CN1166590C - 具有抑菌功能的红外辐射陶瓷釉层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有抑菌功能的红外辐射陶瓷釉层及其制备方法，该釉层的主要组成为钾长石、SiO2、CaCO3、ZnO、滑石、ZrSiO4、粘土、BaCO3、乳浊性熔块、着色剂和红外辐射陶瓷粉料，将上述组成范围内的各种成分混合后采用陶瓷加工技术制备红外辐射陶瓷釉层。经红外辐射性测试证明，本发明的红外辐射陶瓷釉层的全波段法向比辐射率为0.82-0.83，不同颜色釉层的红外辐射性能基本相当。经抑菌功能的定性和定量检测证明，本发明的红外辐射陶瓷釉层对霉菌及多和革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌都有明显的抑制作用。红外辐射釉层对上述菌种的抑菌率达到91.87%-100%。本发明制法简单，制造成本较低、本发明可应用在建筑陶瓷中，特别是在厨房、卫生间、医院、幼儿园、餐馆等场所具有较强的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有抑菌功能的红外辐射陶瓷釉层及其制备方法，属建筑材料领域。
背景技术
长期以来，传统的建筑材料普遍存在着功能和用途单一的问题，难以满足人们要求提高生活和工作环境质量的要求。自90年代初，日本东京大学的山本良一教授提出生态环境材料的新概念以来，研究具有净化空气、抗菌、防霉、调湿、保温、红外辐射等新型功能和效应的生态建筑材料成为建筑材料发展的一个新方向。目前，日本已研究出Ag+离子抗菌材料等多种抗菌材料，并以表面涂层或釉面的形式将上述抗菌材料用于陶瓷釉面砖中。目前，Ag+离子抗菌陶瓷存在的主要问题是，随着Ag+离子的逐步被消耗，抗菌作用明显下降，同时当抗菌剂中Ag+离子含量超过3％时产品质量难以保证，生产成本也高。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种具有较好抑菌功能、且制造成本较低的红外辐射陶瓷釉层及其制备方法。
本发明提供的技术方案是：一种红外辐射陶瓷釉层，主要组成为34-55％钾长石、0-10％SiO2、15-20％CaCO3、0-6％ZnO、0-6％滑石、10-20％ZrSiO4、0-16％粘土、2-6％BaCO3、9-20％乳浊性熔块、0-1.6％着色剂、3-7％红外辐射陶瓷粉料，将上述组成范围内的各种成份混合后采用陶瓷加工技术制备红外辐射陶瓷釉层。
上述红外陶瓷粉料主要由6-24％Fe2O3、8-16％MnO2、4-8％CuO、0-4％Co2O3、50-66％粘土组成。
上述百分比均为质量百分比。
本发明还提供了上述红外辐射陶瓷釉层的制备方法，将Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3、粘土进行混合、球磨、干燥和固相合成，固相合成温度为1100-1180℃，固相合成时间为1-3小时，制备出红外辐射陶瓷粉料，再与其它组份混合得到釉料，然后按釉料与水的质量比100∶50-70的比例在釉料中加水，加水后经快速球磨制成釉浆，采用喷釉法或甩釉法在陶瓷生坯表面施釉，经干燥和烧成，制备出牢固附着在陶瓷坯体表面的红外辐射釉层。
上述釉层可采用低温快烧技术进行烧成，高温带烧成温度范围为1100-1195℃，釉层烧成时间为35分钟，其中在高温带的烧成时间为10分钟。
经红外辐射性测试证明，本发明的红外辐射陶瓷釉层的全波段法向比辐射率为0.82-0.83，在3-5μm波段的法向比辐射率为0.86-0.87，在8-14μm波段的法向比辐射率为0.83-0.85，不同颜色釉层的红外辐射性能基本相当。
经抑菌功能的定性和定量检测证明，本发明的红外辐射陶瓷釉层对霉菌及多种革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌都有明显的抑制作用。抑菌功能定性分析的基本方法是：将红外辐射陶瓷釉面砖和普通陶瓷釉面砖切割成50×50×2mm的试样；试样与培养皿中放入适当培养基；将红外辐射陶瓷釉面砖和普通陶瓷釉面砖分别放入装有培养基的培养皿中，在釉层表面和培养基中接种已知的指示菌菌株；将接种后的培养皿放入培养箱中，在适当条件下进行微生物培养。观察结果表明，与不含红外辐射陶瓷粉料添加剂的普通釉层相比，红外辐射陶瓷釉层表面及周围培养基中霉菌、细菌的生长都受到明显抑制。抑菌功能的定量检测方法采用日本食品分析中心1995年颁布的″抑菌制品抗菌试验法(I)″中的″粘结薄膜法″。检测菌种分别为金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、和黄桔青霉菌。检测结果表明，红外辐射釉层对上述菌种的抑菌率达到91.87％-100％。
