CN115072999A - 一种在可见光响应下具有超亲水自洁陶瓷釉及其制备与应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种在可见光响应下具有超亲水自洁陶瓷釉及其制备与应用方法，所述陶瓷釉原料的重量百分比组成为：高岭土1～5wt%、改性熔块72～77wt%、熔融石英19～25wt%、析晶剂1～2wt%。本发明通过配方设计和工艺调控，使得制备的釉面平整光滑，并且釉面的润湿角小于10°，具有良好的亲水效果，釉面与水之间存在较高的亲和力，表面施加该釉的建筑卫生陶瓷被污渍污染后，用少量的水进行冲洗，由于水更加亲和釉面，污渍被抬升，其在釉面的附着性减弱，从而易于被清洁。同时本发明陶瓷釉成本低廉、工艺简单、可规模化生产，对于高档性能陶瓷产业的技术进步和应用发展具有促进作用，因此具有广阔的市场空间。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷釉料技术领域，尤其涉及一种在可见光响应下具有超亲水自洁陶瓷釉及其制备与应用方法。
背景技术
随着社会生产力的发展，人类对自然资源的开发利用在很多方面已经接近或超过环境承受的限度，各行业均在向绿色、环保、可持续的方向发展。对于陶瓷行业而言，提高产品的的抗污性可使其易于被清洁，从而起到节约水资源的作用。因此，开发具有良好抗污性的陶瓷釉显得十分必要。目前，关于超亲水的陶瓷研究较少，CN202110859978.3中超亲水自清洁釉的涂层所需工艺复杂，生产成本较高。相对于CN202110117271.0和CN202110709000.9，本发明中通过引入熔融石英和析晶剂，促使釉面从紫外光谱向可见光光谱移动，大大提高了釉面对可见光的响应能力，相应的釉面在经过多次冲洗后，仍具有较好的抗污效果。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种成本低廉、工艺简单、可规模化生产，在可见光响应下具有超亲水自洁陶瓷釉及其制备与应用方法。
本发明通过以下技术方案予以实现：一种在可见光响应下具有超亲水自洁陶瓷釉，其特征在于：所述陶瓷釉原料的重量百分比组成为：高岭土1～5wt%、改性熔块72～77wt%、熔融石英19～25wt%、析晶剂1～2wt%。
所述改性熔块的化学百分比组成为：K2O 4.81%、Na2O 8.56%、MgO 2.85%、CaO12.81%、B2O3 6.82%、Al2O3 8.00%、SiO251.30%、TiO2 4.30%、P2O5 0.55%。
所述析晶剂为改性二氧化钛，熔融石英颗粒细度≤500μm。
所述熔融石英颗粒细度优选为≤10μm。
所述陶瓷釉的制备方法，其特征在于：首先将所述陶瓷釉原料中的改性熔块进行球磨制成粉体，然后按原料：氧化铝球磨子：水=1:2:0.4～1.0的质量比例向球磨罐中分别加入高岭土、改性熔块、熔融石英、析晶剂、氧化铝球磨子和水进行混合球磨，所述混合球磨的细度筛余0.03～0.06%，对过筛后釉料进行陈腐即得到陶瓷釉料。
所述改性熔块经球磨制成粉体的方式为干法球磨或湿法球磨，所述干法球磨的方式为将改性熔块与氧化铝球磨子按质量比1:2的方式搭配，在球磨60min后将改性熔块过250目筛；湿法球磨的方式为将改性熔块与氧化铝球磨子和水按质量比为1:2:0.4～1.0的方式搭配，在球磨30min后将浆料过250目筛，并在烘干后对其进行研磨制粉，所述粉体的细度筛余0.03～0.06%。
所述混合球磨后浆料过325目筛，陈腐时间为24h，陶瓷釉料的细度≤100μm。
所述陶瓷釉料的细度优选为≤60μm。
所述陶瓷釉的应用方法，其特征在于：所述陶瓷釉料施于坯体后，经干燥，在氧化气氛条件下于烧成温度1200～1220℃、保温时间30～60min的烧成制度下烧成，获得超亲水自洁陶瓷釉面。
所述釉面的润湿角为3.003～4.421°，釉面白度为73.51～75.95，釉面硬度为695.86～720.88 kg/mm2，易洁性A为0.40～0.55 g/m2。
本专利采用熔融石英和析晶剂的共同作用不仅诱导分相液滴尺寸进一步减小，使釉面更光滑平整。而且可以使其釉面酸度增加和独特的四面体配位局部结构使其釉面从紫外光向可见光光谱移动，从而釉面在可见光响应下具有良好的抗污能力。
本发明具有以下有益效果：
（1）本发明通过制备超亲水陶瓷釉，使得釉面拥有良好的抗污性。当釉面被污渍污染时，滴加少量的水即可润湿釉面，相较污渍，水对釉面有更强的亲和力，所以滴加少量水后，污渍在釉面的附着性减弱，从而使得釉面易于被清洁。该超亲水陶瓷釉相较市面普通的建筑卫生陶瓷亲水性更强，更易于被清洁，对于节水具有重要意义。
（2）相较普通二氧化钛超亲水陶瓷釉，本发明制备的超亲水陶瓷釉的吸收边移至可见光区域，由于紫外波长在太阳光中占比仅为5%，故该超亲水陶瓷釉对太阳光线的利用效率更高，从而更易于保持良好的超亲水和抗污性能。使其在实际应用中有着广阔前景。
附图说明
图1实施例五的润湿角；
图2实施例五的釉面的紫外可见漫反射光谱；
