一种具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料及其制备方法和应用
阅读说明：本技术 一种具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料及其制备方法和应用 (Ceramic glaze with antibacterial and mildew-proof effects and preparation method and application thereof ) 是由 李玲玲 于 2020-04-24 设计创作，主要内容包括：本发明属于陶瓷技术领域,公开了一种具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料,采用长石、碱土金属碳酸盐、纳米银、氧化钇、抗菌剂和六偏磷酸钠进行有效配比,各组分在经复配后相互协同作用,所得的陶瓷釉料的有效成分高,将该陶瓷釉料经施釉、干燥、烧结后能使陶瓷釉层基体中均匀分布着纳米级抗菌剂,从而使得陶瓷釉层具有较强的抗菌性能,抗菌效果显著。本发明还公开了该陶瓷釉料的制备方法,通过将特定的无机抗菌剂和特定的有机抗菌剂复合,复合后的抗菌剂中,有机抗菌剂部分和无机抗菌剂部分彼此相互协同,相互影响,增强彼此的抗菌性能,在二者的协同作用下增强复合抗菌剂的抗菌性能,抗菌性能稳定,是一种具有长效型抗菌防霉功效的陶瓷釉料。(The invention belongs to the technical field of ceramics, and discloses a ceramic glaze with antibacterial and mildewproof effects, which is prepared by effectively proportioning feldspar, alkaline earth metal carbonate, nano silver, yttrium oxide, an antibacterial agent and sodium hexametaphosphate, wherein the components are compounded and then mutually act in a synergistic manner, the obtained ceramic glaze has high effective components, and after glazing, drying and sintering the ceramic glaze, the nano antibacterial agent can be uniformly distributed in a ceramic glaze layer matrix, so that the ceramic glaze layer has stronger antibacterial performance and obvious antibacterial effect. The invention also discloses a preparation method of the ceramic glaze, the specific inorganic antibacterial agent and the specific organic antibacterial agent are compounded, in the compounded antibacterial agent, the organic antibacterial agent part and the inorganic antibacterial agent part are mutually cooperated and mutually influenced to enhance the antibacterial performance of each other, and the antibacterial performance of the compound antibacterial agent is enhanced under the synergistic action of the organic antibacterial agent part and the inorganic antibacterial agent part, so that the ceramic glaze is stable in antibacterial performance and has long-acting antibacterial and mildew-proof effects.)
技术领域
本发明属于陶瓷技术领域，具体涉及一种具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料及其制备方法和应用。
背景技术
