一種具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板及其制備方法，該瓷板包括坯體和覆蓋在坯體正面的納米二氧化鈦薄膜；所述坯體包括如下重量份數(shù)的組分制備而成：鉀鈉長石A:15?20份、硬質(zhì)高鋁粘土:8?12份、鉀鈉長石B:15?20份、鉀鈉長石C:15?20份、高嶺土:10?15份、廣西白泥:10?15份、滑石:1?2份、膨潤土:4?8份、高塑性黏土：10?15份。本發(fā)明經(jīng)高溫鍛燒和低溫噴涂的雙重工藝，瓷板表面獲得一定厚度的納米二氧化鈦薄膜，該產(chǎn)品在光照射下能完全殺死表面細(xì)菌，具有抗菌殺菌效果。
【專利說明】
一種具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及陶瓷制備領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài) 環(huán)保瓷板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 2cm戶外瓷板是一種新型建筑板材，現(xiàn)今及未來它都是一種取代天然石材且被廣 泛應(yīng)用于地面和外墻干掛的建筑裝飾材料。但在使用過程中碰到地面青苔及建筑物外墻灰 塵清理的問題，目前是采用人工清理的處理辦法。這種新型戶外瓷板的后期維護(hù)保養(yǎng)的研 究目前還是空白。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 2cm厚戶外瓷板被廣泛應(yīng)用于戶外地面鋪貼和建筑物外墻干掛，但后期的清潔護(hù) 理工作也顯得比較麻煩，工作量巨大，然而目前在此方面的專業(yè)研究匱乏，本發(fā)明要解決的 技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷 板及其制備方法，就是利用納米二氧化鈦原料作為抗菌自潔劑來生產(chǎn)一種本身具備抗菌自 潔的厚度為2cm瓷板，以此解決瓷板后期護(hù)理問題。本發(fā)明經(jīng)高溫鍛燒和低溫噴涂的雙重工 藝，瓷板表面獲得一定厚度的納米二氧化鈦薄膜，該產(chǎn)品在光照射下能完全殺死表面細(xì)菌， 具有抗菌殺菌效果。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種具有抗菌自潔功能的戶外 生態(tài)環(huán)保瓷板，包括坯體和覆蓋在坯體正面的納米二氧化鈦薄膜；
[0005] 所述坯體包括如下重量份數(shù)的組分制備而成： 鉀鈉長石A: 15-20份 硬質(zhì)高鋁粘土:8-12份 鉀鈉長石B: 15-2Q份 鉀鈉長石C: 15-20份
[0006] 高嶺土: 10-15份 廣西白泥：1&-15份 滑石:1-2份 膨潤土4_8份 高塑性黏土 10-15份。
[0007] 本發(fā)明所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板，其中，所述坯體的厚度為 2cm;所述納米二氧化鈦薄膜的厚度為l-2mm〇
[0008] 本發(fā)明所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板，其中，所述鉀鈉長石A產(chǎn)自 山東煙臺(tái)的鉀鈉長石，鉀鈉長石B產(chǎn)自山東萊蕪的鉀鈉長石，鉀鈉長石C產(chǎn)自山東臨沂的鉀 鈉長石。鉀鈉長石在瓷磚坯體內(nèi)是一類熔劑內(nèi)原料。在實(shí)際生產(chǎn)過程中為了穩(wěn)定生產(chǎn)起見， 尤其是比例高的一類原料會(huì)拆分成3-4種成份接近的原料。那么所謂A\B\C的意思是成份相 當(dāng)，但產(chǎn)地不同的原料。
[0009] 納米二氧化鈦的抗菌自潔的機(jī)理：由于TiO2電子結(jié)構(gòu)所具有的特點(diǎn)，使其受光時(shí) 生成化學(xué)活潑性很強(qiáng)的超氧化物陰離子自由基和氫氧自由基，攻擊有機(jī)物，達(dá)到降解有機(jī) 污染物的作用。當(dāng)遇到細(xì)菌時(shí)，直接攻擊細(xì)菌的細(xì)胞，致使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物降解，以此 殺滅細(xì)菌，并使之分解。
