CN116354744B - 一种二氧化钛抗菌自洁免烧釉及其使用方法 - Google Patents
一种二氧化钛抗菌自洁免烧釉及其使用方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种二氧化钛抗菌自洁免烧釉的制备方法，包括电石渣预处理、烧制混合物A和混合物B、制备氮‑电气石掺杂二氧化钛光催化剂以及静电喷釉和碳化等步骤。其中，钛白粉的比表面积为50～200 m2/g，晶粒大小为0.1～0.3µm；经过稀盐酸预处理后的黑电气石比表面积应为3～15 m2/g；陶瓷坯体表面的施釉厚度为200～400μm；静电喷釉的具体工作参数为静电电压60～90 KV、喷涂压力0.05～0.1 MPa、喷嘴直径0.5～1 mm。本发明提供了一种可用于制备陶瓷制品的环保型、高效型、经济型二氧化钛抗菌自洁免烧釉制备方法。
Description
技术领域
本发明属于建筑陶瓷、卫生陶瓷及光催化剂应用技术领域，具体涉及一种二氧化钛抗菌自洁免烧釉及其使用方法。
背景技术
传统的陶瓷釉料通常需要高温烧制才能形成釉层，而且釉层的抗菌性和自洁性较差，容易滋生细菌和污垢。为了解决这些问题，一些研究人员提出了采用二氧化钛光催化剂制备自洁陶瓷釉料的方法。二氧化钛光催化剂可以吸收紫外线并产生活性氧，从而实现抗菌和自洁的效果。然而，现有的二氧化钛光催化剂制备方法存在一些问题，例如需要高温烧结、催化效率低、制备过程复杂等。因此，本发明提出了一种采用氮-电气石掺杂二氧化钛光催化剂制备的二氧化钛抗菌自洁免烧釉，以解决现有技术中存在的问题。
公开号为CN115028198A专利申请公开了一种二氧化钛及光催化自清洁陶瓷的生产方法，包括以下步骤（1）、采用高磷钛矿进行酸解反应制备TiOSO4溶液；（2）、使用蒸馏水调节TiOSO4溶液，控制TiOSO4溶液的浓度进行水解反应制备水合二氧化钛前驱物，所述水合二氧化钛前驱物中磷含量控制在0.2%-0.3%；（3）、一洗；（4）、二洗；（5）、打浆；（6）、向打浆后的浆料中加入SiO2，搅拌均匀后，过滤成滤饼；（7）、将滤饼干燥，粉碎。该方法选用含磷量高的钛矿作为原材料，并选用高比表面积的SiO2作为添加剂，提高了金红石转变的温度和与陶瓷基体的附着性能。当磷含量为0.4%时，TiO2在1000℃下煅烧2h的金红石转化率降低至4.48%。
公开号为CN115072999A专利申请公开了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，其通过在釉料中加入熔融石英和析晶剂(改性二氧化钛)促使光响应光谱向可见光区移动。将制备出的陶瓷釉施于坯体后在氧化气氛中烧成，烧成制度为烧成温度1200～1220℃，保温时间30～60min。
发明专利CN112939458A制备出了一种抗菌二氧化钛陶瓷釉料，釉料的原料包括包括二氧化钛、硝酸锌、硝酸铈、冰醋酸、蒸馏水、酒精和表面活性剂，其主要通过掺杂锌及稀土元素铈来改性以提高二氧化钛的光催化能力。此方法制备出的自洁陶瓷提高了可见光区域下的抗菌性，并耐酸耐碱，具有广泛的使用范围。
发明专利CN102643115B通过加入氢氧化铝，制备出纳米二氧化钛单分散的水性浆料，再将其加入到陶瓷釉料中制备出抗菌节能的陶瓷釉。该发明中抗菌陶瓷釉的烧结温度比普通陶瓷釉低100℃，有节约能源的作用。将制备出的抗菌节能陶瓷釉以水刀喷釉的方法施于表面，经1180℃烧结45min制备出的光催化抗菌陶瓷的抗菌效果为99%以上。
上述专利和现有技术所提供的制备方法，都需要高温烧结的过程使光催化釉料与基体紧密结合，TiO2主要以四种晶型存在：金红石、锐钛矿、板钛矿和TiO2-B。人们对能够稳定存在的金红石和锐钛矿研究比较多，关于两者光催化活性的比较，虽然在理论上金红石能够吸收光的光谱更长（金红石能吸收波长在413nm以下的光，锐钛矿能吸收波长在387nm以下的光），但是由于金红石有缺陷少，晶粒尺寸大，比表面积小与污染物难以接触等显著降低光催化活性的原因。因此锐钛矿的光催化性能显著优于金红石。然而锐钛矿晶体在加热过程中会不可逆的转变为金红石晶体。研究表明，在任何温度和压力下金红石都比锐钛矿更稳定。加热过程中锐钛矿会在600℃转变为金红石，烧成温度超过800℃容易大量产生金红石相。而传统陶瓷的烧成温度一般在1200℃以上，因此在陶瓷中锐钛矿晶体极易转变为金红石型。区别于以上专利本发明制备的是一种二氧化钛抗菌自洁免烧釉，此种陶瓷釉通过碳化的方式可以牢固的附着在素烧坯体上，因为没有经过高温烧结的阶段，所以在陶瓷表面会保留大量的锐钛矿，避免了烧结过程中二氧化钛晶型转变的问题，且本发明所用光催化剂为氮-电气石共掺杂二氧化钛提升了陶瓷在可见光下的光催化能力，抗菌自洁能力优异。此外，本发明利用了温室气体二氧化碳，节约了大量的能源，使得生产成本大幅降低，同时工艺流程简单，适合大规模生产。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明所制备的是一种二氧化钛抗菌自洁免烧釉。通过制备出含锐钛矿的免烧釉料，将釉料施于坯体表面后通过碳化的方式将釉料固定在坯体上，避免了锐钛矿向金红石的转变，改善了抗菌陶瓷的光催化性能。
