本发明涉及陶瓷釉料,具体涉及一种高效抗菌陶瓷釉料及其制备工艺。
背景技术:
1、陶瓷是一种以天然黏土为主要原料,经混炼、成型、烧结过程,形成的具有特殊形状的制品,在科技日益发展的今天,功能性陶瓷产品逐渐走入了人们的日常生活。陶瓷釉料是陶瓷制品的关键组成部分,其主要是通过将矿物质原料经精细球磨,形成浆料,再通过高温处理,使其能够覆盖在陶瓷表面,进而能够起到提高陶瓷制品的光泽度等效果,因此,想要实现功能性陶瓷产品的制作,可以通过从陶瓷釉料的改性入手。
2、抗菌陶瓷釉料是一种特殊的陶瓷釉料,通过在釉料中添加抗菌剂,使陶瓷产品表面具有抗菌功能。常见的抗菌剂包括无机银离子抗菌剂、无机锌离子抗菌剂以及纳米级金属氧化物等。这些抗菌剂通过物理或化学方式破坏细菌的细胞膜,抑制细菌的生长和繁殖,从而达到抗菌的效果。然而,这些抗菌剂在高温烧结过程中会逐渐析出烧蚀,导致烧结形成的釉层实际上表现出的抗菌性能并不理想。此外,在实际使用中,大量陶瓷难免会与污水、茶水等接触,可能会在陶瓷表面留下脏污,不仅会影响美观,还有可能成为细菌孵化的温床,对陶瓷制品的使用产生负面影响。
3、基于此,本发明提供了一种具有抗菌、防污功能性的陶瓷釉料,可满足功能性陶瓷制品的需求。
技术实现思路
1、为了解决背景技术中提到的技术问题,本发明的目的在于提供一种高效抗菌陶瓷釉料及其制备工艺。
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
3、一种高效抗菌陶瓷釉料,由陶瓷基础釉料组分和抗菌釉料组分组成;所述抗菌釉料组分包括以下重量份的原料:
4、熔块40-60份;
5、抗菌组分5-15份;
6、所述抗菌组分为表面包覆有硅油层的载银伊利石。
7、作为本发明的进一步方案,所述抗菌釉料组分的制备方法如下所示:
8、将熔块和抗菌组分依次加入至球磨机中,球磨至物料能够通过80-100目筛网,将过滤后的混合料加水调节至比重为1.2-1.5g/cm3,即可获得抗菌组分。
9、作为本发明的进一步方案,所述抗菌组分的制备方法如下所示:
10、步骤一、将经预处理的伊利石与硝酸银溶液搅拌混合,形成混合液后,于80-100khz的超声频率下超声处理1-2h后,使用365nm紫外灯对混合液进行照射10-30min,出料,获得伊利石复合料;
11、步骤二、将银氨溶液加入至浓度为0.1-0.3mol/l的葡萄糖溶液中,搅拌成混合溶液,接着将伊利石复合料浸渍于该混合溶液中,将温度控制在80-90℃,保温30-60min后取出,获得载银伊利石;
12、步骤三、将载银伊利石分散在体积分数为70-75%的乙醇中,接着将端氨基硅油加入该分散液中,于300-500r/min的转速下搅拌混合40-60min后,再加入端环氧硅油,加毕,升温至60-70℃,保温搅拌3-6h后,降温出料,即可获得抗菌组分。
13、在上述技术方案中,首先通过煅烧和酸处理,对伊利石进行前处理,使伊利石的孔隙充分暴露,在超声振荡条件下,银离子会朱锦突破孔隙端口势垒,进入伊利石的孔隙中,通过紫外线照射后,这些银离子逐渐以种子的形式负载在伊利石的表面和孔隙中,在银氨溶液中,银种子逐渐生长,在葡萄糖的还原作用下,逐渐成为纳米银,进而将纳米银负载在伊利石的孔隙中,制得载银伊利石,在步骤三中,由于伊利石表面携带负电荷,能够与端氨基硅油在经典作用下相互吸引,将端氨基硅油吸附在载银伊利石表面,再以端环氧硅油为架桥剂,使载银伊利石表面包覆具有交联结构的硅油层,制得抗菌组分。
