CN112441745A - 一种抗菌釉料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种抗菌釉料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗菌釉料，由底釉和面釉构成；所述底釉的组成为硅酸锆7～12wt％、二氧化钛1～2wt％、余量为基础底釉料；所述面釉的组成为稀土无机化合物0.5～2wt％、余量为基础面釉料，所述稀土无机化合物中含有含量≥16wt％的二氧化钛和含量≥15wt％的二氧化钍。此外，还公开了上述抗菌釉料的制备方法和应用。本发明通过配方设计以获得可辐射远红外线的釉层，使得卫生陶瓷制品具有除菌抗菌作用，从而有效提高了抗菌卫生陶瓷的抗菌效果，更好地解决了环境优化及净化的问题。

Description

一种抗菌釉料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及陶瓷釉料技术领域，尤其涉及一种抗菌釉料及其制备方法和应用。
背景技术
随着人们生活水平和生活质量的提高，人们对公共场所、居住空间、日用生活及医院设施的环境优化及净化日益关注。抗菌卫生陶瓷制品在人们的生活中应用越来越广泛，一些抗菌卫生陶瓷的生产厂家为弥补市场上的抗菌卫生陶瓷对健康环保家居方面的空缺，尝试在抗菌卫生陶瓷釉料中添加银离子进行抗菌，但一般的银离子抗菌材料的抗菌率仅为95％左右，且银离子抗菌剂持久性不行，抗菌效果半年后就低于85％以下，使用其的抗菌卫生陶瓷的抗菌效果较差。为更好地解决环境优化及净化的问题，亟需生产一种抗菌率更高的陶瓷釉料运用于抗菌卫生陶瓷制品中。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗菌釉料，通过配方设计以获得可辐射远红外线的釉层，使得陶瓷制品具有除菌抗菌作用，从而有效提高抗菌卫生陶瓷的抗菌效果，更好地解决环境优化及净化的问题。本发明的另一目的在于提供上述抗菌釉料的制备方法和应用。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种抗菌釉料，由底釉和面釉构成；所述底釉的组成为硅酸锆7～12wt％、二氧化钛1～2wt％、余量为基础底釉料；所述面釉的组成为稀土无机化合物0.5～2wt％、余量为基础面釉料，所述稀土无机化合物中含有含量≥16wt％的二氧化钛和含量≥15wt％的二氧化钍。
锆是过渡元素，其容易吸收氢、氮和氧气，特别对氧的亲和力极强；钛是一种银白色的过渡元素，其化学性质及物理性质和锆相似；钍是一种放射性金属元素，其化学性质极为活泼。本发明在釉料中引入了锆、钛和钍三种元素，使得其烧成获得的釉层可辐射远红外线，从而起到除菌抗菌作用。
本发明可采取如下进一步措施：
本发明所述稀土无机化合物的化学组成为二氧化硅35～43wt％、二氧化钛16～25wt％、二氧化钍15～20wt％、氧化钙1～4wt％、二氧化铈2～3wt％、五氧化二磷1～2wt％、三氧化二铝1～1.5wt％、钋0.5～1wt％、氧化钡0.4～1.2wt％、三氧化二镧0.5～0.9wt％、三氧化硫0.5～0.6wt％、氧化钠0.3～0.4wt％、三氧化二钕0.2～0.3wt％、氧化钾0.2～0.3wt％、氧化锌0.2～0.3wt％、三氧化二钇0.1～0.2wt％、氧化银0.1～0.2wt％、三氧化二铁0.1～0.2wt％、氯0～0.1wt％、三氧化二锗0～0.1wt％、氧化铅0～0.1wt％、烧失量10～12wt％。
进一步地，按照在底釉中所占的比例，本发明所述基础底釉料的原料组成为石英25～35wt％、水磨钠长石20～28wt％、煅烧高岭土8～12wt％、煅烧氧化锌1.5～4wt％、煅烧α氧化铝1～4wt％、硅灰石6～10wt％、石灰石8～12wt％、碳酸锶2～6wt％、高温熔块3～6wt％、煅烧滑石1～3wt％。
