶瓷砖坯的表面；
T2)将施釉后的所述陶瓷砖坯烘干；
T3)将烘干的所述陶瓷砖坯，放入陶瓷辊道窑，在600-800℃的温度下烧成，即制得所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖。
可选择实施的，所述砖坯素烧步骤，在步骤P1)之前还包括:
P01)按照重量份数计算，称取钾长石20-30份、球黏土8-15份、瓷石粉30-45份、中温砂8-14份和抛光废渣15-23份，混合搅拌均匀，制得坯体粉料；
P02)在所述坯体粉料压制成型，制得陶瓷砖生坯。
本发明的有益效果为：本发明所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，面釉含有锂电气石和钒酸铋是具有介电性和远红外线功能物质，可形成一个弱电场；含有的纳米氧化镁、纳米氧化锌具有光催化功能的负离子材料，且具有相互强化光催化功能的作用；并且含有多孔材料沸石和硅藻土。
所述沸石和硅藻土均具有较大孔隙率，比表面积大，可协同吸附的负离子活性物质电离空气中的水分子而产生大量的负离子，可以提高所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的光催化作用，
本发明还提出了所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺制得的光催化负离子陶瓷砖，具有良好的甲醛清除功效，且甲醛净化效率可满足JC/T1074-2008标准的Ⅱ类要求。
所述沸石和硅藻土的含量多于所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的总体含量，可以成倍地提高所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙在釉料表面的分布率，进一步提高所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙与空气中的水分子、有害气体的接触面积，故此，制得的所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，具有高效的有害气体净化效率，负离子诱生量也明显高于现有技术的负离子陶瓷砖。
本发明解决了现有技术的负离子陶瓷砖的负离子诱发量低，空气净化效果差的技术问题。
具体实施方式
下面以具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。
一种含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，包括陶瓷砖坯和面釉；
所述面釉的原料包括复合多孔光催化悬浮液和基料，所述复合多孔光催化悬浮液为所述基料的重量的40-50wt％；
所述复合多孔光催化悬浮液的原料包括多孔材料、锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙，所述多孔材料包括沸石和硅藻土；
所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的颗粒粒径均小于所述多孔材料的微孔的孔径。
本发明所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，面釉含有锂电气石和钒酸铋是具有介电性和远红外线功能物质，可形成一个弱电场；含有的纳米氧化镁、纳米氧化锌具有光催化功能的负离子材料，且具有相互强化光催化功能的作用；并且含有多孔材料沸石和硅藻土。
所述沸石和硅藻土的微孔可吸收空气中的有害气体，通过位于孔洞壁或者陶瓷砖表面的负离子、光催化以及远红外线等材料净化有害气体。
沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有很大的开放性。晶格中存在的大小不同空腔，可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子，以净化或分离混合成分的物质，如气体分离。
硅藻土中的硅藻有许多不同的形状，如圆盘状、针状、筒状、羽状等。松散密度为0.3-0.5g/cm3,莫氏硬度为1-1.5，硅藻骨骼微粒为4.5-5mm，孔隙率达80-90％，能吸收其本身重量1.5-4倍的水。
所述沸石和硅藻土均具有较大孔隙率，比表面积大，可协同吸附的负离子活性物质电离空气中的水分子而产生大量的负离子，可以提高所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的光催化作用。
负离子是空气中一种带负电荷的气体离子，具有抑菌杀菌、除尘除臭、提高身体免疫力、改善心脏功能、中和正电荷的功能:能与空气中漂浮的烟雾、灰尘及杂质结合，增加其比重使其沉降，中和静电、电波、电脑、电视等产生的辐射，达到清新空气、降低辐射的效果。
本发明所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，不仅能够达到提升室内空气负离子的浓度，并且可清除室内空气中的有害气体，安全环保；且能长期持续地产生空气负离子。本发明制得的所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，具有良好的甲醛清除功效，且甲醛净化效率可满足JC/T1074-2008标准的Ⅱ类要求。
