专利名称：一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂及其制备方法。
背景技术：
抗菌剂指在一定时间内，使某些微生物(细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等)的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。抗菌剂是一类具有抑菌和杀菌性能的助剂。抗菌剂一般分为无机抗菌剂，有机抗菌剂和天然抗菌剂。银离子类抗菌剂是最常用的无机抗菌剂，有时为了提高协同作用，再添加一些铜离子、锌离子。利用银、铜、锌等金属的抗菌能 力，通过物理吸附离子交换等方法，将银、铜、锌等金属(或其离子)固定在氟石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌能力的材料。此外无机抗菌剂还有氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂等无机抗菌剂。有机抗菌剂的主要品种有香草醛或乙基香草醛类化合物，常用于聚乙烯类食品包装膜中，起抗菌作用。天然抗菌剂主要来自天然植物的提取，如甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等，使用简便，但抗菌作用有限，耐热性较差，杀菌率低，不能广谱长效使用且数量很少。陶瓷是以粘土为主要原料以及石英、长石、滑石、硅灰石等天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品。陶瓷生产的过程和高岭土的一些特定性质，使高岭土成为陶瓷坯料的重要原料之一。完整的陶瓷成品需要经过以下步骤(1)按图雕塑产品；(2)利用石膏制作模具；(3)模具烘干；(4)练泥，制造土坯，(通过高压，滚压或注浆)成型；(5)修坯(连接，打孔；切边；刮模线；洗坯);(6)生坯晾干后施釉；(7)釉烧；(8)成陶瓷产品；(9)彩绘或贴花；(10)烧成完美产品。陶瓷工艺中由工艺(4)到工艺(6)过程中，经历生料的练泥，生坯的成型晾干，在此过程中，生坯含有水分，并且粘土矿物生坯PH ( 7，酸性或者中性，环境温度如果为25-30°C之间(特别是夏天)，这正是霉菌生长的最佳环境，所以，陶瓷厂制备的生坯非常容易生长霉菌，会使生坯腐败变形，结果是生坯要重新制备，浪费大量的资源和能源。目前，市场上陶瓷抗菌剂为无机抗菌剂，大多含有Ag+，其含量在1%左右。对于大量使用抗菌剂的陶瓷产品来说，其成本较高，所以研究开发成本低廉，抗菌效果好的抗菌剂是我们亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂及其制备方法。该添加剂使用具有抑菌时间长的特点。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种陶瓷生坯抗霉菌添加齐U，其特征在于它由羧甲基纤维素钠、水、氨水、AlCl3和轻质氧化镁制备而成；其中，羧甲基纤维素钠与水的质量比为I : (4 6)，氨水与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 141(13与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 2，轻质氧化镁与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 3 5。按上述方案，氨水的质量分数为22 25 wt%。一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤1)按照羧甲基纤维素钠与水的质量比为I: (4 6)，将羧甲基纤维素钠溶于水中，配制成溶胶(无色透明胶体羧甲基纤维素溶液)；
2)将步骤I)所得到的溶胶在高速搅拌的条件下滴加质量分数为22 25被％的氨水，氨水与羧甲基纤维素钠的质量比为I : I ;随后加入AlCl3,AlCl3与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 2，得到胶体溶液；