本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：
1）电石渣预处理。
2）按照重量份数计算，将电石渣30～80份和无定形二氧化硅粉末20～40份，混合均匀后烧制到1200～1400℃保温1.5～2.5h，随炉冷却后得到混合物A。
3）按照重量份数计算，将电石渣35～75份、无定形二氧化硅粉末18～36份和烧结助剂1～2份，混合均匀后烧制到1200～1300℃保温1.5～2.5h，随炉冷却后得到混合物B。
4）按照重量份数计算，将六亚甲基四胺0.5～1.5份、酒精18～48份、钛白粉0.5～2份其余为水混合搅拌均匀，在反应釜中水热处理后用酒精和去离子水清洗，将粉体产物与用稀盐酸预处理后干燥处理的黑电气石1～5份混合，将混合物加热至400～600℃保温1～3h得到氮-电气石掺杂二氧化钛光催化剂。
5）按照重量份数计算，将混合物A 66～87份、混合物B 16～34份、光催化剂5～14份、其余为水调成釉浆，采用静电喷釉的方式施于陶瓷坯体表面，放入碳化反应器中通入CO2进行碳化固化反应制备出样品。
优选地，所述钛白粉的比表面积为50～200m2/g，晶粒大小为0.1～0.3µm，结晶度应大于90%。
优选地，所述经过稀盐酸预处理后的黑电气石比表面积应为3～15m2/g,孔隙度应为0.2～0.6cm3/g。
优选地，所述静电喷釉的具体工作参数为：静电电压为60～90KV、喷涂压力位0.05～0.1MPa、喷嘴直径为0.5～1mm、喷涂距离为15～20cm。
优选地，所述陶瓷釉料的水胶质量比为1：6到1：10。
优选地，所述碳化固化反应为在压力为150~200千帕（kPa）条件下以0.5～2 L/min的速率向碳化反应器中通入CO2，碳化时间为1～3 h。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
1.制备过程环保：采用电石渣作为原材料，有效地利用了工业废弃物。此外，采用低温碳化等技术，降低了对环境的影响。
2.抗菌自洁功能：采用氮-电气石掺杂二氧化钛光催化剂制备，催化效率高，相对于传统的二氧化钛抗菌自洁陶瓷釉能够吸收更多的紫外光因此具有优异的光催化性能，抗菌自洁效果好。
3.免烧釉：该釉料无需经过高温烧制，节省了能源消耗，并减少了生产成本。
4.精细控制工艺参数：通过对各种工艺参数的精确控制，如钛白粉的比表面积、晶粒大小等，以及静电喷釉的工作参数，确保了施釉厚度均匀，制备工艺简单及产品性能的稳定和可靠。
具体实施方式
本发明的实施例为其进一步说明技术方案。这些实施例只是本发明的部分，相关领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下，所有其它实施例也属于本发明的保护范围。
实施例1
步骤1：电石渣预处理。
1）：破碎处理：将电石渣通过锤式破碎机进行粗碎；
2）：细磨处理：将经过破碎的电石渣送入球磨机进行细磨，使其粒度达到大于200目至小于325目；
3）：磁性分离杂质：利用永磁滚筒式磁选机将电石渣中的铁磁性物质分离出来，降低电石渣中的杂质含量；
4）：洗涤处理：将经过磁性分离的电石渣在浓缩机中与去离子水混合搅拌，使其中的杂质和有害物质溶解或分离；随后，通过沉降法去除溶液中的固体杂质；最后，将洗涤后的电石渣进行干燥处理，在喷雾干燥器中进行干燥，以去除其中的水分。
步骤2：制备混合物A和混合物B。
1）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250 ℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物A。
2）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，加入质量分数为1wt%的烧结助剂轻烧镁砂废渣，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物B。
