[發明專利]室內自然光催化抗菌節能的陶瓷釉及其使用方法

有效

• 申請號: 201210134422.9
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN102643115A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 袁國梁
• 申請（專利權）人: 山東電盾科技有限公司
• 主分類號: C04B41/86
• 分類號: C04B41/86
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 馬俊榮

技術領域

本發明涉及一種制備建筑陶瓷和衛生陶瓷的釉料，具體涉及一種室內自然光催化抗菌節能的陶瓷釉及其使用方法。

背景技術

目前抗菌材料可分為無機和有機兩大類，由于有機類抗菌材料存在抗菌性比較弱，耐熱性、穩定性比較差，且自身分解的產物和揮發物可能對人體有害，不適合用于高溫加工等缺點，限制了其使用，因而逐漸被無機類的抗菌材料所替代。傳統的無機類抗菌劑主要是由銀、銅、鋅、稀土等金屬離子擔載于沸石、磷酸鋯、易熔玻璃、硅膠、活性炭等載體組成，但是該方法要在高溫1300℃以上的環境中燒結，生產成本較高，浪費了能源。自從1972年Fujishima等發現受輻射的TiO₂表面能發生水的持續氧化還原反應以來，半導體光催化材料已得到了廣泛的研究，作為其代表材料，TiO₂光催化特性已被許多研究者所證實。由于TiO₂光催化抗菌材料作用效果持久，利用太陽光、熒光燈中含有的紫外光作激發源就可具有抗菌效應，且具有凈化空氣、污水處理、自清潔等光催化效應且無二次污染，在環保方面具有廣泛的應用前景。

然而，一般的納米二氧化鈦光催化釉料，即含有小于100納米粒徑TiO₂的陶瓷釉經過高溫燒結后，都需要較強的紫外光照射方可實現殺菌效果，即在一般的室內自然光條件不表現明顯的抗菌效果，以至于光催化陶瓷的實際應用受到紫外光照條件的大大限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種室內自然光催化抗菌節能的陶瓷釉及其使用方法，采用粒徑小于10納米的納米二氧化鈦作為材料，從而使得釉料燒結機制發生變化，導致陶瓷表面釉料覆膜的燒結溫度降低，在較低溫度燒結達到致密化，得到具有抗菌、防污、凈化、自潔、保健等功能的抗菌陶瓷。

本發明所述的一種室內自然光催化抗菌節能的陶瓷釉，按照以下制備方法得到：

(1)先在1升水中加入10克～120克的氫氧化鋁，攪拌至完全溶解，然后加入10克～120克的粒徑小于10納米的納米二氧化鈦，攪拌分散均勻，最后在攪拌作用下加熱蒸發至固液比達到90％以上，得到納米二氧化鈦單分散的水性漿料；

(2)將納米二氧化鈦單分散的水性漿料加入到占全部陶瓷磚釉料20～40wt％的陶瓷磚釉料中，經混合均勻后，再加入剩余的陶瓷磚釉料中，并用混料缸攪拌均勻，得到室內自然光催化抗菌節能的陶瓷釉，其中，納米二氧化鈦單分散的水性漿料占全部陶瓷磚釉料的1～12wt％。

本發明利用氫氧化鋁的兩性特點，既能與酸反應又能與堿反應的特性，氫氧化鋁的酸性在于它是路易斯酸可以加合OH^-，也就是和表面富有OH^-的納米TiO₂緊密加合，導致納米二氧化鈦充分分散開，相容在氫氧化鋁的水溶液中，使粒徑小、極難分散的納米二氧化鈦的分散問題得以解決。

隨后將納米二氧化鈦單分散的水性漿料以一定比例添加到釉料中，制得分散均勻、儲存穩定的室內自然光催化抗菌節能的陶瓷釉。

其中，步驟(2)得到的室內自然光催化抗菌節能的陶瓷釉的生產工藝性能優選為比重1.50g/ml，流速11～16秒。生產工藝性能達到此標準時，才可以繼續用于陶瓷磚的生產工藝當中。

本發明所述的室內自然光催化抗菌節能的陶瓷釉的使用方法，將室內自然光催化抗菌節能的陶瓷釉以水刀噴釉的方式附著到陶瓷表面，然后經1160℃～1200℃的高溫燒結，燒成時間為42分鐘至75分鐘，得到光催化抗菌陶瓷成品。

本發明的優點在于：納米二氧化鈦可以在陶瓷釉中達到納米粒度的分布，利用該陶瓷釉生產的光催化抗菌陶瓷成品既能實現室內條件下光催化抗菌，也能夠實現在太陽光或燈光條件下光催化抗菌和空氣凈化的作用，并且在光催化抗菌陶瓷的生產過程中燒結溫度比普通陶瓷釉燒結溫度低100℃左右，降低生產成本，節約能源，符合國家低碳經濟的規劃，并且表面質量無明顯變化，生產的光催化抗菌陶瓷的外觀設計、表面質量、破壞強度、斷裂模數、耐磨性、耐污染性、抗化學腐蝕性、鉛和鎘的溶出量等技術性能均符合GB/T4100--2006陶瓷磚的標準。

附圖說明

圖1為本發明選用的粒徑小于10納米的納米二氧化鈦的電子透射電鏡照片；

圖2為本發明納米二氧化鈦單分散狀態的電子透射電鏡照片。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明做進一步說明。

實施例1：