一种应用于提高锐钛矿TiO2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层及其应用方法

一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层及其应用方法
技术领域
1.本发明涉及陶瓷釉面清洁领域，具体涉及一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层及其应用方法。


背景技术：

2.随着国家的经济发展和社会进步，人们的生活水平不断提高，而传统的建筑陶瓷和卫生陶瓷耐污抗污性能较差，难以满足人们对优质产品的期待。为了提高传统陶瓷的价值，赋予其良好的自清洁性能变得愈发重要。陶瓷釉是一种硅酸盐原料如石英、方解石等为主要原料，经一定温度的焙烧而熔融形成陶瓷表面的玻璃质薄层。在申请专利cn202010117271.0中将表面活性剂cati2o5加入分相釉制备超亲水釉，但该超亲水釉面乳浊感强，大大限制了其应用。本技术克服了只适用于分相釉等缺陷，利用将诱导剂cati2o5加入到tio2溶胶体系中，然后将陶瓷釉浸入到该溶胶体系中，镀膜、煅烧获得锐钛矿tio2，克服了目前tio2涂层与陶瓷釉面结合不牢固，同时在高温煅烧时锐钛矿容易转变为金红石从而导致釉面亲水性下降等问题。因此本技术专利通过在陶瓷釉表面通过加入诱导剂cati2o5的tio2涂层，不仅使釉面润湿角大幅度降低，提高了陶瓷釉的自清洁性能，而且适用于多种釉料种类，大大拓宽了其实际应用领域，对于陶瓷产业的发展具有促进作用。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于制备一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层，提供一种成本低廉、工艺简单、可规模化生产、具有超亲水性能涂层的制备及应用方法。
4.为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层，其特征在于，所述涂层的质量百分比组成为：去离子水13～17wt%，强酸12～17wt%，钛源55～60wt%，诱导剂5～10%，无水乙醇6～12wt%。
5.所述钛源为钛酸四丁酯，强酸为浓硫酸或浓盐酸，诱导剂为cati2o5。
6.上述涂层的应用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一配制涂层：按照涂层的质量百分比组成，先将去离子水和强酸依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至混合均匀，记为溶液a；然后将无水乙醇和钛源依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至均匀混合，记为溶液b；然后将溶液a缓慢滴加至溶液b中，经磁力搅拌20min形成tio2溶胶，最后在tio2溶胶中加入cati2o5均匀搅拌10～15min，获得含有cati2o5的tio2溶胶；步骤二釉面涂覆：将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中3～5min，然后按1～3mm/s速度缓慢提拉出；然后再次将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中1～2min，然后按0.5～1mm/s速度缓慢提拉出；步骤三烧成：将涂覆完成后的釉片烘干，然后放入窑炉内于氧化气氛下进行煅烧，出窑后经自然冷却获得制品。
7.所述的应用方法，其特征在于：所述步骤三中煅烧的温度为700～800℃，保温时间
30～60min。
8.所述的应用方法，其特征在于：所述步骤三中烘干的温度为 45～60℃。
9.所述的应用方法，其特征在于：所述步骤三获得制品的润湿角为3.555～3.581
°
，耐碱性为1.25～1.50，油污残余量为3.402～3.452。
10.本发明的有益效果是：（1）本发明通过在釉面引入cati2o5诱导剂，使其在较高温度下原位分解出锐钛矿tio2，提高了釉面的亲水性，从而使釉面具有自清洁的性能。同时cati2o5诱导剂可以原位分解出cao等类似于釉中的碱性成分，能够于釉中的sio2发生化学反应，从而促使釉与涂层形成一层中间层，加强了涂层和釉的结合性。
11.（2）该cati2o5诱导剂原位分解出锐钛矿tio2涂层的制备方法简单，适用于各种陶瓷釉面。
附图说明
12.图1为实施例1制品润湿角的检测图；图2为实施例1制品xrd的检测图；图3为实施例1制品sem的检测图。
具体实施方式
13.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层及其应用方法的具体实施方式、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如下：实施例1：一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层，其特征在于，所述涂层的质量百分比组成为：去离子水14wt%，强酸14wt%，钛源56wt%，诱导剂10%，无水乙醇6wt%。
