[發明專利]一種自潔凈隔熱保溫陶瓷及其制備方法

無效

• 申請號: 200810028863.4
• 申請日: 2008-06-17
• 公開（公告）號: CN101289334A
• 公開（公告）日: 2008-10-22
• 發明（設計）人: 徐剛;陳麗華;梁慶;徐雪青;李新軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C04B41/89
• 分類號: C04B41/89
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司
• 代理人: 莫瑤江

技術領域

本發明涉及陶瓷技術領域，尤其涉及一種自潔凈隔熱保溫陶瓷及其制備方法。

背景技術

目前陶瓷被廣泛應用于建筑墻面，由于其易沾染油污和灰塵，在空氣中溫差、水、灰塵、 有機物及其它污染作用下，建筑物陶瓷墻壁表面很容易形成一層污垢，再加上建筑外墻清洗 操作困難，因而會嚴重影響建筑物的外觀，同時增加清洗成本。另外，我國建筑能耗約占社 會一次能源總消耗的1/3，建筑能耗約為發達國家的3倍，其中外墻約為4-5倍，外墻陶瓷 的吸熱蓄熱使得夏天空調制冷負荷增加，內墻陶瓷的傳熱也會使得冬季采暖成本提高；紅外 光占太陽總能量的近半數，因此反射紅外對建筑節能有重要意義。

二氧化鈦、二氧化錫等光催化劑可以在基體表面形成一層具有自清潔功能的薄膜，不僅 會使得基體表面達到自清潔的功效，而且還具有殺菌、分解周圍環境中有害氣體及沾染在表 面的有機物的功能。如在中國發明專利1336352A直接公開了一種在陶瓷釉面表面涂布一層 低溫釉而后再涂布二氧化鈦光催化劑薄膜的方法；發明專利1467023A和1502405A公開了 一種在玻璃表面涂布多層膜結構的光催化薄膜的方法。而熱反射薄膜的相關專利國內報道較 少，發明專利1800068A中報道了利用含有金屬氧化物納米粉體的功能涂料來達到隔熱的效 果。

但是，目前對于既可自潔凈，又可隔熱保溫的陶瓷研究較少，尚未有理想的產品。

發明內容

本發明的目的在于提供一種既可高效自潔凈，又可隔熱保溫的陶瓷

為達到上述目的，本發明采取了以下的技術方案：

本發明自潔凈隔熱保溫陶瓷以陶瓷為襯底，在陶瓷的表面依次涂覆有二氧化硅離子阻擋 薄膜層、透明導電氧化物薄膜層和金屬離子摻雜的二氧化鈦光催化薄膜層。

所述透明導電氧化物薄膜層可以采用為摻銻氧化錫(ATO)、摻錫氧化銦(ITO)、摻鋁氧化 鋅(AZO)中的一種或兩種形成的薄膜。

所述二氧化鈦光催化薄膜層摻雜有鐵離子、鎂離子、釩離子、鋅離子、銅離子中的一種 或兩種。

本發明制備方法包括如下步驟：

(a)陶瓷基體的清洗及干燥；

(b)配制二氧化硅離子阻擋層溶膠A；

(c)配制ATO、ITO、AZO等透明導電氧化物溶膠B；

(d)配制金屬離子摻雜的TiO₂溶膠C；

(e)提拉法或旋涂法將溶膠A、B、C依次在陶瓷基體上涂覆成膜；

(f)陶瓷制品退火處理。

所述溶膠A、B、C的配置方法可以采用現有技術。

所述涂層成膜的方法可以是提拉成膜法、旋轉涂膜法中的一種或兩種相結合。

退火處理的溫度是350℃-600℃，退火時升溫速率≤5℃/min。

本發明的優點是采用三層成膜結構(如附圖1所示)，離子阻擋層可以消除陶瓷中雜質離 子在退火過程中滲透到透明導電層影響其導電性的副作用；透明導電氧化物層對太陽光中的 紅外光線有明顯的反射效果；同時摻雜的二氧化鈦層可達到高效清潔殺菌作用。

陶瓷制品的反射光譜見附圖2和圖3所示，涂層的太陽輻射反射在25％～65％之間，熱 紅外反射在20％～35％之間，應用于一般建筑物上，其建筑能耗全年降低約5～10％。將制得 的陶瓷制品置于陽光下照射2天后，用自來水沖洗，陶瓷制品表面呈一層均勻的水膜，而未 涂膜的陶瓷基體上有水珠團聚的現象，說明該陶瓷制品親水性很好，自潔凈效果良好。

圖1是本發明陶瓷制品的涂層結構圖，圖中陶瓷釉面1、二氧化硅離子阻擋薄膜層2、 透明導電氧化物薄膜層3、金屬離子摻雜的二氧化鈦光催化薄膜層4；

圖2是本發明陶瓷制品的太陽輻射反射(a)和熱紅外反射(b)光譜圖，圖中的反射曲 線分別是：

[1]-SiO₂/ITO/TiO₂+Fe，500℃退火；采用提拉法與旋涂法相結合。

[2]-SiO₂/ATO/TiO₂+Fe，500℃退火；采用提拉法與旋涂法相結合。

圖3是本發明陶瓷制品的太陽輻射反射(a)和熱紅外反射(b)光譜圖，圖中的反射曲 線分別是：

[1]-SiO₂/ITO/TiO₂+Fe，500℃退火；采用提拉成膜法。