步骤3：制备二氧化钛光催化剂。
1）：称量质量比为20：20：1的水和酒精和钛白粉混合后在磁力搅拌机中搅拌60min，再加入六亚甲基四胺，浓度控制在30～60mmol/L，将混合溶液置入反应釜中，温度200℃，保温时间4h，所得产物为氮掺杂二氧化钛。
2）：在常温条件下，用稀盐酸预处理黑电气石24h，再用去离子水洗涤将pH值调节至7.0左右，干燥处理后备用。
3）：在制备出的氮掺杂二氧化钛加入其质量1～5%的黑电气石，混合均匀后在500℃下保温2h，制备出氮-电气石掺杂二氧化钛。
步骤4：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉粉体，以重量份计：将混合物A 77份、混合物B 15份、光催化剂5份，搅拌均匀后形成50µm～90µm的超细粉状釉料。
步骤5：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆，将免烧抗菌自洁釉粉体与分散剂比例为1比4混合均匀，得到二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆。
步骤6：将素烧坯体进行干燥，所用素烧坯体是由杭瑞陶瓷厂提供的陶瓷素坯在1050℃保温1h所得吸水率为15.03%。采用静电喷釉方式将釉浆施于坯体上，施釉量控制为100g/m2。
步骤7：将施过釉的砖坯放入碳化反应器中，设定碳化程序如下：
S1、碳化速率：0.5 L/min。
S2、碳化时间：2h。
S3、碳化压力：150kPa。
实施例2
步骤1：电石渣预处理。
1）：破碎处理：将电石渣通过锤式破碎机进行粗碎；
2）：细磨处理：将经过破碎的电石渣送入球磨机进行细磨，使其粒度达到大于200目至小于325目；
3）：磁性分离杂质：利用永磁滚筒式磁选机将电石渣中的铁磁性物质分离出来，降低电石渣中的杂质含量；
4）：洗涤处理：将经过磁性分离的电石渣在浓缩机中与去离子水混合搅拌，使其中的杂质和有害物质溶解或分离；随后，通过沉降法去除溶液中的固体杂质；最后，将洗涤后的电石渣进行干燥处理，在喷雾干燥器中进行干燥，以去除其中的水分。
步骤2：制备混合物A和混合物B。
1）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250 ℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物A。
2）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，加入质量分数为1wt%的烧结助剂轻烧镁砂废渣，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250 ℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物B。
步骤3：制备二氧化钛光催化剂。
1）：称量质量比为20：20：1的水和酒精和钛白粉混合后在磁力搅拌机中搅拌60min，再加入六亚甲基四胺，浓度控制在30～60mmol/L，将混合溶液置入反应釜中，温度200℃，保温时间4h，所得产物为氮掺杂二氧化钛。
2）：在常温条件下，用稀盐酸预处理黑电气石24h，再用去离子水洗涤将pH值调节至7.0左右，干燥处理后备用。
3）：在制备出的氮掺杂二氧化钛加入其质量1～5%的黑电气石，混合均匀后在500℃下保温2h，制备出氮-电气石掺杂二氧化钛。
步骤4：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉粉体，以重量份计：将混合物A66份、混合物B20份、光催化剂7份，搅拌均匀后形成50µm～90µm的超细粉状釉料。
步骤5：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆，将免烧抗菌自洁釉粉体与分散剂比例为1比4混合均匀，得到二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆。
步骤6：将素烧坯体进行干燥，所用素烧坯体是由杭瑞陶瓷厂提供的陶瓷素坯在1050℃保温1h所得吸水率为15.03%。采用静电喷釉方式将釉浆施于坯体上，施釉量控制为100g/m2。
步骤7：将施过釉的砖坯放入碳化反应器中，设定碳化程序如下：
S1、碳化速率：0.5 L/min。
S2、碳化时间：2h。
S3、碳化压力：150kPa。
实施例3
步骤1：电石渣预处理。
