[發明專利]一種抗菌蜂窩陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 201510200643.5
• 申請日: 2015-04-27
• 公開（公告）號: CN104844274B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 張彬;唐曉寧;張定;李歡
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B41/85
• 分類號: C04B41/85
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種抗菌蜂窩陶瓷的制備方法。

背景技術

生活中的細菌、真菌、病毒等微生物，對人體危害重大，為此人類開發出了各種抗菌制品。陶瓷廣泛應用于人們的生活中，因此抗菌陶瓷的研究成為了人們研究的重點。目前，抗菌陶瓷的制備主要有往陶瓷原料中直接加入抗菌劑，如發明專利“一種抗菌陶瓷磚及其制備方法”（公開號CN103641439A）通過往陶瓷原料中加入抗菌劑磷酸銀，氧化銅等制備抗菌陶瓷。這種方法簡便，但是需要耗費大量的抗菌劑磷酸銀，氧化銅等，經濟價值不高，而且要達到理想的殺菌率需要的抗菌劑的量就更大。為了克服這一缺點，有研究者將抗菌劑添加到釉水里，然后通過高溫燒結制備抗菌陶瓷。如發明專利“無機抗菌陶瓷及生產工藝”（公開號CN1279222A）通過將抗菌劑與釉料混合，將混合物施于陶瓷表面并進行燒結來制備抗菌陶瓷。這種方法較之直接將抗菌劑添加到陶瓷原料中節約大量抗菌劑，更經濟實用。但是陶瓷起抗菌作用的是陶瓷的表面，較厚的釉層含有大量抗菌劑，造成了抗菌劑的浪費。并且陶瓷的燒制要在1300℃下，這么高的溫度會破壞抗菌劑的結構及成分，大大影響殺菌性。鑒于此，有研究者通過高溫將銀及銀的氧化物氣化，進行氣相沉積，把抗菌金屬附著在陶瓷表面。如發明專利“抗菌陶瓷及其生產方法”（CN1149039A），通過在窖內氣化銀或氧化銀來汽化銀或者氧化銀，將燒制好的陶瓷通過這些汽化物，經過氣相沉積，銀或者氧化銀附著在陶瓷的表面。這種方法能夠節約抗菌劑，但是工藝過于復雜，并且高溫需要耗費大量的能源。

蜂窩陶瓷是近三十年來開發的一種結構似蜂窩形狀的新型陶瓷產品。蜂窩陶瓷屬于一個種類，所用的材質：堇青石、莫來石、鈦酸鋁、活性炭、碳化硅、活性氧化鋁、氧化鋯、氮化硅及堇青石一莫來石、堇青石一鈦酸鋁等復合基質。由最早使用在小型汽車尾氣凈化到今天廣泛應用在化工、電力、冶金、石油、電子電器、機械等工業中，而且越來越廣泛，發展前景相當可觀。蜂窩陶瓷由無數相等的孔組成，有各種形狀，目前最大的孔數已達到了每平方厘米20～40，密度每立方厘米4～6克，吸水率最高達20%以上。由于多孔薄壁的特點，大大增加了載體的幾何表面積和改善了抗熱沖擊性能。蜂窩陶瓷材料由于其高強度、耐高溫、耐腐蝕、耐磨等特異性能可廣泛應用于蓄熱體、填料、催化劑載體和過濾材料等領域。

本發明針對以上抗菌陶瓷制備中，抗菌劑消耗大，高溫燒制致使抗菌離子失去活性，殺菌率低，工藝復雜等缺點，采用具有比表面積較大、耐酸堿、耐腐蝕、高浸潤性等特性的蜂窩陶瓷做抗菌載體，經含抗菌離子的母液浸潤，通過300-500℃燒制，使蜂窩陶瓷表面具有高效的抗菌性能。即保證了較高的殺菌率，又節約了成本，工藝條件簡便，應用前景可觀。

發明內容

本發明目的在于解決抗菌陶瓷生產過程中抗菌離子消耗量大，浪費多，高溫燒結致使殺菌離子失活，殺菌率低，能耗高，工藝復雜等問題，提供了一種抗菌蜂窩陶瓷的制備方法。

本發明方法按如下步驟進行：

（1）將燒制好的蜂窩陶瓷利用粗化液在30～40℃下進行化學粗化20～40 min，粗化后用蒸餾水清洗樣品，徹底清洗至水清澈，在70～90℃下烘干30～60 min；造成粗糙表層，增大接觸面積，去除附著在陶瓷上的泥污、氧化物以及粘附或吸附物，

（2）將步驟（1）樣品浸入質量百分比濃度為0.01-0.5%的浸漬液中，在功率60～120 W條件下超聲處理10～30 min，趕走陶瓷蜂窩孔中的氣泡，清洗除去附著在陶瓷上的油污，促進溶液在蜂窩陶瓷中的均勻滲透，再浸泡0.5～3 h使金屬離子充分吸附到蜂窩陶瓷表面微孔中，然后按每100 ml浸漬液加入濃度0.01～0.1 mol·L^-1的AgCl溶液1～5 ml的比例加入AgCl溶液做穩定劑，加入浸漬液體積6-10%的銀防變色劑OY-2A，再浸泡0.5～1 h，其中浸漬液為硝酸銀、硫酸銅、硫酸鋅、硫酸鈦溶液中的一種或幾種的混合溶液；

（3）將蜂窩陶瓷取出置于100～200℃下處理0.5～3 h，然后置于300～500℃的馬弗爐中焙燒0.5～3 h，冷卻即得抗菌蜂窩陶瓷。

其中所述粗化液的組成物及重量百分比為50～60%硫酸、10～25%氫氟酸、20～40%水。

本發明方法相對于現有技術的優點和技術效果如下：