專利名稱：一種具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬搪瓷表面涂層的制備領(lǐng)域，特別是涉及一種具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層 的制備方法。
背景技術(shù)：
自1768年人們發(fā)現(xiàn)電氣石具有負(fù)離子效應(yīng)以來，電氣石已廣泛用于污染物降解、殺 菌和環(huán)境保護(hù)等。電氣石不僅能激發(fā)空氣產(chǎn)生負(fù)離子，起到凈化空氣的作用，而且因其具 有熱電性，隨著溫度的變化，可以產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外波段的電磁輻射，紅外輻射可以使人體產(chǎn)生 熱效應(yīng)和共振吸收效應(yīng)，對人體有保健效應(yīng)。
鋼板搪瓷已廣泛用于建筑物的內(nèi)外裝飾、地鐵車站的裝飾、地下隧道的裝飾，以及搪 瓷熱水器和搪瓷容器等，而具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷不僅可以起到保護(hù)和裝飾作用，還可以 起到凈化空氣的效果，有利于環(huán)境清潔和環(huán)境保護(hù)。并對人體起到保健效果，從而優(yōu)化人 的生存環(huán)境。
溶膠-凝膠工藝制備二氧化硅薄膜膠體，目前工藝成熟，操作簡便，利用這種方法將電 氣石涂覆到鋼板搪瓷上具有結(jié)合緊密，強(qiáng)度高，工藝簡單成本低等優(yōu)點(diǎn)。至今還未見有關(guān) 利用溶膠-凝膠工藝將電氣石負(fù)載到二氧化硅薄膜膠體上制備具有負(fù)離子效應(yīng)搪瓷涂層的 報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層的制備方法， 本發(fā)明的具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層材料結(jié)合強(qiáng)度高，在一定的條件下，可以釋放負(fù) 離子，具有凈化空氣的效果，該制備工藝具有操作簡便，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。
本發(fā)明的一種具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層的制備方法，包括
(1) 將搪瓷基板用去離子水清洗30min后，置于80度下烘箱烘干；
(2) 溶膠的制備，按Si(OC2Hs)4 : C2H5OH : H20 : HC1 : DMF的摩爾比1~3 : 2~6 : 3~9 : 0.1~0.5混和，室溫下用磁力攪拌儀攪拌1小時(shí)后，加入DMF和電氣石，控 制摩爾比為Si(OC2H5)4 : C2H5OH : H20 : HC1 : DMF=1~3 : 2~6 : 3~9 : 0.1~0.5 : 1~3，電氣石的重量百分比為1~6%， PH值0.8 2之間，繼續(xù)攪拌1—2小時(shí)，使TEOS
(Si(OC2H5)4)完全水解，形成溶膠；
(3) 溶膠在室溫下陳化8~12天，在完全凝膠化之前；
(4) 采用浸涂法，將步驟(1)的搪瓷基板浸在負(fù)載電氣石的所述溶膠中， 一分鐘后， 以0.5cm/s速度垂直提拉，負(fù)載電氣石的二氧化硅膠體溶液均勻地涂覆在搪瓷基板的表面， 然后在60—8(TC烘干50分鐘，在500—600。C燒結(jié)l一2小時(shí)，保溫，冷卻，制成具有 負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷基板；
(5) 重復(fù)步驟(4)程序可以制得多層負(fù)載電氣石的二氧化硅涂層的搪瓷基板。所述步驟(2)和(3)中的摩爾百分比為Si(OC2H5)4 : C2H5OH : H20: HC1: DMF=1 : 2 : 3.5 : 0.3 : 1,電氣石的重量百分比為2.5%， PH值為1，水解后的形成的溶膠在室 溫下陳化9天；
所述步驟(2)和(3)中的摩爾百分比為Si(OC2H5)4 : C2H5OH : H20: HC1: DMF=2 : 4 : 4 : 0.4 : 2，電氣石的重量百分比為5%， PH值為1.5，水解后的形成的溶膠在室溫 下陳化10天；
所述步驟(1)和(5)中的搪瓷基板是普通搪瓷板，不需要經(jīng)過特殊處理，板的尺寸