进一步的，按照重量份数计算，所述复合多孔光催化悬浮液的原料具体包括：锂电气石20-25份、纳米氧化镁10-15份、钒酸铋20-24份、纳米氧化锌5-8份、氧化钙8-12份、沸石30-35份和硅藻土45-50份。
含有30-35份的所述沸石和45-50份的硅藻土，所述沸石和硅藻土的含量多于所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的总体含量，可以成倍地提高所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙在釉料表面的分布率，进一步提高所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙与空气中的水分子、有害气体的接触面积，故此，制得的所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，具有高效的有害气体净化效率，负离子诱生量也明显高于现有技术的负离子陶瓷砖。
所述沸石和硅藻土具有较大的比表面积，如果加入的量过多，会由于分散性不好造成产品的表面外观粗糙感觉差，而加入量过少则功效不够。
具体的，按照重量份数计算，所述基料包括:钾长石30-35份、霞石粉5-7份、铝矾土12-18份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝18-25和纳米氧化锌2-3份；
所述纳米氧化锌的粒径为3-5纳米。
钾长石和霞石粉可提高所述面釉的熔融温度，所述面釉的烧成温度为600-800℃，可降低高温对所述多孔材料的不良影响。对包裹的多孔材料、光催化物质具有保护的作用，可保护所述光催化物质的包裹的完整性。
进一步的，本发明还提出了一种以上所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，包括砖坯素烧步骤、复合多孔光催化悬浮液制备步骤、面釉制备步骤和陶瓷砖烧制步骤；
其中，所述复合多孔光催化悬浮液制备步骤包括：
S1)按照重量份数计算，称取沸石30-35份和硅藻土45-50份，用超声波清洗所述沸石和硅藻土使其微孔通畅，制得多孔材料混合粉；
S2)按照重量份数计算，称取锂电气石20-25份、纳米氧化镁10-15份、钒酸铋20-24份、纳米氧化锌5-8份和氧化钙8-12份，加入所述多孔材料混合粉和适量的水混合搅拌均匀，制得复合光催化混合溶液；
S3)往所述复合光催化混合溶液，加入聚酰胺蜡、气相二氧化硅和羧甲基纤维素钠，搅拌均匀，制得所述复合多孔光催化悬浮液。
通过超声波清洗所述沸石和硅藻土的微孔后，再与远红外、负离子活性物质混合，可以使所述沸石和硅藻土的微孔内壁、以及颗粒周围吸附更多的具有远红外、负离子活性物质，提高制得的所述的含有光催化功能的负离子陶瓷砖的功效和有害气体的净化效率。
加入所述多孔材料混合粉和适量的水，使所述复合光催化混合溶液的固体总量保持为60-80wt％，以确保所述复合光催化混合溶液具有良好的光催化功效。
具体的，步骤S1)中，所述沸石和硅藻土的微孔的孔径为8-10nm，所述沸石和硅藻土的粒径均为20-100nm；
步骤S2)中，所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的粒径为3-5纳米；
步骤S3)中，加入的聚酰胺蜡、气相二氧化硅和羧甲基纤维素钠为所述复合光催化混合溶液的重量的2-3％、3-5wt％和0.5-0.8wt％。
加入聚酰胺蜡、气相二氧化硅和羧甲基纤维素钠为防沉剂、分散剂，可以提高所述沸石和硅藻土在所述复合多孔光催化悬浮液中的分散性，并使所述复合多孔光催化悬浮液更稳定而不易沉淀。
具体的，所述面釉制备步骤，包括:
R1)按照重量份数计算，称取钾长石30-35份、霞石粉5-7份、铝矾土12-18份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝18-25和纳米氧化锌2-3份，搅拌混合均匀，制得基料混合物；
R2)在所述基料混合物加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，用球磨机研磨搅拌均匀，过325目筛，筛余为0.1-0.4wt％，制得基料浆料；
R3)在所述基料浆料中，加入所述复合多孔光催化悬浮液，搅拌均匀后加水调整比重至1.41-1.45g/cm3，即制得所述面釉。
所述复合多孔光催化悬浮液加入所述面釉浆料后，不需要球磨充分搅拌均匀后即可使用，可避免球磨对所述沸石和硅藻土的微孔结构的破坏。
所述面釉浆料相当于是溶剂，把复合光催化浆料分散在里面，这样多孔材料、光催化物质可以更好的分布在瓷砖的釉层的表面。
所述面釉的比重为1.41-1.45g/cm3，可以使所述复合光催化浆料富集于面釉浆料的表面，可使制得的所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖具有更好的空气过滤、光催化功效。