图3实施例五的抗污性测试效果。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明、为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对本发明进行详细说明：
本发明实施例提供的一种在可见光响应下具有超亲水自洁陶瓷釉，所述陶瓷釉原料的重量百分比组成为：高岭土1～5wt%、改性熔块72～77wt%、熔融石英19～25wt%、析晶剂1～2wt%。
所述改性熔块的化学百分比组成为：K2O 4.81%、Na2O 8.56%、MgO 2.85%、CaO12.81%、B2O3 6.82%、Al2O3 8.00%、SiO251.30%、TiO2 4.30%、P2O5 0.55%。
所述析晶剂为改性二氧化钛，熔融石英颗粒细度≤500μm，优选为≤10μm。
各实施例的原料组成如表1所示。
表1本发明各实施例超亲水陶瓷釉的原料组成（wt%）
本发明各实施例超亲水陶瓷釉的制备方法为：首先将所述陶瓷釉原料中的改性熔块进行球磨制成粉体，然后按原料：氧化铝球磨子：水=1:2:0.4～1.0的质量比例向球磨罐中分别加入高岭土、改性熔块、熔融石英、析晶剂、氧化铝球磨子和水进行混合球磨，所述混合球磨30～60min，球磨后过325目筛，筛余0.03～0.06%，经陈腐后得到陶瓷釉料。采用浸釉或浇釉或荡釉或涂刷釉或静电施釉或喷釉的方式将上述陶瓷釉料施在补水后的坯体表面，釉层厚度为0.3～0.5mm，干燥后在氧化气氛条件下，以烧成温度1200～1220℃、保温时间30～60min进行烧制，即获得超亲水陶瓷釉面，各实施例制备方法的工艺参数如表2所示。
表2本发明各实施例超亲水陶瓷釉的制备方法工艺参数
本发明上述各实施例烧制后所得釉面的光滑明亮，其性能指标（润湿角、白度、釉面硬度、易洁性A）如表3所示，实施例五的润湿角如图1所示，釉面的紫外可见漫反射光谱如图2所示，由于析晶剂的加入，陶瓷釉的吸收边拓宽到400nm以外，具有对可见光的响应能力，重复三次后抗污性测试如图3所示：使用斑马牌马克笔在釉面涂画印迹，等待1min以使墨水水分蒸发，印迹牢固附着于釉面（a），滴加少量水后，由于釉面与水存在较强的亲和力，导致印迹被抬升，随即浮起（b），静待5s后，浮起的印迹在水的作用下向右发生偏移（c）。
表3 本发明各实施例所得釉料的应用及釉面性能指标
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均就包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种在可见光响应下具有超亲水自洁陶瓷釉，其特征在于：所述陶瓷釉原料的重量百分比组成为：高岭土1～5wt%、改性熔块72～77wt%、熔融石英19～25wt%、析晶剂1～2wt%。
2.根据权利要求1所述的陶瓷釉，其特征在于：所述改性熔块的化学百分比组成为：K2O4.81%、Na2O 8.56%、MgO 2.85%、CaO 12.81%、B2O3 6.82%、Al2O3 8.00%、SiO251.30%、TiO24.30%、P2O5 0.55%。
3.根据权利要求1所述的陶瓷釉，其特征在于：所述析晶剂为改性二氧化钛，熔融石英颗粒细度≤500μm。
4.根据权利要求3所述的陶瓷釉，其特征在于：所述熔融石英颗粒细度优选为≤10μm。
5.根据权利要求1所述陶瓷釉的制备方法，其特征在于：首先将所述陶瓷釉原料中的改性熔块进行球磨制成粉体，然后按原料：氧化铝球磨子：水=1:2:0.4～1.0的质量比例向球磨罐中分别加入高岭土、改性熔块、熔融石英、析晶剂、氧化铝球磨子和水进行混合球磨，所述混合球磨的细度筛余0.03～0.06%，对过筛后釉料进行陈腐即得到陶瓷釉料。
6.根据权利要求5所述陶瓷釉的制备方法，其特征在于：所述改性熔块经球磨制成粉体的方式为干法球磨或湿法球磨，所述干法球磨的方式为将改性熔块与氧化铝球磨子按质量比1:2的方式搭配，在球磨60min后将改性熔块过250目筛；湿法球磨的方式为将改性熔块与氧化铝球磨子和水按质量比为1:2:0.4～1.0的方式搭配，在球磨30min后将浆料过250目筛，并在烘干后对其进行研磨制粉，所述粉体的细度筛余0.03～0.06%。
7.根据权利要求5所述陶瓷釉的制备方法，其特征在于：所述混合球磨后浆料过325目筛，陈腐时间为24h，陶瓷釉料的细度≤100μm。
8.根据权利要求7所述陶瓷釉的制备方法，其特征在于：所述陶瓷釉料的细度优选为≤60μm。
9.根据权利要求5所述陶瓷釉的应用方法，其特征在于：所述陶瓷釉料施于坯体后，经干燥，在氧化气氛条件下于烧成温度1200～1220℃、保温时间30～60min的烧成制度下烧成，获得超亲水自洁陶瓷釉面。
10.根据权利要求9所述陶瓷釉的应用方法，其特征在于：所述釉面的润湿角为3.003～4.421°，釉面白度为73.51～75.95，釉面硬度为695.86～720.88 kg/mm2，易洁性A为0.40～0.55 g/m2。
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