可以是任意的。
本發(fā)明是利用電氣石的二氧化硅薄膜在一定條件下，由于電氣石礦物的特點(diǎn)是具有壓 電性，在溫度、壓力變化的情況下，能引起電氣石晶體的電勢差，使周圍的空氣發(fā)生電離， 被擊中的電子附著于鄰近的水和氧分子并使它轉(zhuǎn)化為空氣負(fù)離子，發(fā)生的負(fù)離子在空氣中 移動(dòng)，將負(fù)電荷輸送給細(xì)菌、灰塵、煙霧微粒以及水滴等，電荷與這些微粒相結(jié)合，能達(dá) 到凈化空氣的目的。因此，電氣石是一種很好的環(huán)境功能材料，用于室內(nèi)涂料和家俱、電 器等的涂層材料，可產(chǎn)生負(fù)離子、凈化室內(nèi)空氣。此外，因其熱電性，隨著溫度的變化， 礦物結(jié)晶體兩端可產(chǎn)生電壓，其極性離子在平衡位置振動(dòng)而引起偶極距變化產(chǎn)生遠(yuǎn)紅外波 段的電磁輻射，紅外輻射可使人體產(chǎn)生熱效應(yīng)和共振吸收效應(yīng)，對人體有保健作用，二氧 化硅自身對人體無毒無害、耐堿耐酸，是環(huán)境友好材料。
本發(fā)明制備的負(fù)離子效應(yīng)搪瓷材料可使得空氣中負(fù)離子平均濃度達(dá)到559個(gè)/cm 最高 值可達(dá)3100個(gè)/cm3 。而一般空氣中負(fù)離子濃度僅為幾個(gè)到幾十個(gè)每立方厘米。 有益效果
(1) 本發(fā)明的具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層材料具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和防護(hù)性，可 產(chǎn)生負(fù)離子、凈化室內(nèi)空氣，產(chǎn)生的遠(yuǎn)紅外波段的電磁輻射對人體有保健作用；
(2) 該制備工藝要求簡單，采用的溶膠凝膠法成本低，不需要特殊的涂覆設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定 的范圍。
實(shí)施例1
(1) 將普通搪瓷板用去離子水清洗30min，置于80°C下烘箱烘干；
(2) 溶膠的制備，將Si(OC2H5)4， C2H5OH, H20，按l: 2: 3摩爾比混和，加入摩爾 比0.1HCL，室溫下用磁力攪拌儀攪拌l小時(shí)后，加入DMF，電氣石，控制成分的摩爾百 分比為Si(OC2H5)4 : C2H5OH : H20: HC1: DMF=1 : 2 : 3.5 : 0.3 : 1，電氣石的重 量百分比為2.5%，控制PH值為1，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，使TEOS完全水解，形成溶膠；
(3) 水解后的形成的溶膠在室溫下陳化9天，在完全凝膠化之前，溶液粘度達(dá)到最 佳涂膜時(shí)間；
(4) 采用浸涂法，將步驟(1)處理好的搪瓷基板浸在負(fù)載電氣石的二氧化硅膠體溶 液中， 一分鐘后，以0.5cm/s速度垂直提拉，負(fù)載電氣石的二氧化硅膠體溶液均勻地涂覆 在搪瓷基板的表面，然后在75°0烘干50分鐘，在60(fC燒結(jié)1小時(shí)，保溫，冷卻，制成 具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷基板。
采用日本ANDES公司生產(chǎn)的ITC-201B空氣負(fù)離子測定儀測得搪瓷板周圍空氣負(fù)離子 平均密度為559個(gè)/cm氣最高值可達(dá)2900個(gè)/cm3 。而一般空氣中負(fù)離子濃度僅為幾個(gè)到幾 十個(gè)每立方厘米。
實(shí)施例2
(1) 將普通搪瓷板用去離子水清洗30 min，置于80°C下烘箱烘干；
(2) 溶膠的制備，將Si(OC2H5)4， C2H5OH， H20,按l: 2: 3摩爾比混和，加入摩爾 比0,2HCL，室溫下用磁力攪拌儀攪拌1小時(shí)后，加入DMF，電氣石，控制成分的摩爾百 分比為Si(OC2H5)4 : C2H5OH : H20: HC1: DMF-2 : 4 : 4 : 0.4 : 2，電氣石的重量 百分比為5%，控制PH值為1.5,繼續(xù)攪拌2小時(shí)，使TEOS完全水解，形成溶膠；
(3) 水解后的形成的溶膠在室溫下陳化10天，在完全凝膠化之前，溶液粘度達(dá)到最 佳涂膜時(shí)間；