进一步地，按照在面釉中所占的比例，本发明所述基础面釉料的原料组成为石英8～12wt％、水磨钠长石11～15wt％、硅灰石1～6wt％、石灰石1～7wt％、高岭土1～5wt％、煅烧氧化锌1～6wt％、煅烧滑石2～8wt％、高温熔块40～60wt％。
上述方案中，本发明所述高温熔块的熔融温度为1050～1150℃。
本发明的另一目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的上述抗菌釉料的制备方法如下：
(1)底釉的制备
按照所述底釉的组成进行配比，球磨混合后得到平均细度为6～13μm的底釉；
(2)面釉的制备
按照所述面釉的组成进行配比，球磨混合后得到平均细度为6～10μm的面釉。
本发明提供的上述抗菌釉料的应用如下，在陶瓷坯体表面首先施底釉、然后再施面釉；所述底釉厚度为0.6～1mm，面釉厚度为0.05～0.15mm；施釉后的陶瓷坯体干燥后，经烧成，即得到具有抗菌釉层的陶瓷制品。
进一步地，本发明所述抗菌釉料的应用中，在1170～1250℃温度下烧成，高温保温时间为0.5～2h，烧成周期为14～25h。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明在釉料中引入了锆、钛和钍三种元素，过渡元素锆和钛进行表面水活化，使得其表面产生用于捕获自由空穴的羟基，形成羟基自由基，而其游离的自由电子也很快与吸收态氧气结合，形成超氧自由基，最后通过羟基自由基、超氧自由基和钍元素之间的组合，促进了由釉料烧成获得的釉层可辐射出远红外线(远红外发射率＞0.83)，从而起到抗菌、除氨以及去除甲醛等功能。
(2)本发明通过在面釉和底釉配方中加入高温熔块，一方面对釉面光泽度起到提升的作用，可有效改善釉面质量；另一方面可给锆、钛和钍三种元素的组合催化提供一个良好环境，有助于抗菌、除氨及除甲醛效果的发挥。
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
1、本发明实施例一种抗菌釉料，由底釉和面釉构成；其中，
底釉的原料组成为石英25～35wt％、水磨钠长石20～28wt％、煅烧高岭土8～12wt％、煅烧氧化锌1.5～4wt％、煅烧α氧化铝1～4wt％、硅灰石6～10wt％、石灰石8～12wt％、碳酸锶2～6wt％、高温熔块3～6wt％、煅烧滑石1～3wt％、硅酸锆7～12wt％、二氧化钛1～2wt％。
面釉的原料组成为石英8～12wt％、水磨钠长石11～15wt％、硅灰石1～6wt％、石灰石1～7wt％、高岭土1～5wt％、煅烧氧化锌1～6wt％、煅烧滑石2～8wt％、高温熔块40～60wt％、稀土无机化合物0.5～2wt％。
本发明实施例所采用的底釉和面釉的原料组成如表1和表2所示。
表1本发明实施例底釉的原料组成
Figure BDA0002819689020000031
表2本发明实施例面釉的原料组成
Figure BDA0002819689020000032
Figure BDA0002819689020000041
表1和表2中底釉和面釉采用现有的熔融温度为1100℃的高温熔块，其具体化学组成为：氧化硅54.74wt％、氧化铝11.21wt％、氧化铁0.14wt％、氧化钛0.06wt％、氧化钙19.22wt％、氧化镁1.52wt％、氧化锆1.2wt％、氧化硼0.8wt％、氧化锌0.5wt％、氧化钡1.96wt％、氧化钾6.48wt％、氧化钠1.69wt％、烧失0.48wt％。
面釉中的稀土无机化合物的化学组成如表3所示。
表3本发明实施例稀土无机化合物的化学组成
Figure BDA0002819689020000042
2、本发明实施例抗菌釉料的制备方法如下：
(1)底釉的制备
按照如表1所示底釉的原料组成进行配比，球磨混合后得到平均细度为6～13μm的底釉；
(2)面釉的制备
按照如表2所示面釉的原料组成进行配比，球磨混合后得到平均细度为6～10μm的面釉。
本发明各实施例釉料的原料组成如表4所示。