所述面釉浆料包裹在所述复合光催化浆料的周边，可保护所述复合光催化浆料的颗粒免于磨损，使所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖具有更好的使用寿命。
具体的，步骤R2)中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠为所述基料混合物的重量百分比分别为30wt％、0.15-0.20wt％和0.4wt％；
步骤R3)中，加入的所述复合多孔光催化悬浮液为所述基料浆料的重量的40-50wt％。
加入的分散剂羧甲基纤维素钠和防沉剂三聚磷酸钠，可以使所述面釉浆料更稳定。
加入的所述复合多孔光催化悬浮液过多，釉面的膨胀比较大，甚至造成釉面的表面变形影响装饰效果，过少，净化空气效果性能降低。
具体的，所述砖坯素烧步骤，包括:
P1)将陶瓷砖生坯，入窑在900-1000℃的温度下烧成，制得所述陶瓷砖坯。
具体的，所述陶瓷砖烧制步骤，包括:
T1)将所述面釉，布施在所述陶瓷砖坯的表面；
T2)将施釉后的所述陶瓷砖坯烘干；
T3)将烘干的所述陶瓷砖坯，放入陶瓷辊道窑，在600-800℃的温度下烧成，即制得所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖。
所述砖坯素烧步骤先将烧制温度高于面釉的所述陶瓷砖坯烧制好，可以进一步降低所述面釉的烧制温度，可以保护所述复合多孔光催化料含有的多孔材料、光催化物质的晶格结构和功效,避免烧制温度超过耐热温度而被破坏,尤其要避免高温破坏沸石的晶格结构而造成所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖失去了多孔吸附和净化的功效
所述陶瓷砖烧制步骤中，含有多种的改性多孔材料、光催化和负离子物质在烧成的时候保留其有部分的颗粒表面暴露于釉层表面，在可见光下可以更有利于釉层表面的光催化物质的功能发挥。
制得的所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，各项性能均符合国标的标准要求，按照JC/T1074-2008标准检测的甲醛持久性净化效率可达到95％；负离子诱发量大于4800个/cm3，洗刷4万次后的负离子诱发量大于4700个/cm3；具有非常优异的空气净化性能。
可选择实施的，所述砖坯素烧步骤，在步骤P1)之前还包括:
P01)按照重量份数计算，称取钾长石20-30份、球黏土8-15份、瓷石粉30-45份、中温砂8-14份和抛光废渣15-23份，混合搅拌均匀，制得坯体粉料；
P02)在所述坯体粉料压制成型，制得陶瓷砖生坯。
本发明所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，可选用各种陶瓷砖坯体，包括压制的陶瓷砖坯体。
实施例和对比例
1、一种含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，包括陶瓷砖坯和面釉；
所述面釉的原料包括复合多孔光催化悬浮液和基料，所述复合多孔光催化悬浮液为所述基料的重量的40-50wt％；
所述复合多孔光催化悬浮液的原料包括多孔材料、锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙，所述多孔材料包括沸石和硅藻土；
所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的颗粒粒径均小于所述多孔材料的微孔的孔径。
按照重量份数计算，所述复合多孔光催化悬浮液的原料具体包括：锂电气石20-25份、纳米氧化镁10-15份、钒酸铋20-24份、纳米氧化锌5-8份、氧化钙8-12份、沸石30-35份和硅藻土45-50份。
按照重量份数计算，所述基料包括:钾长石30-35份、霞石粉5-7份、铝矾土12-18份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝18-25和纳米氧化锌2-3份；
所述纳米氧化锌的粒径为3-5纳米。
2、上述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，包括砖坯素烧步骤、复合多孔光催化悬浮液制备步骤、面釉制备步骤和陶瓷砖烧制步骤；
其中，所述复合多孔光催化悬浮液制备步骤包括：
S1)按照重量份数计算，称取沸石30-35份和硅藻土45-50份，用超声波清洗所述沸石和硅藻土使其微孔通畅，制得多孔材料混合粉；
S2)按照重量份数计算，称取锂电气石20-25份、纳米氧化镁10-15份、钒酸铋20-24份、纳米氧化锌5-8份和氧化钙8-12份，加入所述多孔材料混合粉和适量的水混合搅拌均匀，制得复合光催化混合溶液；
S3)往所述复合光催化混合溶液，加入聚酰胺蜡、气相二氧化硅和羧甲基纤维素钠，搅拌均匀，制得所述复合多孔光催化悬浮液。
步骤S1)中，所述沸石和硅藻土的微孔的孔径为8-10nm，所述沸石和硅藻土的粒径均为20-100nm；
步骤S2)中，所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的粒径为3-5纳米；
步骤S3)中，加入的聚酰胺蜡、气相二氧化硅和羧甲基纤维素钠为所述复合光催化混合溶液的重量的2-3％、3-5wt％和0.5-0.8wt％。