1）：破碎处理：将电石渣通过锤式破碎机进行粗碎；
2）：细磨处理：将经过破碎的电石渣送入球磨机进行细磨，使其粒度达到大于200目至小于325目；
3）：磁性分离杂质：利用永磁滚筒式磁选机将电石渣中的铁磁性物质分离出来，降低电石渣中的杂质含量；
4）：洗涤处理：将经过磁性分离的电石渣在浓缩机中与去离子水混合搅拌，使其中的杂质和有害物质溶解或分离；随后，通过沉降法去除溶液中的固体杂质；最后，将洗涤后的电石渣进行干燥处理，在喷雾干燥器中进行干燥，以去除其中的水分。
步骤2：制备混合物A和混合物B。
1）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250 ℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物A。
2）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，加入质量分数为1wt%的烧结助剂轻烧镁砂废渣，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250 ℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物B。
步骤3：制备二氧化钛光催化剂。
1）：称量质量比为20：20：1的水和酒精和钛白粉混合后在磁力搅拌机中搅拌60min，再加入六亚甲基四胺，浓度控制在30～60mmol/L，将混合溶液置入反应釜中，温度200℃，保温时间4h，所得产物为氮掺杂二氧化钛。
2）：在常温条件下，用稀盐酸预处理黑电气石24h，再用去离子水洗涤将pH值调节至7.0左右，干燥处理后备用。
3）：在制备出的氮掺杂二氧化钛加入其质量1～5%的黑电气石，混合均匀后在500℃下保温2h，制备出氮-电气石掺杂二氧化钛。
步骤4：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉粉体，以重量份计：将混合物A 68份、混合物B 18份、光催化剂8份，搅拌均匀后形成50µm～90µm的超细粉状釉料。
步骤5：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆，将免烧抗菌自洁釉粉体与分散剂比例为1比4混合均匀，得到二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆。
步骤6：将素烧坯体进行干燥，所用素烧坯体是由杭瑞陶瓷厂提供的陶瓷素坯在1050℃保温1h所得吸水率为15.03%。采用静电喷釉方式将釉浆施于坯体上，施釉量控制为100g/m2。
步骤7：将施过釉的砖坯放入碳化反应器中，设定碳化程序如下：
S1、碳化速率：0.5 L/min。
S2、碳化时间：2h。
S3、碳化压力：150kPa。
实施例4
步骤1：电石渣预处理。
1）：破碎处理：将电石渣通过锤式破碎机进行粗碎；
2）：细磨处理：将经过破碎的电石渣送入球磨机进行细磨，使其粒度达到大于200目至小于325目；
3）：磁性分离杂质：利用永磁滚筒式磁选机将电石渣中的铁磁性物质分离出来，降低电石渣中的杂质含量；
4）：洗涤处理：将经过磁性分离的电石渣在浓缩机中与去离子水混合搅拌，使其中的杂质和有害物质溶解或分离；随后，通过沉降法去除溶液中的固体杂质；最后，将洗涤后的电石渣进行干燥处理，在喷雾干燥器中进行干燥，以去除其中的水分。
步骤2：制备混合物A和混合物B。
1）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250 ℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物A。
2）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，加入质量分数为1wt%的烧结助剂轻烧镁砂废渣，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250 ℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物B。
步骤3：制备二氧化钛光催化剂。
1）：称量质量比为20：20：1的水和酒精和钛白粉混合后在磁力搅拌机中搅拌60min，再加入六亚甲基四胺，浓度控制在30～60mmol/L，将混合溶液置入反应釜中，温度200℃，保温时间4h，所得产物为氮掺杂二氧化钛。
2）：在常温条件下，用稀盐酸预处理黑电气石24h，再用去离子水洗涤将pH值调节至7.0左右，干燥处理后备用。