14.所述钛源为钛酸四丁酯，强酸为浓盐酸，诱导剂为cati2o5。
15.上述涂层的应用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一配制涂层：按照涂层的质量百分比组成，先将去离子水和强酸依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至混合均匀，记为溶液a；然后将无水乙醇和钛源依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至均匀混合，记为溶液b；然后将溶液a缓慢滴加至溶液b中，经磁力搅拌20min形成tio2溶胶，最后在tio2溶胶中加入cati2o5均匀搅拌10min，获得含有cati2o5的tio2溶胶；步骤二釉面涂覆：将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中3min，然后按1mm/s速度缓慢提拉出；然后再次将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中1min，然后按0.5mm/s速度缓慢提拉出；步骤三烧成：将涂覆完成后的釉片烘干，然后放入窑炉内于氧化气氛下进行煅烧，出窑后经自然冷却获得制品。
16.所述步骤三中煅烧的温度为700℃，保温时间30min。
17.所述步骤三中烘干的温度为45℃。
18.所述步骤三获得制品的润湿角为3.555
°
，耐碱性为1.25，油污残余量为3.402。
19.从图2中可见超亲水自清洁陶瓷釉涂层面主要由锐钛矿tio2（pdf卡片21
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相组成，赋予了釉面优良的超亲水性能。从图3中可见釉面由大小均匀的颗粒所组成，赋予了釉面平整光滑等特性。
20.实施例2：一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层，其特征在于，所述涂层的质量百分比组成为：去离子水13wt%，强酸15wt%，钛源60wt%，诱导剂5，无水乙醇7wt%。
21.所述钛源为钛酸四丁酯，强酸为浓硫酸，诱导剂为cati2o5。
22.上述涂层的应用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一配制涂层：按照涂层的质量百分比组成，先将去离子水和强酸依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至混合均匀，记为溶液a；然后将无水乙醇和钛源依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至均匀混合，记为溶液b；然后将溶液a缓慢滴加至溶液b中，经磁力搅拌20min形成tio2溶胶，最后在tio2溶胶中加入cati2o5均匀搅拌11min，获得含有cati2o5的tio2溶胶；步骤二釉面涂覆：将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中4min，然后按2mm/s速度缓慢提拉出；然后再次将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中1.5min，然后按0.6mm/s速度缓慢提拉出；步骤三烧成：将涂覆完成后的釉片烘干，然后放入窑炉内于氧化气氛下进行煅烧，出窑后经自然冷却获得制品。
23.所述步骤三中煅烧的温度为720℃，保温时间35min。
24.所述步骤三中烘干的温度为55℃。
25.所述步骤三获得制品的润湿角为3.571
°
，耐碱性为1.28，油污残余量为3.404。
26.实施例3：一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层，其特征在于，所述涂层的质量百分比组成为：去离子水15wt%，强酸12wt%，钛源55wt%，诱导剂6%，无水乙醇12wt%。
27.所述钛源为钛酸四丁酯，强酸为浓盐酸，诱导剂为cati2o5。
28.上述涂层的应用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一配制涂层：按照涂层的质量百分比组成，先将去离子水和强酸依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至混合均匀，记为溶液a；然后将无水乙醇和钛源依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至均匀混合，记为溶液b；然后将溶液a缓慢滴加至溶液b中，经磁力搅拌20min形成tio2溶胶，最后在tio2溶胶中加入cati2o5均匀搅拌12min，获得含有cati2o5的tio2溶胶；步骤二釉面涂覆：将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中5min，然后按3mm/s速度缓慢提拉出；然后再次将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中2min，然后按0.7mm/s速度缓慢提拉出；步骤三烧成：将涂覆完成后的釉片烘干，然后放入窑炉内于氧化气氛下进行煅烧，出窑后经自然冷却获得制品。