[0010] TiO2薄膜在光照下具有超親水性和超永久性，因此其具有防霧功能。納米TiO2具有 很強(qiáng)的"超親水性"，在它的表面不易形成水珠，而且納米TiO 2在可見光照射下可以對碳?xì)?化合物作用。利用這樣一個(gè)效應(yīng)可以在物體表面涂上一層納米TiO2薄層，利用氧化鈦的光 催化反應(yīng)就可以把吸附在氧化鈦表面的有機(jī)污染物分解為CO 2和〇2,同剩余的無機(jī)物一起可 被雨水沖刷干凈，從而實(shí)現(xiàn)自清潔功能。
[0011] 本發(fā)明還提供一種如上述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法， 具體包括如下步驟：
[0012] (1)瓷板坯體粉料的制備：
[0013] 將坯體所需原料按照配方量加入球磨機(jī)細(xì)磨，控制泥漿細(xì)度200-300目，篩余的重 量百分比為1-1.5%，出磨經(jīng)過篩除鐵進(jìn)泥漿池，再通過噴霧造粒工藝制備出合格的坯體粉 料顆粒，陳腐24小時(shí)；泥漿的細(xì)度控制是通過篩余來表現(xiàn)的，篩余大了，則不利于坯體后期 的燒結(jié)，燒成溫度會(huì)高，吸水率會(huì)高。合理的控制篩余的大小有利于坯體燒結(jié)成瓷。
[0014] (2)瓷板釉料的制備：
[0015] 將釉料加入球磨機(jī)后細(xì)磨，釉料過325目篩余控制在0.3-0.5 %，檢驗(yàn)合格后，在球 磨機(jī)內(nèi)加入納米二氧化鈦粉末，球磨8-12min，經(jīng)過100目篩網(wǎng)并除鐵，放進(jìn)儲(chǔ)釉罐陳腐備 用;優(yōu)選地，加入納米二氧化鈦粉末的量為釉料干重的0.2%，即1噸釉料加入2kg納米二氧 化鈦粉末;現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，根據(jù)球磨機(jī)型號將相應(yīng)重量的釉料加入球磨機(jī)后細(xì)磨，如2噸、3噸、 5噸等;本發(fā)明采用的釉料為一種高溫亞光釉。除鐵過程:建陶行業(yè)一般用自動(dòng)除鐵器，目的 是除去金屬雜質(zhì)，提尚白度。
[0016] (3)納米二氧化鈦懸浮液的制備：
[0017] 將白色蓬松粉末狀的納米二氧化鈦加入水中，制成質(zhì)量濃度為5%的納米二氧化 鈦懸浮液；
[0018] (4)壓制成型：
[0019] 將經(jīng)過陳腐的坯體粉料顆粒輸送至壓機(jī)，壓制成型；
[0020] (5)干燥、施釉、印花：
[0021] 成型后的生坯經(jīng)過烘干窯烘干，干坯經(jīng)皮帶輸送至釉線施釉，釉坯經(jīng)過噴墨印花 機(jī)，打印石材圖案；
[0022] (6)窯爐燒成：
[0023] 印花后的釉坯皮帶輸送至窯爐進(jìn)入燒成階段；
[0024] (7)噴涂納米二氧化鈦懸浮液：
[0025] 瓷板出窯爐后冷卻，開始噴涂制備好的納米二氧化鈦懸浮液，鼓風(fēng)機(jī)吹干；
[0026] (8)修邊、包裝：
[0027] 經(jīng)過噴涂后的瓷板經(jīng)過修邊設(shè)備，加工成標(biāo)準(zhǔn)尺寸，最后開始包裝入庫。
[0028] 本發(fā)明所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其中，所述步 驟（I)中合格的坯體粉料顆粒級配如下所示:20目以下的粉料顆粒含量小于坯體粉料重量 的2% ; 20-40目粉料顆粒含量占坯體粉料重量的40-50% ; 40-60目的粉料顆粒含量占坯體 粉料重量的40-50 % ; 60-80目的粉料顆粒含量小于坯體粉料重量的10 % ; 80-100目的粉料 顆粒含量小于還體粉料重量的5% ; 100目以下的粉料顆粒含量小于還體粉料重量的2% ;上 述各個(gè)目數(shù)的坯體粉料顆粒的重量百分比之和為100%。
[0029] 本發(fā)明所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其中，所述步 驟(2)中在球磨機(jī)內(nèi)加入納米二氧化鈦粉末的量為釉料干重的0.15-0.25%。