3）：在制备出的氮掺杂二氧化钛加入其质量1～5%的黑电气石，混合均匀后在500℃下保温2h，制备出氮-电气石掺杂二氧化钛。
步骤4：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉粉体，以重量份计：将混合物A 72份、混合物B 20份、光催化剂9份，搅拌均匀后形成50µm～90µm的超细粉状釉料。
步骤5：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆，将免烧抗菌自洁釉粉体与分散剂比例为1比4混合均匀，得到二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆。
步骤6：将素烧坯体进行干燥，所用素烧坯体是由杭瑞陶瓷厂提供的陶瓷素坯在1050℃保温1h所得吸水率为15.03%。采用静电喷釉方式将釉浆施于坯体上，施釉量控制为100g/m2。
步骤7：将施过釉的砖坯放入碳化反应器中，设定碳化程序如下：
S1、碳化速率：0.5 L/min。
S2、碳化时间：2h。
S3、碳化压力：150kPa。
实施例5
步骤1：电石渣预处理。
1）：破碎处理：将电石渣通过锤式破碎机进行粗碎；
2）：细磨处理：将经过破碎的电石渣送入球磨机进行细磨，使其粒度达到大于200目至小于325目；
3）：磁性分离杂质：利用永磁滚筒式磁选机将电石渣中的铁磁性物质分离出来，降低电石渣中的杂质含量；
4）：洗涤处理：将经过磁性分离的电石渣在浓缩机中与去离子水混合搅拌，使其中的杂质和有害物质溶解或分离；随后，通过沉降法去除溶液中的固体杂质；最后，将洗涤后的电石渣进行干燥处理，在喷雾干燥器中进行干燥，以去除其中的水分。
步骤2：制备混合物A和混合物B。
1）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250 ℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物A。
2）：按照重量份数计算，将电石渣38份和无定形二氧化硅粉末19份，加入质量分数为1wt%的烧结助剂轻烧镁砂废渣，放于球磨机中球磨3 h，干燥后掺入10 wt%的水混合均匀，倒入模具，在压片机中以8 MPa的压力下压制成φ =3 cm的圆柱形片，放入氧化铝坩埚中，在管式炉中烧制到1250 ℃保温2 h，随炉冷却后得到混合物B。
步骤3：制备二氧化钛光催化剂。
1）：称量质量比为20：20：1的水和酒精和钛白粉混合后在磁力搅拌机中搅拌60min，再加入六亚甲基四胺，浓度控制在30～60mmol/L，将混合溶液置入反应釜中，温度200℃，保温时间4h，所得产物为氮掺杂二氧化钛。
2）：在常温条件下，用稀盐酸预处理黑电气石24h，再用去离子水洗涤将pH值调节至7.0左右，干燥处理后备用。
3）：在制备出的氮掺杂二氧化钛加入其质量1～5%的黑电气石，混合均匀后在500℃下保温2h，制备出氮-电气石掺杂二氧化钛。
步骤4：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉粉体，以重量份计：将混合物A 67份、混合物B 16份、光催化剂5份，搅拌均匀后形成50µm～90µm的超细粉状釉料。
步骤5：制备二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆，将免烧抗菌自洁釉粉体与分散剂比例为1比4混合均匀，得到二氧化钛抗菌自洁免烧釉釉浆。
步骤6：将素烧坯体进行干燥，所用素烧坯体是由杭瑞陶瓷厂提供的陶瓷素坯在1050℃保温1h所得吸水率为15.03%。采用静电喷釉方式将釉浆施于坯体上，施釉量控制为100g/m2。
步骤7：将施过釉的砖坯放入碳化反应器中，设定碳化程序如下：
S1、碳化速率：0.5 L/min。
S2、碳化时间：2h。
S3、碳化压力：150kPa。
性能测试：
对如下抗菌性、超亲水性、耐磨性、釉面附着性能进行测试，主要测试方法如下：
（1）将浓度为5％的醛溶液滴加到分别装有上述五种免烧抗菌自洁样品的烧杯中，分别在0h/12h后将希夫试剂(品红醛试剂)滴加到试管中，利用希夫试剂(无色)遇醛变紫红色的特性，检测产品的除甲醛效果。
（2）样品均预先进行清洁处理，所采用的方法是用去离子水冲洗薄膜表面后，待其自然干燥后，在室温下进行测试。环境温度、湿度以及气压也会影响水的接触角。本实验采用德国DATAPHYSICS公司生产的OCA15型表面接触角仪对接触角进行测量。