29.所述步骤三中煅烧的温度为730℃，保温时间40min。
30.所述步骤三中烘干的温度为60℃。
31.所述步骤三获得制品的润湿角为3.556
°
，耐碱性为1.30，油污残余量为3.412。
32.实施例4：一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层，其特征在于，所述涂层的质量百分比组成为：去离子水13wt%，强酸13wt%，钛源57wt%，诱导剂7%，无水乙醇10wt%。
溶胶，最后在tio2溶胶中加入cati2o5均匀搅拌15min，获得含有cati2o5的tio2溶胶；步骤二釉面涂覆：将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中3min，然后按1mm/s速度缓慢提拉出；然后再次将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中1.7min，然后按1mm/s速度缓慢提拉出；步骤三烧成：将涂覆完成后的釉片烘干，然后放入窑炉内于氧化气氛下进行煅烧，出窑后经自然冷却获得制品。
47.所述步骤三中煅烧的温度为800℃，保温时间55min。
48.所述步骤三中烘干的温度为45℃。
49.所述步骤三获得制品的润湿角为3.581
°
，耐碱性为1.45，油污残余量为3.440。
50.实施例7：一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层，其特征在于，所述涂层的质量百分比组成为：去离子水17wt%，强酸12wt%，钛源55wt%，诱导剂9%，无水乙醇7wt%。
51.所述钛源为钛酸四丁酯，强酸为浓盐酸，诱导剂为cati2o5。
52.上述涂层的应用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一配制涂层：按照涂层的质量百分比组成，先将去离子水和强酸依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至混合均匀，记为溶液a；然后将无水乙醇和钛源依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至均匀混合，记为溶液b；然后将溶液a缓慢滴加至溶液b中，经磁力搅拌20min形成tio2溶胶，最后在tio2溶胶中加入cati2o5均匀搅拌13min，获得含有cati2o5的tio2溶胶；步骤二釉面涂覆：将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中5min，然后按3mm/s速度缓慢提拉出；然后再次将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中2min，然后按0.5mm/s速度缓慢提拉出；步骤三烧成：将涂覆完成后的釉片烘干，然后放入窑炉内于氧化气氛下进行煅烧，出窑后经自然冷却获得制品。
53.所述步骤三中煅烧的温度为750℃，保温时间30min。
54.所述步骤三中烘干的温度为60℃。
55.所述步骤三获得制品的润湿角为3.564
°
，耐碱性为1.48，油污残余量为3.446。
56.实施例8：一种应用于提高锐钛矿tio2超亲水自清洁陶瓷釉的涂层，其特征在于，所述涂层的质量百分比组成为：去离子水15wt%，强酸12wt%，钛源58wt%，诱导剂8%，无水乙醇7wt%。
57.所述钛源为钛酸四丁酯，强酸为浓硫酸，诱导剂为cati2o5。
58.上述涂层的应用方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一配制涂层：按照涂层的质量百分比组成，先将去离子水和强酸依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至混合均匀，记为溶液a；然后将无水乙醇和钛源依次滴加至烧杯，经磁力搅拌至均匀混合，记为溶液b；然后将溶液a缓慢滴加至溶液b中，经磁力搅拌20min形成tio2溶胶，最后在tio2溶胶中加入cati2o5均匀搅拌14min，获得含有cati2o5的tio2溶胶；步骤二釉面涂覆：将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中4min，然后按2mm/s速度缓慢提拉出；然后再次将釉片完全浸在含有cati2o5的tio2溶胶中1min，然后按0.6mm/s速度缓慢提拉出；步骤三烧成：将涂覆完成后的釉片烘干，然后放入窑炉内于氧化气氛下进行煅烧，
出窑后经自然冷却获得制品。
59.所述步骤三中煅烧的温度为700℃，保温时间60min。
60.所述步骤三中烘干的温度为55℃。
61.所述步骤三获得制品的润湿角为3.556
°
，耐碱性为1.50，油污残余量为3.452。
62.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的原则和精神之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均就包含在本发明的保护范围之内。