14、由于抗菌组分表面包覆有硅油层,这些硅油层的存在能够限制伊利石孔隙中的纳米银的移动,因此在后续球磨和研磨过程中,纳米银不会轻易从伊利石的空隙中脱出。
15、作为本发明的进一步方案,步骤一中,所述伊利石的预处理方法如下所示:
16、将伊利石放置于马弗炉中,在400-500℃下煅烧1-3h后取出,待其冷却后,将其浸入盐酸溶液中,于50-60℃的温度条件下浸泡1-3h后取出,洗涤至中性,即可。
17、作为本发明的进一步方案,步骤一中,所述硝酸银溶液的浓度为0.05-0.1mol/l。
18、作为本发明的进一步方案,步骤三中,所述端氨基硅油的重均分子量为1000-2000;所述端环氧硅油的重均分子量为1000-2000;所述端氨基硅油和端环氧硅油的质量比为1:1。
19、作为本发明的进一步方案,所述陶瓷基础釉料组分包括以下重量份数的原料:
20、钾长石20-35份、白云石4-5份、方解石8-10份、硅灰石12-15份、玻璃粉5-15份、烧滑石2.5-5份、氧化硼4-6份、石英20-30份、氧化铝3-5份、硼砂4-6份;
21、所述陶瓷基础釉料组分的制备方法如下所示:
22、步骤①、按照重量份数称取上述原料,研磨粉碎至10-30目后,并放置于烧结炉中,控制烧结炉中温度为1500-1600℃,烧结2-4h后出料,水淬,形成烧结料;
23、步骤②、将烧结料置于球磨机中,控制烧结料、球、水的质量比为1:2-2.5:0.5-0.8,湿法球磨10-12h后,出料,加水将料的比重调节为1.7-1.8g/cm3,即可获得陶瓷基础釉料组分。
24、一种高效抗菌陶瓷釉料的制备工艺,包括以下步骤:
25、第一步、将陶瓷基础釉料组分和抗菌釉料组分混合均匀后,加入至研磨机中,研磨至万孔筛的筛余量在0.05%以下,形成混合釉料;
26、第二步、向混合釉料中加入腐殖酸钠,搅拌均匀后,于30-40℃的陈化处理10-20天,形成陈化釉料;
27、第三步,向陈化釉料中加水,将比重调节为1.5-1.65g/cm3,接着加入粘合剂,机械搅拌均匀后,静置脱泡,即可制得陶瓷釉料。
28、作为本发明的进一步方案,第一步中,陶瓷基础釉料组分和抗菌釉料组分的质量比为1:0.12-0.18。
29、作为本发明的进一步方案,第三步中,所述粘合剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素钠或者甲基纤维素中的至少一种。
30、本发明的有益效果:
31、本发明通过将纳米银限制于伊利石的孔隙中,并在伊利石表面包覆硅油层,形成抗菌组分,再与熔块研磨混合,形成抗菌釉料组分,由于硅油层的存在,抗菌组分表面具有更高的润滑性,能够在与熔块的研磨过程中避免孔隙结构被大量破坏,导致孔隙中的纳米银流出,造成抗菌性能减弱的问题。此外,在陶瓷釉料的高温烧制过程中,交联结构的硅油层中有机物被烧蚀,形成二氧化硅溶胶,这些二氧化硅溶胶具有极低的表面能,能够使釉层表现出高度疏水效果,进而使釉层表现出良好的防污效果。同时,伊利石的孔隙结构能够对纳米银起到良好的保护作用,纳米银在釉料高温烧结过程中的烧蚀现象能够得到避免,而且硅油层被烧蚀后,孔隙结构得到释放,进而实现纳米银的缓慢释放,从而使釉层表现出优异的抗菌性能。
32、当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。