（3）耐磨性：采用GB/T4100-2015《陶瓷砖》附录G干压陶瓷砖检测标准进行测试。
（4）釉面附着性能测试：采用美国胶带测试测量粘合力的标准测试方法（D3359–08）进行了测试。
测试步骤为：在面积为125mm2的测试区域内利用小刀切割5×5mm大小的格子，将胶带的中心放在网格上方，并用手指将网格中心平滑到位。然后在90±30 s的时间后，抓住自由端，撕下胶带，并以尽可能接近180°的角度快速（不晃动）撕下胶带。最后使用放大镜检查测试区域，通过与测试前的材料附着面积进行比较来确定材料掉落比例。整个实验重复三次。
综合以上测试方法，测得产品得各项性能指标如下表，
| 实施例 性能指标 | 希夫试剂显色结果 | 接触角（°） | 耐磨性 | 釉面附着性能 |
| 实施例1 | 由紫色变无色 | 5.432 | 符合国家标准 | 3B |
| 实施例2 | 由紫色变无色 | 4.723 | 符合国家标准 | 5B |
| 实施例3 | 由紫色变无色 | 4.253 | 符合国家标准 | 4B |
| 实施例4 | 由紫色变无色 | 4.895 | 符合国家标准 | 4B |
| 实施例5 | 由紫色变无色 | 5.126 | 符合国家标准 | 3B |
Claims (7)
1.一种二氧化钛抗菌自洁免烧釉，其特征在于，包括以下制备步骤：
步骤A：电石渣预处理，电石渣的主要成分为氧化钙60~80%、氢氧化钙10~30%，包括以下子步骤：
1.破碎处理：将电石渣通过锤式破碎机进行粗碎；2.细磨处理：将经过破碎的电石渣送入球磨机进行细磨，使其粒度达到大于200目至小于325目；3.磁性分离杂质：利用永磁滚筒式磁选机将电石渣中的铁磁性物质分离出来，降低电石渣中的杂质含量；4.洗涤处理：将经过磁性分离的电石渣在浓缩机中与去离子水或稀盐酸混合搅拌，使其中的杂质和有害物质溶解或分离；随后，通过沉降、离心或过滤的方法去除溶液中的固体杂质；最后，将洗涤后的电石渣进行干燥处理，在喷雾干燥器中进行干燥，以去除其中的水分；
步骤B:按照重量份数计算，将电石渣30～80份和无定形二氧化硅粉末20～40份，混合均匀后烧制到1200～1400℃保温1.5～2.5h，随炉冷却后得到混合物A，混合物A主要成分为γ-Ca2SiO4并含有少量CaSiO3、Ca3SiO5；按照重量份数计算，将电石渣35～75份、无定形二氧化硅粉末18～36份和烧结助剂1～2份，混合均匀后烧制到1200～1300℃保温1.5～2.5h，随炉冷却后得到混合物B，混合物B主要成分为β-Ca2SiO4并含有少量CaSiO3、Ca3SiO5；
步骤C:按照重量份数计算，将六亚甲基四胺0.5～1.5份、酒精18～48份、钛白粉0.5～2份其余为水混合搅拌均匀，在反应釜中水热处理后用乙醇和去离子水清洗，将粉体产物与用稀盐酸预处理后干燥处理的黑电气石1～5份混合，将混合物加热至400～600℃保温1～3h得到氮-电气石掺杂二氧化钛光催化剂；
步骤D:按照重量份数计算，将混合物A 66～87份、混合物B 16～34份、光催化剂5～14份其余为水调成釉浆，采用静电喷釉的方式施于陶瓷坯体表面，放入碳化反应器中通入CO2进行碳化固化反应制备出样品。
2.根据权利要求1所述的二氧化钛抗菌自洁免烧釉，其特征在于，所述步骤B中的烧结助剂为氧化镁，以降低烧结温度、改进烧结性能并控制生成相的组成。
3.根据权利要求1所述的二氧化钛抗菌自洁免烧釉，其特征在于，所述步骤C中的钛白粉的比表面积为50～200m2/g，晶粒大小为0.1～0.3µm。
4.根据权利要求1所述的二氧化钛抗菌自洁免烧釉，其特征在于，所述步骤C中经过稀盐酸预处理后的黑电气石比表面积应为3～15m2/g。
5.根据权利要求1所述的二氧化钛抗菌自洁免烧釉，其特征在于，所述步骤D中陶瓷坯体表面的施釉厚度为200～400μm。
6.根据权利要求1所述的二氧化钛抗菌自洁免烧釉，其特征在于，所述步骤D中的静电喷釉的具体工作参数为：静电电压为60～90KV、喷涂压力位0.05～0.1MPa、喷嘴直径为0.5～1mm。
7.根据权利要求1所述的二氧化钛抗菌自洁免烧釉，其特征在于，所述步骤D中的碳化方式为加压碳化，碳化时间为1～3h。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310472780.9A CN116354744B (zh) | 2023-04-28 | 2023-04-28 | 一种二氧化钛抗菌自洁免烧釉及其使用方法 |
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