本发明所用原料均为普通原料，且制法简单，因而本发明的制造成本较低。
本发明的红外辐射陶瓷釉层具有显著的抑菌功能，可应用在建筑陶瓷中，利用釉层的红外辐射作用和抑菌作用，达到改善生活和工作环境质量的目的，特别是在厨房、卫生间、医院、幼儿园、餐馆等场所具有较强的实用性。
具体实施方式
实施例1：按24％Fe2O3、8％MnO2、4％CuO、4％Co2O3、60％粘土的配方，将各种成份进行混合，湿法球磨12-18小时，料∶球∶水的比例为1∶2∶1.5，料浆在80-120℃干燥，然后放入坩埚内在1150℃下固相合成1-3小时，合成产物破碎后湿法球磨16-24小时，料∶球∶水的比例为1∶2∶1，在80-120℃下干燥，过320目筛，制备出红外辐射陶瓷粉料。
按35％钾长石、4％SiO2、15％CaCO3、2％ZnO、3％滑石、14％ZrSiO4、8％粘土、4％BaCO3、9％乳浊性熔块、1％着色剂、5％红外辐射陶瓷粉料的配方，将各种成份进行混合，球磨24小时，过320目筛，制成红外辐射陶瓷釉料。
按釉料∶水＝100∶65的质量比，在红外辐射陶瓷釉料中加入水，进行1小时的快速球磨后制成釉浆，釉浆的比重为1.6g/cm3，采用喷釉法在陶瓷生坯上施釉，干燥后采用快速烧成工艺进行烧成，制备出牢固附着在陶瓷坯体表面的红外辐射釉层，快速烧成时间为35分钟，其中在高温带(1100-1195℃)的烧成时间为10分钟。
釉层的全波段法向比辐射率为0.82，在3-5μm波段的法向比辐射率为0.87，在8-14μm波段的法向比辐射率为0.84。釉层对大肠杆菌的抑制率为98.76％，对金黄色葡萄球菌的抑制率为100％，对桔草杆菌的抑菌率为100％，对黄桔青霉菌的抑菌率为95.25％。
实施例2～实施例5：
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| 钾长石SiO2CaCO3ZnO滑石ZrSiO4粘土BaCO3乳浊性熔块着色剂红外辐射粉料 | 34％10％15.5％-1％10％0.5％2％20％-7％ | 39％1％20％-4.4％20％-2％9％1.6％3％ | 47％2％15％6％-10％1.6％6％9％-3.4％ | 54％-16％0.2％2％11％0.3％3％10％0.5％3％ |
其中，红外辐射粉料由下列I、II、III三组配方中的任一组构成。
| Fe2O3 | MnO2 | CuO | Co2O3 | 粘土 | |
| 红外辐射粉料I | 16％ | 16％ | 8％ | - | 60％ |
| 红外辐射粉料II | 24％ | 13％ | 6％ | 2％ | 55％ |
| 红外辐射粉料III | 6％ | 16％ | 8％ | 4％ | 66％ |
以上百分比均为质量百分比。按以上配比参照实施例1的方法即可获得对应的红外辐射陶瓷釉层。
Claims (2)
1.一种红外辐射陶瓷釉层，主要组成为34-55％钾长石、0-10％SiO2、15-20％CaCO3、0-6％ZnO、0-6％滑石、10-20％ZrSiO4、0-16％粘土、2-6％BaCO3、9-20％乳浊性熔块、0-1.6％着色剂、3-7％红外辐射陶瓷粉料，将上述组成范围内的各种成份混合后采用陶瓷加工技术制备红外辐射陶瓷釉层；红外陶瓷粉料由6-24％Fe2O3、8-16％MnO2、4-8％CuO、0-4％Co2O3、50-66％粘土组成。
2.权利要求1所述红外辐射陶瓷釉层的制备方法，将Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3、粘土进行混合、球磨、干燥和固相合成，固相合成温度为1100-1180℃，固相合成时间为1-3小时，制备出红外辐射陶瓷粉料，再与其它组份混合得到釉料，然后按釉料与水的质量比100∶50-70的比例在釉料中加水，加水后经快速球磨制成釉浆，采用喷釉法或甩釉法在陶瓷生坯表面施釉，经干燥和烧成，制备出牢固附着在陶瓷坯体表面的红外辐射釉层；釉层采用低温快烧技术进行烧成，高温带烧成温度范围为1100-1195℃，釉层烧成时间为35分钟，其中在高温带的烧成时间为10分钟。
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