[0030] 本發(fā)明所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其中，所述步 驟(4)壓制成型中壓力3800(^，頻率4.5次/11^11。
[0031] 本發(fā)明所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其中，所述步 驟(5)成型后的生坯經(jīng)過烘干窯烘干，干坯控制水份至<0.5%;干坯經(jīng)皮帶輸送至釉線施 釉，施釉重量380-420g/m 2，釉料比重1 · 4-1 · 6g/ml。
[0032] 本發(fā)明所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其中，所述步 驟(6)窯爐燒成的燒成溫度1180-1210°C，燒成周期90-120min。
[0033] 本發(fā)明所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其中，所述步 驟(7)出窯爐后冷卻至180±20°C，噴涂納米二氧化鈦懸浮液重量控制在280-320g/m 2。
[0034] 實(shí)施本發(fā)明的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板及其制備方法，具有以下有 益效果：
[0035] (1)本發(fā)明經(jīng)高溫鍛燒和低溫噴涂的雙重工藝，瓷板表面獲得一定厚度的納米二 氧化欽薄I吳，該廣品在光照射下能完全殺死表面細(xì)菌，具有抗菌殺菌效果；
[0036] (2)另外，本發(fā)明的納米二氧化鈦瓷板的抗菌自潔的機(jī)理：由于TiO2電子結(jié)構(gòu)所具 有的特點(diǎn)，使其受光時(shí)生成化學(xué)活潑性很強(qiáng)的超氧化物陰離子自由基和氫氧自由基，攻擊 有機(jī)物，達(dá)到降解有機(jī)污染物的作用。當(dāng)遇到細(xì)菌時(shí)，直接攻擊細(xì)菌的細(xì)胞，致使細(xì)菌細(xì)胞 內(nèi)的有機(jī)物降解，以此殺滅細(xì)菌，并使之分解；
[0037] TiO2薄膜在光照下具有超親水性和超永久性，因此其具有防霧功能。納米TiO2具有 很強(qiáng)的"超親水性"，在它的表面不易形成水珠，而且納米TiO2在可見光照射下可以對碳?xì)?化合物作用。利用這樣一個(gè)效應(yīng)可以在物體表面涂上一層納米TiO 2薄層，利用氧化鈦的光 催化反應(yīng)就可以把吸附在氧化鈦表面的有機(jī)污染物分解為CO2和〇 2,同剩余的無機(jī)物一起可 被雨水沖刷干凈，從而實(shí)現(xiàn)自清潔功能。
【具體實(shí)施方式】
[0038]下面，結(jié)合【具體實(shí)施方式】，對本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
[0039]非特殊說明，本發(fā)明所采用的所有原料均為采用本領(lǐng)域常規(guī)的原料石材以及試 劑。
[0040]實(shí)施例1 一種具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板，包括坯體和覆蓋在坯體正 面的納米二氧化鈦薄膜；
[0041 ]所述坯體包括如下重量份數(shù)的組分制備而成： 鉀鈉長石A: 18份 硬質(zhì)高錯(cuò)粘土 ： 10份 鉀鈉長石B: 18份 鉀鈉長石C: 18份
[0042]高嶺土 ： 12份 廣西白泥:12份 滑石:1.5份 膨潤土： 6份 高塑性黏土： 12份。
[0043]該具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，具體包括如下步驟：
[0044] (1)瓷板坯體粉料的制備：
[0045] 將坯體所需原料按照配方量加入球磨機(jī)細(xì)磨，控制泥漿細(xì)度250目，篩余的重量百 分比為1-1.5%，出磨經(jīng)過篩除鐵進(jìn)泥漿池，再通過噴霧造粒工藝制備出合格的坯體粉料顆 粒，陳腐24小時(shí)；