所述面釉制备步骤，包括:
R1)按照重量份数计算，称取钾长石30-35份、霞石粉5-7份、铝矾土12-18份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝18-25和纳米氧化锌2-3份，搅拌混合均匀，制得基料混合物；
R2)在所述基料混合物加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，用球磨机研磨搅拌均匀，过325目筛，筛余为0.1-0.4wt％，制得基料浆料；
R3)在所述基料浆料中，加入所述复合多孔光催化悬浮液，搅拌均匀后加水调整比重至1.41-1.45g/cm3，即制得所述面釉。
步骤R2)中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠为所述基料混合物的重量百分比分别为30wt％、0.15-0.20wt％和0.4wt％；
步骤R3)中，加入的所述复合多孔光催化悬浮液为所述基料浆料的重量的40-50wt％。
所述砖坯素烧步骤，包括:
P1)将陶瓷砖生坯，入窑在900-1000℃的温度下烧成，制得所述陶瓷砖坯。
所述陶瓷砖烧制步骤，包括:
T1)将所述面釉，布施在所述陶瓷砖坯的表面；
T2)将施釉后的所述陶瓷砖坯烘干；
T3)将烘干的所述陶瓷砖坯，放入陶瓷辊道窑，在600-800℃的温度下烧成，即制得所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖。
所述砖坯素烧步骤，在步骤P1)之前还包括:
P01)按照重量份数计算，称取钾长石20-30份、球黏土8-15份、瓷石粉30-45份、中温砂8-14份和抛光废渣15-23份，混合搅拌均匀，制得坯体粉料；
P02)在所述坯体粉料压制成型，制得陶瓷砖生坯。
3、各实施例和对比例为根据以上含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺制得的陶瓷砖。
4、根据《T/CBMCA 004-2018》和《T/CBMCA_005—2018负离子陶瓷砖健康等级划分及标识》的标准，检测各实施例和对比例制得的陶瓷砖的负离子含量；根据建材行业执行标准JC/T1074-2008，检测各实施例和对比例制得的陶瓷砖的甲醛的净化性能和持久性的净化效率。
5、各实施例的原料成分、工艺参数和检测结果见表1，各对比例原料成分、工艺参数和检测结果见表2。
表1 各实施例的原料成分、工艺参数和检测结果
表2 各对比例的原料成分、工艺参数和检测结果
下面根据以上的各个实施例和对比例的情况和检测结果分析说明
1、根据建材行业执行标准JC/T1074-2008甲醛的净化性能的净化效率≥75％为I类，≥80％为Ⅱ类；负离子≥2000个/cm3，健康等级为Ⅰ；1200≤负离子＜2000个/cm3，健康等级为Ⅱ；500≤负离子＜1200个/cm3，健康等级为Ⅲ；负离子＜500个/cm3，健康等级为Ⅳ；持久性的净化效率≥60％为I类，≥65％为Ⅱ类。
2、根据实施例1-6在可见光照射下的检测结果和有关数据分析可知：实施例1-6制得的陶瓷砖,外观良好，负离子诱生量为4810-4930个/cm3,健康等级为Ⅰ；洗刷4万次右测得的负离子诱生量为4720-4840个/cm3；甲醛的净化性能净化效率为95-97％，甲醛的持久性净化效率为95％，均达到并超过Ⅱ类标准的要求；说明本发明所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺是有效的，制得的所述陶瓷砖具有负离子诱生效果，相比现有技术的负离子的陶瓷制品具有更为优异的负离子诱生量，且具有良好的耐洗刷性能。
3、与实施例3对比，分析对比例1、2和3，对比例1、2和3的不同在于：复合多孔光催化悬浮液的原料中的沸石或者硅藻土的重量份数不同，超出了限定的范围值；对比例1的沸石的重量份数为25，低于30-35的最低值30，导致对比例1的沸石的吸收空气中的水分和甲醛的作用不足，对比例1的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有明显的降低；对比例2的硅藻土的重量份数为35，低于45-50的最低值45，导致对比例2的硅藻土的含量过低，光催化作用充足，对比例1的沸石的吸收空气中的水分和甲醛的作用不足，对比例1的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有明显的降低；对比例3的沸石的重量份数为40，高于25-40的最高值40，导致对比例3的沸石的含量过高分散性不好，制得釉面粗糙不良，不能满足使用的要求；硅藻土的含量过高分散性不好，也会造成类似现象就不找累述；故此，复合多孔光催化悬浮液的原料中的沸石或者硅藻土的重量份数的范围值分别为30-35和40-45的设置是较为适宜的。