3)向步骤2)所得到的胶体溶液中加入轻质氧化镁(MgO)，轻质氧化镁与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 3 5，搅拌分散均匀，即得到陶瓷生坯抗霉菌添加剂。按上述方案，步骤2)所述的高速搅拌的转速为1200 1500 r/min。本发明的基本原理如下羧甲基纤维素钠作为含多羟基和羧基的高分子多糖，分子中-C00_基团和Al3+离子产生配位键，直链的羧甲基纤维素钠生成交联网状结构，能够作为陶瓷坯料的粘结剂；霉菌生长环境为酸性(pH彡6)，而氧化镁是碱性氧化物，与水结合生成氢氧化镁，呈碱性(pH ^ 8)，Mg(OH)2和H2O分子存在网格中，氧化镁可以和霉菌接触反 应，造成微生物共有成分破坏或产生功能障碍。可有效的抑制霉菌的生长，达到抗霉菌的目的，同时，抗菌剂具有增粘效果。本发明采用MgO作为抗菌剂主要的抗菌氧化物，同时，为了使陶瓷生坯容易塑形，添加可形成高粘度的胶体的羧甲基纤维素，有粘着、增稠、流动、乳化分散、赋形、耐酸、耐盐等特性，且生理无害。本发明的有益效果是本发明制备的陶瓷生坯抗霉菌添加剂具有抑菌时间长、成本低廉、无毒、用量小的特点，有效防止陶瓷生坯腐败变形，同时增加原料的粘结性，使生坯更容易塑形。
图I为本发明的抗霉菌增粘机理图。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明不仅仅局限于下面的实施例。实施例I :
一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂的制备方法，它是由如下步骤制备得到的
(1)称取5g羧甲基纤维素钠(NaCMC)溶于20ml水中，配制成溶胶(无色透明胶体羧甲基纤维素溶液);
(2)将步骤I)所得到的溶胶在转速1200r/min高速搅拌下，滴加22 wt%氨水5g，随后加入2. 5g的AlCl3，得到胶体溶液；
(3)向步骤2)所得到的胶体溶液中加入Ig轻质氧化镁，搅拌分散均匀，即得到陶瓷生坯抗霉菌添加剂。本实施例所得到的陶瓷生坯抗霉菌添加剂应用于陶瓷生坯中，以高岭土为原料，其成分为
成分jSiO；； IAlA |Fea0, ITiOa IKaO
质量含量(％) TTTT 16. 51 I. 19 I. PO 0. 61 远分ka0 |caO !MgO |烧失量|有机物质量含量(％) |o. 22 |0. 59 |0. 36 |5. 93 |0. 48陶瓷生坯(陶瓷生坯原料)的配比高岭土 50份(重量份)，长石25份(重量份)，蒙脱石5份(重量份)。将各种原料按拟定的配方称量后，加入快速研磨机研磨2. 5小时，原料的粒度彡44um，坯料加水塑形(水的加入量为20份)，加入1%本实施例所得到的陶瓷生坯抗霉菌添加剂(占陶瓷生坯原料总重量的1%，注陶瓷生坯原料总重量为不含水的量)，制备成一定形状坯体。添加本发明的抗霉菌增粘陶瓷生坯添加剂后的陶瓷生坯的抗菌时间> 60天，说明本发明制备的陶瓷生坯抗霉菌添加剂具有抑菌时间长的特点。
爾奮生坯形状 I抗菌时间I效果
爾瓷形状的蘑菇|>60天Ieo天内陶瓷生坯不产生霉菌，坯形状保持良好 实施例2
一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂的制备方法，它是由如下步骤制备得到的
(1)称取5g羧甲基纤维素钠(NaCMC)溶于25ml水中，配制成溶胶(无色透明胶体羧甲基纤维素溶液);
(2)将步骤I)所得到的溶胶转速1300r/min高速搅拌下，滴加23 wt%氨水5g，随后加入2. 5g的AlCl3，得到胶体溶液；
(3)向步骤2)所得到的胶体溶液中加入I.5g轻质氧化镁，搅拌分散均匀，即得到陶瓷生还抗霉囷添加剂。本实施例所得到的陶瓷生坯抗霉菌添加剂应用于陶瓷生坯中，以高岭土为原料，其成分为
成分jSiO；； IAlA |Fea0, ITiOa IKaO
质量含量(％) TTTT 16. 51 I. 19 I. PO 0. 61 远分一 NaaO C^0~ MgO 烧失量有机物
质量含量(％) |o. 22 |o. 59 |o. 36 |5. 93 |o. 48
陶瓷生坯的配比高岭土 50份(重量份)，长石25份(重量份)，蒙脱石5份(重量份)。将
各种原料按拟定的配方称量后，加入快速研磨机研磨2. 5小时，原料的粒度< 44um，坯料加
水塑形(水的加入量为20份)，加入I. 5%本实施例所得到的陶瓷生坯抗霉菌添加剂(占陶瓷
生坯原料总重量的I. 5%)，制备成一定形状坯体。添加本发明的抗霉菌增粘陶瓷生坯添加剂
后的陶瓷生坯的抗菌时间> 75天。
1 生坯形状 I抗菌时间I效果
爾瓷形状的蘑菇|>75天|75天内陶瓷生坯不产生霉菌，坯形状保持良好 实施例3
一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂的制备方法，它是由如下步骤制备得到的
