[發(fā)明專利]一種抗菌環(huán)保日用陶瓷及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011029495.2
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112142451A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳彩霞
• 申請（專利權(quán)）人: 陳彩霞
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B41/89
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于無機非金屬材料領(lǐng)域，具體涉及一種抗菌環(huán)保日用陶瓷及其制備方法。本發(fā)明所研制的產(chǎn)品包括三層復(fù)合結(jié)構(gòu)；所述三層復(fù)合結(jié)構(gòu)是由表層、中間層和陶瓷基層構(gòu)成；所述表層為連續(xù)波浪結(jié)構(gòu)；所述表層為二氧化硅；所述中間層包括石墨烯?碳化硅復(fù)合層；所述中間層和表層通過Si?C化學鍵連接；所述陶瓷基層為氧化鋁陶瓷基層；所述氧化鋁陶瓷基層中還包括氧化鈷和二氧化鈦。其中所述陶瓷基層選用氧化鋁陶瓷，所述氧化鋁陶瓷中還包括氧化鈷和二氧化鈦；另外，所述中間層中還包括石墨烯質(zhì)量1?3％的納米鐵粉；另外，所述碳化硅為碳化硅晶須。本發(fā)明所得產(chǎn)品具有優(yōu)異的抗菌效果，且效果持效性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機非金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，涉及一種抗菌環(huán)保日用陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)

抗菌陶瓷是一種環(huán)保型功能材料，是抗菌材料與陶瓷產(chǎn)品相結(jié)合的產(chǎn)物，抗菌陶瓷在保留原有陶瓷制品物化性能的基礎(chǔ)上增加了抗菌、消毒及化學降解的功能。目前抗菌陶瓷主要分為：金屬離子摻雜型抗菌陶瓷及光催化型抗菌陶瓷兩種。其中金屬離子摻雜型抗菌陶瓷是直接將含有銀、鋅、銅等金屬離子的抗菌劑直接加入到陶瓷釉料中燒制而成；光催化型抗菌陶瓷則是采取溶膠一凝膠法或浸漬提拉法在陶瓷表面涂覆二氧化鈦或氧化鋅抗菌薄膜。

目前已被認同的銀系金屬離子抗菌機理主要有兩種：一種是金屬離子的緩釋殺菌。抗菌陶瓷在使用過程中緩慢釋放出銀離子，當銀離子到達細胞膜時，因細胞膜帶有負電荷，銀離子依靠庫倫力牢固吸附在細胞膜上，而且銀離子還能進一步穿透細胞壁進入病菌內(nèi)部，與生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)、核酸中存在的琉基(-SH)，氨基(-NH)等含硫、氨的官能團發(fā)生反應(yīng)，使細菌蛋白質(zhì)凝固，破壞細菌細胞合成酶的活性，使細胞喪失分裂增殖能力而最終消亡。另外，當細菌體失去活性后，銀離子又從菌體中游離出來，繼續(xù)重復(fù)進行殺菌活動，保持持久的抗菌效果。另一種則是銀離子的催化反應(yīng)殺菌。即在光的作用下銀離子作為催化活性中心，激活水和空氣中的氧，產(chǎn)生具有很強的氧化還原作用的活性自由基，可以攻擊陶瓷表面的微生物細胞膜，導致其細胞膜蛋白質(zhì)變性，從而使細菌等微生物失去活性，達到抗菌的目的。

銀系抗菌陶瓷抗菌劑的加入量對釉面顏色、光澤度的影響以及金屬離子的緩釋溶出帶來的抗菌持久性問題；光催化抗菌陶瓷如何在弱光線下提高光催化效率、涂覆膜層與釉面的結(jié)合力不夠、涂膜需要專用設(shè)備成本高及解決薄膜老化的壽命與陶瓷的使用壽命不匹配的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有抗菌陶瓷在使用過程中，抗菌活性組分容易流失，引起抗菌性能逐漸下降失效的缺陷和不足，提供一種抗菌環(huán)保日用陶瓷及其制備方法。

本發(fā)明的目的是提供一種抗菌環(huán)保日用陶瓷。

本發(fā)明另一目的是提供一種抗菌環(huán)保日用陶瓷的制備方法。

本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種抗菌環(huán)保日用陶瓷，所述陶瓷包括三層復(fù)合結(jié)構(gòu)；

所述三層復(fù)合結(jié)構(gòu)是由表層、中間層和陶瓷基層構(gòu)成；

所述表層為連續(xù)波浪結(jié)構(gòu)；所述表層為二氧化硅；

所述中間層包括石墨烯-碳化硅復(fù)合層；所述中間層和表層通過Si-C化學鍵連接；

所述陶瓷基層為氧化鋁陶瓷基層；所述氧化鋁陶瓷基層中還包括氧化鈷和二氧化鈦。

上述技術(shù)方案通過構(gòu)建三層復(fù)合結(jié)構(gòu)的陶瓷，其中，中間層為石墨烯-碳化硅復(fù)合層，在使用過程中，碳化硅可以在常溫條件下發(fā)射出波長為5-15μm的遠紅外線，并通過石墨烯的傳遞后，可以直接穿透陶瓷表面及附近的細菌細胞壁，從而有效破壞細菌菌體的新陳代謝，起到良好的殺菌效果；進一步的，通過利用表層的連續(xù)波浪結(jié)構(gòu)進行對遠紅外線進行折射和散射，使得碳化硅發(fā)出的遠紅外線的作用范圍和效果得以進一步增強；