瓷砖是一类重要的陶瓷制品，主要是以金属氧化物及半金属氧化物经研磨、混合、压制、施釉、烧结等过程而得到的建筑或装饰材料，在应用于医院、餐厅等场所以及家庭中厨房、卫生间等场合时，尤其是南方的“回南天”过后，传统瓷砖容易发霉，抗菌效果差，长期以往会危害人体健康。因此，人们已不满足于传统陶瓷制品的美观、耐用等一般功能，更希望具有杀菌、消毒、除臭等功能。
现有技术中有针对这点对陶瓷釉料进行改进，例如，分别通过向陶瓷以及陶瓷釉料中添加银、钛等具有杀菌功能的元素来达到抗菌效果，但容易出现瓷砖等陶瓷制品在使用过程中容易随着时间的延长而逐渐脱落失去抗菌功能，存在抗菌性能不稳定、难以持久的问题，且无法做到抗菌和防霉的功效兼具。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料及其制备方法和应用，使得陶瓷制品表面具备优异的杀菌和防霉变能力，杀菌效果保持与陶瓷制品的使用寿命同步。
为了克服上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料，按重量份计，主要由以下原料组分制得：长石30-50份，碱土金属碳酸盐40-80份，纳米银2-5份、氧化钇0.1-2份、抗菌剂0.1-2份、六偏磷酸钠2-5份。
作为上述方案的进一步改进，所述陶瓷釉料按重量份计，主要由以下原料组分制得：长石40份，碱土金属碳酸盐60份，纳米银3份、氧化钇1份、抗菌剂1份、六偏磷酸钠3.5份。
作为上述方案的进一步改进，所述抗菌剂包括A组分和B组分，其中，所述A组分由纳米氧化锌、纳米氧化铜和纳米二氧化钛混合而成，所述B组分由甲壳素、山葵和鱼精骨白混合而成。
作为上述方案的进一步改进，所述A组分和所述B组分的重量比为1：(0.1-5)。
作为上述方案的进一步改进，所述A组分中纳米氧化锌、纳米氧化铜和纳米二氧化钛的重量比为1:1:2。
作为上述方案的进一步改进，所述B组分中甲壳素、山葵和鱼精骨白的重量比为3:0.2:0.3。
作为上述方案的进一步改进，所述碱土金属碳酸盐包括碳酸钙和/或碳酸钡。
一种具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料的制备方法包括以下步骤：
(1)按如上任一项所述的陶瓷釉料的原料配方称取原料；
(2)制备抗菌剂：将纳米氧化锌、纳米氧化铜和纳米二氧化钛在水中润湿，分散成悬浮液，边搅拌边研磨，得到A组分；将甲壳素、山葵、鱼精骨白混合，搅拌，混合，得到B组分；将A组分和B组分混合，边搅拌边研磨，经过滤干燥，得抗菌剂；
(3)将长石、纳米银、氧化钇经混合，加入步骤(2)的抗菌剂、六偏磷酸钠和碱土金属碳酸盐，经混合和球磨，得釉浆；
(4)将步骤(3)的釉浆烧制成熔块，冷却至室温，得所述具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料。
其中，步骤(2)通过将特定的无机抗菌剂和特定的有机抗菌剂复合，复合后的抗菌剂中，有机抗菌剂部分和无机抗菌剂部分彼此相互协同，相互影响，增强彼此的抗菌性能，在两者的协同作用下增强复合抗菌剂的抗菌性能，用于瓷砖等陶瓷制品中可使陶瓷制品具有稳定的抗菌性、抗菌持久且成本低廉，还具有一定的防霉变功能，可满足实际使用的需求。
作为上述方案的进一步改进，所述烧制的温度为800～1200℃；烧制时长为3～5h。
如上任一项所述的陶瓷釉料在制备陶瓷制品中的应用。
本发明的有益效果是：本发明提供一种具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料，采用长石、碱土金属碳酸盐、纳米银、氧化钇、抗菌剂和六偏磷酸钠进行有效配比，各组分在经复配后相互协同作用，所得的陶瓷釉料的有效成分高，将该陶瓷釉料经施釉、干燥、烧结后能使陶瓷釉层基体中均匀分布着纳米级抗菌剂，从而使得陶瓷釉层具有较强的抗菌性能，抗菌效果显著，同时还具有一定的防霉变功能。本发明还提供了一种具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料的制备方法，通过将特定的无机抗菌剂和特定的有机抗菌剂复合，复合后的抗菌剂中，有机抗菌剂部分和无机抗菌剂部分彼此相互协同，相互影响，增强彼此的抗菌性能，在两者的协同作用下增强复合抗菌剂的抗菌性能，抗菌性能稳定、耐持久且成本低廉。本发明工艺简单，原料易得，成本低廉，制得的陶瓷釉料抗菌性能稳定、抗菌持续性强，是一种具有长效型抗菌防霉功效的陶瓷釉料，可满足实际应用的需求，应用前景广泛。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行具体描述，以便于所属技术领域的人员对本发明的理解。有必要在此特别指出的是，实施例只是用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，所属领域技术熟练人员，根据上述发明内容对本发明所作出的非本质性的改进和调整，应仍属于本发明的保护范围。同时，下述所提及的原料未详细说明的，均为市售产品；未详细提及的工艺步骤或提取方法为均为本领域技术人员所知晓的工艺步骤或提取方法。