4、与实施例3对比，分析对比例4和5，对比例4和5的不同在于：复合多孔光催化悬浮液的原料中的锂电气石和钒酸铋的重量份数不同，超出了限定的范围值；对比例4的原料中的锂电气石和钒酸铋的重量份数分别为17和15，分别低于20-25和20-24的范围值的最低值，造成对比例4的光催化物质的电场强度不足，光催化的激发作用不强，对比例4的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有明显的降低；对比例5的原料中的锂电气石和钒酸铋的重量份数分别为28和27，分别高于20-25和20-24的范围值的最高值，造成对比例4的光催化物质的电场强度非常高，光催化的激发作用非常好，但对比例5的负离子诱生量没有因为锂电气石和钒酸铋的含量的增加而增强，对比例5的负离子生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3更好，但没有超过实施例6的效果；故此，复合多孔光催化悬浮液的原料中的锂电气石和钒酸铋的重量份数的范围值分别设定为20-25和20-24是较为适宜。
5、与实施例3对比，分析对比例6和7，对比例6和7的不同在于：复合多孔光催化悬浮液的原料中的纳米氧化镁和纳米氧化锌的重量份数不同，超出了限定的范围值；对比例6的纳米氧化镁和纳米氧化锌的重量份数分别为8和4，分别低于10-15和5-8的范围值的最低值，造成对比例,6的光催化物质的含量不足，对比例6的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有明显的降低；对比例7的纳米氧化镁和纳米氧化锌的重量份数分别为18和10，分别高于10-15和5-8的范围值的最高值，造成对比例7的光催化物质的电场强度非常高，光催化的激发作用非常好，但对比例7的负离子诱生量没有因为锂电气石和钒酸铋的含量的增加而增强，对比例7的负离子生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3更好，但没有超过实施例6的效果；故此，复合多孔光催化悬浮液的原料中的纳米氧化镁和纳米氧化锌的重量份数的范围值分别设定为10-15和5-8是较为适宜。
6、与实施例3对比，分析对比例8，对比例8的不同在于：复合多孔光催化悬浮液的原料中不含沸石和硅藻土，导致对比例8制得的陶瓷砖不具有吸收空气中的水分和甲醛的微孔结构，其负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有大幅度的降低，其负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性的效果比对比例1、2、4、5、6和7都更差，且达不到I类标准的要求；故此，本发明所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，其含有的沸石和硅藻土具有明显的负离子功能的强化和增效作用。
7、与实施例3对比，分析对比例9和10，对比例9和10的不同在于：面釉的烧制温度不同，超出了600-800℃的范围；对比例9和10的面釉的烧制温度分别为500-700℃和900-1000℃；对比例9的面釉的烧制温度过低，造成对比例9的面釉生烧，失去了必要的釉面功能不能使用；对比例10的烧制温度高于生烧沸石和硅藻土的微孔结构的耐热温度，造成了制得的面釉中的沸石和硅藻土的微孔结构失效，对比例10的负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性均比实施例3有大幅度的降低，其负离子诱生量、甲醛净化效率和持久性的效果比对比例1、2、4、5、6和7都更差，与对比例8的效果接近，且达不到I类标准的要求；故此，面釉的烧制温度设置为600-800℃的范围是较为适宜。
综上所述，本发明所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，面釉含有锂电气石和钒酸铋是具有介电性和远红外线功能物质，可形成一个弱电场；含有的纳米氧化镁、纳米氧化锌具有光催化功能的负离子材料，且具有相互强化光催化功能的作用；并且含有多孔材料沸石和硅藻土。
所述沸石和硅藻土的微孔可吸收空气中的有害气体，通过位于孔洞壁或者陶瓷砖表面的负离子、光催化以及远红外线等材料净化有害气体。
所述沸石和硅藻土均具有较大孔隙率，比表面积大，可协同吸附的负离子活性物质电离空气中的水分子而产生大量的负离子，可以提高所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的光催化作用。
本发明提出了一种制备所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，制得的光催化负离子陶瓷砖的各项性能均符合国标的标准要求，按照JC/T1074-2008标准检测的甲醛持久性净化效率可达到95％；负离子诱发量大于4800个/cm3，洗刷4万次后的负离子诱发量大于4700个/cm3；具有非常优异的空气净化性能。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施实施进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，其特征在于，包括陶瓷砖坯和面釉；
所述面釉的原料包括复合多孔光催化悬浮液和基料，所述复合多孔光催化悬浮液为所述基料的重量的40-50wt％；
所述复合多孔光催化悬浮液的原料包括多孔材料、锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙，所述多孔材料包括沸石和硅藻土；
