[发明专利]纳米微晶膜光催化陶瓷的生产工艺及专用生产设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米微晶膜光催化陶瓷的制备方法及专用生产装置。

背景技术

近年来，随着室内建筑装饰材料、家用化学物质的过度使用，导致大量 的挥发性有机化合物，包括甲醛、苯系物、氯化物、酮类、烃类等均不同程 度地危害人体健康；同时人们赖以生存的空间飘浮着各种病菌、微生物，经 过呼吸直接进入人体内，包括曾经引起人类恐慌的SARS、禽流感和甲型 H1N1流感在内的呼吸系统疾病。在今天人们高度关注环境和健康之际，迫 切要求改善环境质量，净化生活工作中的居室和活动环境显得极为重要。陶 瓷材料特别是室内建筑陶瓷(砖)材料是人们生产、生活活动中使用最多接 触最广的材料，若能使陶瓷材料具有净化空气、杀菌消毒、除臭、防污自洁 等功能和作用必将净化和改善人类健康、造福社会。

众所周知，锐钛矿结晶型纳米TiO₂为n-型半导体材料，在光照条件 下尤其是在紫外光照射下，形成光生电子-空穴对(即e^-和h⁺)，而e^-和 h⁺与吸附在TiO₂表面上的H₂O、O₂等发生作用生成·OH、·O^-₂等活性基 团。·OH基团有很强的氧化能力，而且对作用物几乎无选择性，能将有机物 氧化、分解，最终分解为CO₂和H₂O。这就是纳米TiO₂微晶的光催化特性， 也是净化空气、杀菌消毒和除臭的关键。但是，目前所报道的纳米TiO₂微 晶膜光催化陶瓷仍然难以满足人们的消费要求。主要问题是：(1)工业化批 量生产中纳米微晶膜与陶瓷釉面结合不牢固、耐磨性欠佳；(2)在光线弱的 情况下纳米TiO₂微晶膜的光催化能力较差；(3)从纳米微晶膜光催化陶瓷 (砖)的生产到用户贴墙装饰的整个过程中纳米微晶膜很难完整保护，从而 极大地影响了产品的推广和人们的消费。

此外，传统技术生产过程不完善、生产装置和工艺创新不足，难以组织 规模化生产，因此，在生产过程中如何使纳米微晶膜涂敷操作过程衔接简单， 既能实现间歇式生产也能实现连续化生产，同时能够缩短生产周期，降低生 产成本显得尤为重要。

发明内容

本发明目的是提供一种间歇式生产纳米微晶膜光催化陶瓷的生产工艺。

本发明另一目的是提供一种操作过程简单，能够实现间歇式生产纳米微 晶膜光催化陶瓷涂敷专用装置。

本发明实现过程如下：

一种纳米微晶膜光催化陶瓷的生产装置，包括涂敷池A和涂敷池B， 涂敷池A和B的涂敷液出口设置在底部，涂敷池A的涂敷液入口设置在顶 部，涂敷池A的涂敷液出口与入口处于涂敷池的同侧；涂敷池B的涂敷液 入口设置在与出口相对的一侧上部；涂敷池A与B的涂敷液出入口用软管 连接，软管中部设置有流量控制阀。

上述装置用于纳米微晶膜光催化陶瓷的生产工艺，包括如下步骤：

(1)陶瓷砖清洁去油去灰尘并干燥；

(2)配制TiO₂参杂体涂敷液；

(3)将陶瓷砖放入涂敷池A和B中，瓷砖沿涂敷池侧壁立式放置且能 完全被涂敷液浸没，将涂敷液加至涂敷池A中；

(4)通过控制流量控制阀将涂敷液从涂敷池A完全流入涂敷池B，保 持涂敷液沿瓷砖表面下降速度为6～15cm/min，此时涂敷池A中的瓷砖表 面已涂敷TiO₂参杂体湿膜，涂敷池B中的瓷砖完全被涂敷液浸没；

(5)取出涂敷池A中已涂敷的瓷砖，控制联动升降装置使涂敷池A下 降，涂敷池B上升，用软管连接涂敷池B的涂敷液出口与涂敷池A的涂敷 液入口，控制流量控制阀使涂敷液从涂敷池B完全流入涂敷池A，使涂敷 液沿瓷砖表面下降速度为6～15cm/min，此时涂敷池B中的瓷砖表面已经 涂敷上了TiO₂参杂体湿膜，取出涂敷池B中已涂敷好的瓷砖，同时向涂敷 池A中放入瓷砖，至此完成间歇式一个完整操作；涂敷装置的操作控制使 瓷砖表面离开涂敷液的速度恒定，并且根据所需微晶膜的厚度在6～15cm/ min之间能进行调整。