实施例1
将1Kg纳米氧化锌、1Kg纳米氧化铜和2Kg纳米二氧化钛在水中润湿，分散成悬浮液，边搅拌边研磨，得到A组分；将3Kg甲壳素、0.2Kg山葵、0.3Kg鱼精骨白混合，搅拌，混合，得到B组分；将A组分和B组分混合，边搅拌边研磨，经过滤干燥，得抗菌剂；将30Kg长石、2Kg纳米银、0.1Kg氧化钇经混合，加入0.1Kg抗菌剂、2Kg六偏磷酸钠和40Kg碳酸钙，经混合和球磨，得釉浆；将釉浆在800℃下烧制3h，经烧制成熔块，冷却至室温，得具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料。
实施例2
将1Kg纳米氧化锌、1Kg纳米氧化铜和2Kg纳米二氧化钛在水中润湿，分散成悬浮液，边搅拌边研磨，得到A组分；将3Kg甲壳素、0.2Kg山葵、0.3Kg鱼精骨白混合，搅拌，混合，得到B组分；将A组分和B组分混合，边搅拌边研磨，经过滤干燥，得抗菌剂；将40Kg长石、2Kg纳米银、0.1Kg氧化钇经混合，加入1Kg抗菌剂、2Kg六偏磷酸钠和40Kg碳酸钡，经混合和球磨，得釉浆；将釉浆在800℃下烧制3h，经烧制成熔块，冷却至室温，得具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料。
实施例3
将1Kg纳米氧化锌、1Kg纳米氧化铜和2Kg纳米二氧化钛在水中润湿，分散成悬浮液，边搅拌边研磨，得到A组分；将3Kg甲壳素、0.2Kg山葵、0.3Kg鱼精骨白混合，搅拌，混合，得到B组分；将A组分和B组分混合，边搅拌边研磨，经过滤干燥，得抗菌剂；将30Kg长石、5Kg纳米银、0.1Kg氧化钇经混合，加入1g抗菌剂、3Kg六偏磷酸钠和50Kg碳酸钙，经混合和球磨，得釉浆；将釉浆在1000℃下烧制4h，经烧制成熔块，冷却至室温，得具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料。
实施例4
将1Kg纳米氧化锌、1Kg纳米氧化铜和2Kg纳米二氧化钛在水中润湿，分散成悬浮液，边搅拌边研磨，得到A组分；将3Kg甲壳素、0.2Kg山葵、0.3Kg鱼精骨白混合，搅拌，混合，得到B组分；将A组分和B组分混合，边搅拌边研磨，经过滤干燥，得抗菌剂；将40Kg长石、2Kg纳米银、0.1Kg氧化钇经混合，加入2Kg抗菌剂、5Kg六偏磷酸钠和60Kg碳酸钙，经混合和球磨，得釉浆；将釉浆在900℃下烧制4h，经烧制成熔块，冷却至室温，得具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料。
实施例5
将1Kg纳米氧化锌、1Kg纳米氧化铜和2Kg纳米二氧化钛在水中润湿，分散成悬浮液，边搅拌边研磨，得到A组分；将3Kg甲壳素、0.2Kg山葵、0.3Kg鱼精骨白混合，搅拌，混合，得到B组分；将A组分和B组分混合，边搅拌边研磨，经过滤干燥，得抗菌剂；将50Kg长石、5Kg纳米银、2Kg氧化钇经混合，加入2Kg抗菌剂、5Kg六偏磷酸钠和80Kg碳酸钙和/或碳酸钡，经混合和球磨，得釉浆；将釉浆在1200℃下烧制5h，经烧制成熔块，冷却至室温，得具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料。
实施例6
将1Kg纳米氧化锌、1Kg纳米氧化铜和2Kg纳米二氧化钛在水中润湿，分散成悬浮液，边搅拌边研磨，得到A组分；将3Kg甲壳素、0.2Kg山葵、0.3Kg鱼精骨白混合，搅拌，混合，得到B组分；将A组分和B组分混合，边搅拌边研磨，经过滤干燥，得抗菌剂；将40Kg长石、3Kg纳米银、1Kg氧化钇经混合，加入1Kg抗菌剂、3.5Kg六偏磷酸钠和60Kg碳酸钙，经混合和球磨，得釉浆；将釉浆在1200℃下烧制5h，经烧制成熔块，冷却至室温，得具有抗菌防霉功效的陶瓷釉料。
实施例7
将实施例1-6制得的陶瓷釉料均制成陶瓷制品(例如餐具、面砖、瓷砖、茶杯、洁具等)(这里需要说明的是，以上除了釉料组分外，陶瓷制品的工艺流程均为建筑陶瓷生产公知的方式即可，在不同的生产线可以进行适当调整)，对各陶瓷制品进行抗菌性能检测。
抗菌性能检测采用日本JIS Z 2801∶2006标准，并委托广东省微生物分析检测中心进行抗菌性能检测，每份陶瓷制品平行检测三次。具体检测结果如表1所示。
表1实施例1-6的陶瓷釉料制成陶瓷制品在24h后的抗菌性能检测结果
从表1可以看出，本发明的实施例1-6所得的陶瓷釉料对金葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率均高达99.99％，其抗菌性能稳定、抗菌持续性强，是一种具有长效型抗菌防霉功效的陶瓷釉料，可满足实际应用的需求，应用前景广泛。
对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本发明的揭示，对本发明做出的简单改进都应该在本发明的保护范围之内。上述实施例为本发明的优选实施例，凡与本发明类似的工艺及所作的等效变化，均应属于本发明的保护范畴。