所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的颗粒粒径均小于所述多孔材料的微孔的孔径。
2.根据权利要求1所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，其特征在于，按照重量份数计算，所述复合多孔光催化悬浮液的原料具体包括：锂电气石20-25份、纳米氧化镁10-15份、钒酸铋20-24份、纳米氧化锌5-8份、氧化钙8-12份、沸石30-35份和硅藻土45-50份。
3.根据权利要求1所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，其特征在于，按照重量份数计算，所述基料包括:钾长石30-35份、霞石粉5-7份、铝矾土12-18份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝18-25和纳米氧化锌2-3份；
所述纳米氧化锌的粒径为3-5纳米。
4.一种含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，用于制备权利要求1-3任一所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖，包括砖坯素烧步骤、复合多孔光催化悬浮液制备步骤、面釉制备步骤和陶瓷砖烧制步骤；
其中，所述复合多孔光催化悬浮液制备步骤包括：
S1)按照重量份数计算，称取沸石30-35份和硅藻土45-50份，用超声波清洗所述沸石和硅藻土使其微孔通畅，制得多孔材料混合粉；
S2)按照重量份数计算，称取锂电气石20-25份、纳米氧化镁10-15份、钒酸铋20-24份、纳米氧化锌5-8份和氧化钙8-12份，加入所述多孔材料混合粉和适量的水混合搅拌均匀，制得复合光催化混合溶液；
S3)往所述复合光催化混合溶液，加入聚酰胺蜡、气相二氧化硅和羧甲基纤维素钠，搅拌均匀，制得所述复合多孔光催化悬浮液。
5.根据权利要求4所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，步骤S1)中，所述沸石和硅藻土的微孔的孔径为8-10nm，所述沸石和硅藻土的粒径均为20-100nm；
步骤S2)中，所述锂电气石、纳米氧化镁、钒酸铋、纳米氧化锌和氧化钙的粒径为3-5纳米；
步骤S3)中，加入的聚酰胺蜡、气相二氧化硅和羧甲基纤维素钠为所述复合光催化混合溶液的重量的2-3％、3-5wt％和0.5-0.8wt％。
6.根据权利要求4所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，所述面釉制备步骤，包括:
R1)按照重量份数计算，称取钾长石30-35份、霞石粉5-7份、铝矾土12-18份、高岭土5-7份、球黏土8-10份、花都黑泥5-7份、氧化铝18-25和纳米氧化锌2-3份，搅拌混合均匀，制得基料混合物；
R2)在所述基料混合物加入水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠，用球磨机研磨搅拌均匀，过325目筛，筛余为0.1-0.4wt％，制得基料浆料；
R3)在所述基料浆料中，加入所述复合多孔光催化悬浮液，搅拌均匀后加水调整比重至1.41-1.45g/cm3，即制得所述面釉。
7.根据权利要求6所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，步骤R2)中，加入的水、羧甲基纤维素钠和三聚磷酸钠为所述基料混合物的重量百分比分别为30wt％、0.15-0.20wt％和0.4wt％；
步骤R3)中，加入的所述复合多孔光催化悬浮液为所述基料浆料的重量的40-50wt％。
8.根据权利要求4所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，所述砖坯素烧步骤，包括:
P1)将陶瓷砖生坯，入窑在900-1000℃的温度下烧成，制得所述陶瓷砖坯。
9.根据权利要求4所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，所述陶瓷砖烧制步骤，包括:
T1)将所述面釉，布施在所述陶瓷砖坯的表面；
T2)将施釉后的所述陶瓷砖坯烘干；
T3)将烘干的所述陶瓷砖坯，放入陶瓷辊道窑，在600-800℃的温度下烧成，即制得所述含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖。
10.根据权利要求8所述的含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖的制备工艺，其特征在于，所述砖坯素烧步骤，在步骤P1)之前还包括:
P01)按照重量份数计算，称取钾长石20-30份、球黏土8-15份、瓷石粉30-45份、中温砂8-14份和抛光废渣15-23份，混合搅拌均匀，制得坯体粉料；
P02)在所述坯体粉料压制成型，制得陶瓷砖生坯。
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