[0046] 所述步驟（1)中合格的坯體粉料顆粒級配如下所示：20目以下的粉料顆粒含量小 于坯體粉料重量的2 % ; 20-40目粉料顆粒含量占坯體粉料重量的40-50 % ; 40-60目的粉料 顆粒含量占還體粉料重量的40-50 % ; 60-80目的粉料顆粒含量小于還體粉料重量的10 % ; 80-100目的粉料顆粒含量小于坯體粉料重量的5% ; 100目以下的粉料顆粒含量小于坯體粉 料重量的2%;上述各個(gè)目數(shù)的坯體粉料顆粒的重量百分比之和為100%。
[0047] (2)瓷板釉料的制備：
[0048]將釉料加入球磨機(jī)后細(xì)磨，釉料過325目篩余控制在0.3-0.5 %，檢驗(yàn)合格后，在球 磨機(jī)內(nèi)加入納米二氧化鈦粉末，球磨lOmin，經(jīng)過100目篩網(wǎng)并除鐵，放進(jìn)儲(chǔ)釉罐陳腐備用； 在球磨機(jī)內(nèi)加入納米二氧化鈦粉末的量為釉料干重的0.2%。
[0049] (3)納米二氧化鈦懸浮液的制備：
[0050] 將白色蓬松粉末狀的納米二氧化鈦加入水中，制成質(zhì)量濃度為5%的納米二氧化 鈦懸浮液；
[0051] (4)壓制成型：
[0052] 將經(jīng)過陳腐的坯體粉料顆粒輸送至壓機(jī)，壓制成型，壓制成型中壓力38000N，頻率 4.5次/min;
[0053] (5)干燥、施釉、印花：
[0054] 成型后的生坯經(jīng)過烘干窯烘干，干坯控制水份至<0.5% ;干坯經(jīng)皮帶輸送至釉線 施釉，施釉重量400g/m2,釉料比重1.5g/ml;釉還經(jīng)過噴墨印花機(jī)，打印石材圖案；
[0055] (6)窯爐燒成：
[0056]印花后的釉坯皮帶輸送至窯爐進(jìn)入燒成階段，燒成溫度1190Γ，燒成周期IlOmin; [0057] (7)噴涂納米二氧化鈦懸浮液：
[0058]瓷板出窯爐后冷卻，開始噴涂制備好的納米二氧化鈦懸浮液，鼓風(fēng)機(jī)吹干；出窯爐 后冷卻至180 ± 20°C，噴涂納米二氧化鈦懸浮液重量控制在300g/m2。
[0059] (8)修邊、包裝：
[0060]經(jīng)過噴涂后的瓷板經(jīng)過修邊設(shè)備，加工成標(biāo)準(zhǔn)尺寸，最后開始包裝入庫。
[0061 ] 實(shí)施例2-3
[0062]按照實(shí)施例1中配比秤取相應(yīng)的原料，然后按照實(shí)施例1中步驟進(jìn)行制備，不同之 處在于制備方法中的處理的參數(shù)，具體詳見表1:
[0063] 表1:實(shí)施例2-3制備工藝參數(shù)表
L0066」下_，取實(shí)施例1-3制得的厚度為2cm的瓷板的抗菌殺菌性能的驗(yàn)證，見表2，其中 對比實(shí)施例采用的瓷板為普通瓷板。
[0067]表2實(shí)施例1-3以及對比實(shí)施例的瓷板的抗菌殺菌性能
[0069] 由表2的結(jié)果顯示，本發(fā)明制備的納米二氧化鈦瓷板相對于普通瓷板具有優(yōu)異的 抗菌性能。此外，該產(chǎn)品戶外實(shí)驗(yàn)，可以看到瓷板表面的灰塵隨雨水沖刷后煥然一新，證明 其具有自潔功能。因此，可以看出經(jīng)過高溫鍛燒和低溫噴涂的雙重工藝的納米二氧化鈦粒 子與瓷板表面結(jié)合十分牢固，具有強(qiáng)的耐摩擦性，具有耐久性，長期有效。此項(xiàng)發(fā)明解決了 該產(chǎn)品后期維護(hù)的問題，尤其減少了高樓外墻清洗時(shí)的安全事故隱患的發(fā)生，為這一新型 建筑裝飾板材的推廣起到了促進(jìn)作用，該產(chǎn)品是一款生態(tài)環(huán)保瓷板。
[0070] 對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種 相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板，其特征在于，包括坯體和覆蓋在坯體 正面的納米二氧化鈦薄膜； 所述坯體包括如下重量份數(shù)的組分制備而成： 鉀鈉長石A: 15-20份 硬質(zhì)高鋁粘土:8-12份 鉀鈉長石B: 15-20份 鉀鈉長石C: 15-20汾 高嶺土:: 10-15份 廣西白泥：10-15份 滑石:1-2份 膨潤土: 4-8份 高塑性黏土： 10-15份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板，其特征在于，所述坯 體的厚度為2cm;所述納米二氧化鈦薄膜的厚度為l-2mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板，其特征在于，所述鉀 鈉長石A產(chǎn)自山東煙臺(tái)的鉀鈉長石，鉀鈉長石B產(chǎn)自山東萊蕪的鉀鈉長石，鉀鈉長石C產(chǎn)自山 東臨沂的鉀鈉長石。