[发明专利]具有抗菌、易洁和活化水功能的能量陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于特种陶瓷材料范畴，具体涉及一种具有抗菌、易洁和活化水功能的能量陶瓷及其制备方法。

背景技术

陶瓷业是我国的传统工业，陶瓷产品是我国轻工行业的支柱产业和出口拳头产品。以目前的发展速度，到2020年国内日用陶瓷的需求总量将达到120亿件。然而，由于创新不够，我国陶瓷产品同质化现象越来越严重，虽然目前我国陶瓷年产量约占世界总产量的90％，年出口量达39.6亿件，出口到150多个国家和地区，总产量和出口量均居世界首位，但我国陶瓷产业总产值只占世界总产值的10％。究其原因是产品总体水平较差，科技含量不高，导致产品整体档次低，高、精档陶瓷方面无法与英、德、日等国家相比。致使高档日用陶瓷的大半江山被英、德、日本等国占据。

20世纪90年代开始，日本、德国等一些科技发达国家开展了关于陶瓷的抗菌和自清洁技术研究，主要是在陶瓷表面施加一层超平滑釉，使污染物不易牢固地粘附在洁具表面而达到抗污的目的。还有一些研究者在防污涂层方面进行了研究，利用涂层的低表面能有效地提高了污染物的润湿角，使其不能牢固地粘附在洁具表面，从而轻松去除。这些方法只能在一定程度上缓解陶瓷表面的污染问题，随着使用时间的延长，薄膜容易开裂、脱落，陶瓷材料随即失去其作用。同时在陶瓷的使用过程中，由于使用磨损，陶瓷表面粗糙度不可避免要增加，陶瓷的防污性能将逐渐下降。智能自洁技术是新发展起来的陶瓷自洁技术，需要开发专用的陶瓷釉料，通常这种技术所使用陶瓷釉料其成分中碱金属含量较高，陶瓷釉的熔化温度一般较低，陶瓷的表面硬度、强度和耐磨性不高，且由于和坯体成分差异较大，需要增加过渡层，因此烧成工艺不同于普通陶瓷，并对生产工艺要求进行严格控制，才能得到极其平滑的表面，这需要对生产设备和工艺控制做出较大调整，成本较高，不利于推广。

陶瓷以其丰富的装饰效果及耐磨、耐腐蚀等诸多优良特性，已广泛进入人们的日常生活。但我们日常使用的普通陶瓷产品，表面经常粘污，且污物不易清洗，不仅影响美观，造成洗涤剂和水资源的浪费，残留的污物还容易滋生病菌。陶瓷制品清洗目前主要使用各种洗洁精或洁洁灵，仅以日用瓷为例，我国现在日用瓷产量近300亿件，以10％需要餐后清洗，每天每件产品用洗涤剂1克，冲洗用水100克，全国每年使用洗涤剂就要100多万余吨，耗水近亿吨，洗涤剂还会导致皮肤病，残留的洗涤剂进入人体后，会对人体的肝脏造成损害。而且大部分的洗涤剂中均含磷，洗涤后的废水排入水体，是造成水体富营养化、破坏水生生态系统的一个重要原因；同时给废水处理带来困难，也给人们的生活环境带来了很大的污染和麻烦。目前世界年产合成洗涤剂大约1300万吨，我国的年产量已达80多万吨，预计今后将以年均6％～7％的增长率增长；其中有相当数量被用于日常清洗上，由此对人们的生活带来的负面影响可想而知。

我们自2002年初开始研究陶瓷表面物理化学性能调控技术及其应用技术，探索可无害清洗的陶瓷关键制备技术和评价技术，开发出超级亲水易洁、抗菌功能陶瓷，实现灰尘或油污等污物能够在水流自然冲力作用下即可以随水流冲走，而不需任何洗涤剂作用就可清洗干净，既节省水资源和洗涤剂，又可消除洗涤剂对地下水资源的污染、避免因洗涤剂清洗不净而残留在餐具上危害人体健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有抗菌、易洁和活化水功能的能量陶瓷。

本发明还提供了上述具有抗菌、易洁和活化水功能的能量陶瓷的制备方法。

本发明所述的具有抗菌、易洁和活化水功能的能量陶瓷，陶瓷坯体表面上施有釉层，其特征在于陶瓷坯体由下列摩尔百分比的原料制成：

稀土材料2～10％、高性能海泡石材料2～10％、高性能电气石材料6～15％、功能陶瓷泥65～85％，功能陶瓷泥中由98～99％质量的陶瓷泥和1～2％质量的功能材料组成；

其中，功能材料是由上述比例的稀土材料、高性能海泡石材料和高性能电气石材料用球磨机混合10～20小时，加热至1200～1400℃熔融，保温1～3小时，淬冷制成熔块，再经粉碎制成粒径为1～8μm的超细粉体。

其中：

所述稀土材料为硝酸铈、氧化铈、氧化钕中的一种或任意两种或三种的任意比例的混合物。

所述高性能海泡石材料为纳米纤维状结构，平均直径为92～102nm，平均长度为3～8μm。

所述高性能电气石材料，以质量计，由电气石粉体材料88-98％、稀土材料1-8％和过渡金属氧化物1-5％组成，高性能电气石材料的远红外辐射率为0.83～1.03，所述电气石粉体材料粒径为5～10μm。

所述过渡金属氧化物为三氧化二铁、氧化钴、二氧化锰或氧化铜中的一种。