(4) 采用浸涂法，將步驟(1)處理好的搪瓷基板浸在負(fù)載電氣石的二氧化硅膠體溶 液中， 一分鐘后，以0.5cm/s速度垂直提拉，負(fù)載電氣石的二氧化硅膠體溶液均勻地涂覆 在搪瓷基板的表面，然后在75t烘干50分鐘，在60(TC燒結(jié)l小時(shí)，保溫，冷卻，制 成具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷基板。
采用日本ANDES公司生產(chǎn)的ITC-201B空氣負(fù)離子測定儀測得搪瓷板周圍空氣負(fù)離子 平均密度為625個(gè)/cm 最高值可達(dá)3100個(gè)/cm3 。而一般空氣中負(fù)離子濃度僅為幾個(gè)到幾 十個(gè)每立方厘米。
權(quán)利要求
1.一種具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層的制備方法，包括(1)將搪瓷基板用去離子水清洗30min后，置于80度下烘箱烘干；(2)溶膠的制備，按Si(OC2H5)4C2H5OHH2OHClDMF的摩爾比1～32～63～90.1～0.5混和，室溫下用磁力攪拌儀攪拌1小時(shí)后，加入DMF和電氣石，控制摩爾比為Si(OC2H5)4C2H5OHH2OHClDMF＝1～32～63～90.1～0.51～3，電氣石的重量百分比為1～6％，PH值0.8～2之間，繼續(xù)攪拌1—2小時(shí)，使Si(OC2H5)4完全水解，形成溶膠；(3)溶膠在室溫下陳化8～12天，在完全凝膠化之前；(4)采用浸涂法，將步驟(1)的搪瓷基板浸在負(fù)載電氣石的所述溶膠中，一分鐘后，以0.5cm/s速度垂直提拉，負(fù)載電氣石的二氧化硅膠體溶液均勻地涂覆在搪瓷基板的表面，然后在60—80℃烘干50分鐘，在500—600℃燒結(jié)1—2小時(shí)，保溫，冷卻，制成具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷基板；(5)重復(fù)步驟(4)程序可以制得多層負(fù)載電氣石的二氧化硅涂層的搪瓷基板。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層的制備方法，包括:所述步驟(2) 和(3)中的摩爾百分比為Si(OC2H5)4 : C2H5OH : H20: HC1: DMF=1 : 2 : 3.5 : 0.3 : 1，電氣石的重量百分比為2.5%， PH值為1，水解后的形成的溶膠在室溫下陳化9天。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層的制備方法，包括:所述步驟(2) 和(3)中的摩爾百分比為Si(OC2H5)4 : C2H5OH : H20: HC1: DMF=2 : 4 : 4 : 0.4 : 2，電氣石的重量百分比為5%， PH值為1.5，水解后的形成的溶膠在室溫下陳化10天。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層的制備方法，包括所述步驟(l) 和(5)中的搪瓷基板是普通搪瓷板，不需要經(jīng)過特殊處理，板的尺寸可以是任意的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層的制備方法，包括(1)將搪瓷板用去離子水清洗30min后，置于烘箱烘干；(2)溶膠的制備，將Si(OC₂H₅)₄、C₂H₅OH、H₂O、HCl和DMF混和，并攪拌，加入DMF和電氣石，控制摩爾比為Si(OC₂H₅)₄∶C₂H₅OH∶H₂O∶HCl∶DMF＝1～3∶2～6∶3～9∶0.1～0.5∶1～3，電氣石的重量百分比為1～6％，調(diào)節(jié)pH值并攪拌，形成溶膠；(3)將溶膠在室溫下陳化8～12天；(4)將搪瓷板浸在膠體溶液中，制成具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷基板。本發(fā)明的具有負(fù)離子效應(yīng)的搪瓷表面涂層材料結(jié)合強(qiáng)度高，可以釋放負(fù)離子，具有凈化空氣的效果，該制備工藝操作簡便，生產(chǎn)成本低。
文檔編號C23D5/00GK101372744SQ20081020096
公開日2009年2月25日 申請日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月9日
發(fā)明者真 呂, 瑛 王, 鋼 王, 童麗萍, 東 羅, 蔣偉忠, 錢惠春 申請人:東華大學(xué)