4. 一種如權(quán)利要求1所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其特 征在于，具體包括如下步驟： (1) 瓷板坯體粉料的制備： 將坯體所需原料按照配方量加入球磨機(jī)細(xì)磨，控制泥漿細(xì)度200-300目，篩余的重量百 分比為1-1.5%，出磨經(jīng)過篩除鐵進(jìn)泥漿池，再通過噴霧造粒工藝制備出合格的坯體粉料顆 粒，陳腐24小時(shí)； (2) 瓷板釉料的制備： 將釉料加入球磨機(jī)后細(xì)磨，釉料過325目篩余控制在0.3-0.5 %，檢驗(yàn)合格后，在球磨機(jī) 內(nèi)加入納米二氧化鈦粉末，球磨8-12min，經(jīng)過100目篩網(wǎng)并除鐵，放進(jìn)儲(chǔ)釉罐陳腐備用； (3) 納米二氧化鈦懸浮液的制備： 將白色蓬松粉末狀的納米二氧化鈦加入水中，制成質(zhì)量濃度為5%的納米二氧化鈦懸 浮液； (4) 壓制成型： 將經(jīng)過陳腐的坯體粉料顆粒輸送至壓機(jī)，壓制成型； (5) 干燥、施釉、印花： 成型后的生坯經(jīng)過烘干窯烘干，干坯經(jīng)皮帶輸送至釉線施釉，釉坯經(jīng)過噴墨印花機(jī)，打 印石材圖案； (6) 窯爐燒成： 印花后的釉坯皮帶輸送至窯爐進(jìn)入燒成階段； (7) 噴涂納米二氧化鈦懸浮液： 瓷板出窯爐后冷卻，開始噴涂制備好的納米二氧化鈦懸浮液，鼓風(fēng)機(jī)吹干； (8)修邊、包裝： 經(jīng)過噴涂后的瓷板經(jīng)過修邊設(shè)備，加工成標(biāo)準(zhǔn)尺寸，最后開始包裝入庫。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其特征 在于，所述步驟(1)中合格的坯體粉料顆粒級配如下所示:20目以下的粉料顆粒含量小于坯 體粉料重量的2% ; 20-40目粉料顆粒含量占坯體粉料重量的40-50 % ; 40-60目的粉料顆粒 含量占還體粉料重量的40-50% ;60-80目的粉料顆粒含量小于還體粉料重量的10% ;80-100目的粉料顆粒含量小于坯體粉料重量的5% ; 100目以下的粉料顆粒含量小于坯體粉料 重量的2%;上述各個(gè)目數(shù)的坯體粉料顆粒的重量百分比之和為100%。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其特征 在于，所述步驟(2)中在球磨機(jī)內(nèi)加入納米二氧化鈦粉末的量為釉料干重的0.15-0.25%。7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其特征 在于，所述步驟(4)壓制成型中壓力38000N，頻率4.5次/min。8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其特征 在于，所述步驟(5)成型后的生坯經(jīng)過烘干窯烘干，干坯控制水份至<0.5%;干坯經(jīng)皮帶輸 送至釉線施釉，施釉重量380-420g/m 2，釉料比重1.4-1.6g/ml。9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其特征 在于，所述步驟(6)窯爐燒成的燒成溫度1180-1210°C，燒成周期90-120min。10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有抗菌自潔功能的戶外生態(tài)環(huán)保瓷板的制備方法，其特征 在于，所述步驟(7)出窯爐后冷卻至180±20°C，噴涂納米二氧化鈦懸浮液重量控制在280-320g/m 2〇
【文檔編號】C04B41/85GK106007688SQ201610326796
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月16日
【發(fā)明人】姚文江, 李強(qiáng)
【申請人】佛山市唯格瓷磚有限責(zé)任公司, 淄博阿卡狄亞陶瓷有限公司