(1)称取5g羧甲基纤维素钠(NaCMC)溶于30ml水中，配制成溶胶(无色透明胶体羧甲基纤维素溶液);
(2)将步骤I)所得到的溶胶在转速1500r/min高速搅拌下，滴加25 wt%氨水5g，随后加入2. 5g的AlCl3，得到胶体溶液；
(3)向步骤2)所得到的胶体溶液中加入I.67g轻质氧化镁，搅拌分散均匀，即得到陶瓷生坯抗霉菌添加剂。本实施例所得到的陶瓷生坯抗霉菌添加剂应用于陶瓷生坯中，以高岭土为原料，其成分为
成分jSiO；； IAlA |Fea0,ITiOaIKaO
质量含量(％)TTTT 16. 51 I. 19I. PO0. 61
远分一 NaaO C^0~ MgO烧失量有机物
质量含量(％) |o. 22 |o. 59 |o. 36|5. 93|o. 48
陶瓷生坯的配比高岭土 50份(重量份)，长石25份(重量份)，蒙脱石5份(重量份)。将
各种原料按拟定的配方称量后，加入快速研磨机研磨2. 5小时，原料的粒度< 44um，坯料加
水塑形(水的加入量为20份)，加入2%本实施例所得到的陶瓷生坯抗霉菌添加剂(占陶瓷生 坯原料总重量的2%)，制备成一定形状坯体。添加本发明的抗霉菌增粘陶瓷生坯添加剂后的
陶瓷生坯的抗菌时间彡90天。
1 生坯形状 I抗菌时间I效果
瓷形状的蘑菇|>90天|90天内陶瓷生坯不产生霉菌，坯形状保持良好
权利要求
1.一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂，其特征在于它由羧甲基纤维素钠、水、氨水、AlCl3和轻质氧化镁制备而成；其中，羧甲基纤维素钠与水的质量比为I : (4 6)，氨水与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 141(13与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 2，轻质氧化镁与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 3 5。
2.根据权利要求I所述的一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂，其特征在于氨水的质量分数为22 25 wt%0
3.如权利要求I所述的一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂的制备方法，其特征在于它包括以下步骤 1)按照羧甲基纤维素钠与水的质量比为I: (4 6)，将羧甲基纤维素钠溶于水中，配制成溶月父; 2)将步骤I)所得到的溶胶在高速搅拌的条件下滴加质量分数为22 25被％的氨水，氨水与羧甲基纤维素钠的质量比为I : I ;随后加入AlCl3, AlCl3与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 2，得到胶体溶液； 3)向步骤2)所得到的胶体溶液中加入轻质氧化镁，轻质氧化镁与羧甲基纤维素钠的质量比为I : 3 5，搅拌分散均匀，即得到陶瓷生坯抗霉菌添加剂。
4.根据权利要求3所述的一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂的制备方法，其特征在于步骤2)所述的高速搅拌的转速为1200 1500 r/min。
全文摘要
本发明涉及一种陶瓷生坯抗霉菌添加剂及其制备方法,它包括以下步骤1)按照羧甲基纤维素钠与水的质量比为1∶(4～6)，将羧甲基纤维素钠溶于水中，配制成溶胶；2)将步骤1)所得到的溶胶滴加氨水，氨水与羧甲基纤维素钠的质量比为1∶1；随后加入AlCl3，AlCl3与羧甲基纤维素钠的质量比为1∶2，得到胶体溶液；3)向步骤2)所得到的胶体溶液中加入轻质氧化镁，轻质氧化镁与羧甲基纤维素钠的质量比为1∶3～5，搅拌分散均匀，即得到陶瓷生坯抗霉菌添加剂。本发明制备的陶瓷生坯抗霉菌添加剂具有抑菌时间长、成本低廉、无毒、用量小的特点，有效防止陶瓷生坯腐败变形，同时增加原料的粘结性，使生坯更容易塑形。
文档编号C04B35/63GK102815949SQ201210320739
公开日2012年12月12日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者王洪权, 严春杰, 熊强, 熊晖, 孙露, 谌刚, 姜伟, 郭满, 李丹, 马玉南, 赵文清, 仇秀梅, 徐家华 申请人:中国地质大学(武汉), 宜昌中科金泽矿业有限责任公司