3、本发明实施例抗菌釉料的应用如下：在陶瓷坯体表面首先施底釉、然后再施面釉；底釉厚度为0.6～1mm，面釉厚度为0.05～0.15mm；施釉后的陶瓷坯体干燥后，在1170～1250℃温度下烧成，高温保温时间为0.5～2h，烧成周期20h，即得到具有釉层的陶瓷制品。
本发明各实施例其应用工艺参数如表4所示。
表4本发明各实施例的原料组成及应用工艺参数
Figure BDA0002819689020000051
*釉料组成中的编号对应于表1、表2、表3
4、性能测试
本发明各实施例制备的陶瓷制品，按照JC/T897-2014的检测方法进行大肠杆菌和金葡萄球菌抗菌率测试；按照QB/T2761-2006的检测方法进行氨气和甲醛去除率的测试，按照LY/T3203-2020/4.4的检测方法进行远红外发射率的测试。其结果如表5所示。
表5本发明各实施例所制备陶瓷制品的性能测试结果
Figure BDA0002819689020000052
Figure BDA0002819689020000061
表5结果表明，本发明实施例抗菌釉料所形成的釉层有效起到了抗菌作用，大肠杆菌和金葡萄球菌抗菌率均超过95％(最高可超过99％)，并且一年后抗菌率仍超过95％；氨去除率和甲醛去除率均达到80％以上(最高可达到90％以上)。

Claims (8)

1.一种抗菌釉料，由底釉和面釉构成；其特征在于：所述底釉的组成为硅酸锆7～12wt％、二氧化钛1～2wt％、余量为基础底釉料；所述面釉的组成为稀土无机化合物0.5～2wt％、余量为基础面釉料，所述稀土无机化合物中含有含量≥16wt％的二氧化钛和含量≥15wt％的二氧化钍。
2.根据权利要求1所述的抗菌釉料，其特征在于：所述稀土无机化合物的化学组成为二氧化硅35～43wt％、二氧化钛16～25wt％、二氧化钍15～20wt％、氧化钙1～4wt％、二氧化铈2～3wt％、五氧化二磷1～2wt％、三氧化二铝1～1.5wt％、钋0.5～1wt％、氧化钡0.4～1.2wt％、三氧化二镧0.5～0.9wt％、三氧化硫0.5～0.6wt％、氧化钠0.3～0.4wt％、三氧化二钕0.2～0.3wt％、氧化钾0.2～0.3wt％、氧化锌0.2～0.3wt％、三氧化二钇0.1～0.2wt％、氧化银0.1～0.2wt％、三氧化二铁0.1～0.2wt％、氯0～0.1wt％、三氧化二锗0～0.1wt％、氧化铅0～0.1wt％、烧失量10～12wt％。
3.根据权利要求1所述的抗菌釉料，其特征在于：按照在底釉中所占的比例，所述基础底釉料的原料组成为石英25～35wt％、水磨钠长石20～28wt％、煅烧高岭土8～12wt％、煅烧氧化锌1.5～4wt％、煅烧α氧化铝1～4wt％、硅灰石6～10wt％、石灰石8～12wt％、碳酸锶2～6wt％、高温熔块3～6wt％、煅烧滑石1～3wt％。
4.根据权利要求1所述的抗菌釉料，其特征在于：按照在面釉中所占的比例，所述基础面釉料的原料组成为石英8～12wt％、水磨钠长石11～15wt％、硅灰石1～6wt％、石灰石1～7wt％、高岭土1～5wt％、煅烧氧化锌1～6wt％、煅烧滑石2～8wt％、高温熔块40～60wt％。
5.根据权利要求3或4所述的抗菌釉料，其特征在于：所述高温熔块的熔融温度为1050～1150℃。
6.权利要求1-5之一所述抗菌釉料的制备方法，其特征在于：
(1)底釉的制备
按照所述底釉的组成进行配比，球磨混合后得到平均细度为6～13μm的底釉；
(2)面釉的制备
按照所述面釉的组成进行配比，球磨混合后得到平均细度为6～10μm的面釉。
7.权利要求1-5之一所述抗菌釉料的应用，其特征在于：在陶瓷坯体表面首先施底釉、然后再施面釉；所述底釉厚度为0.6～1mm，面釉厚度为0.05～0.15mm；施釉后的陶瓷坯体干燥后，经烧成，即得到具有抗菌釉层的陶瓷制品。
8.根据权利要求7所述的抗菌釉料的应用，其特征在于：在1170～1250℃温度下烧成，高温保温时间为0.5～2h，烧成周期为14～25h。
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