[发明专利]一种防静电抗菌陶瓷釉及其制备方法

摘要

本发明公开了一种防静电抗菌陶瓷釉及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：先制备防静电抗菌釉浆，再经施釉、烧结制得陶瓷釉；其中，防静电抗菌釉浆的制备方法如下：按质量百分比计，将25~35％低温熔块、30~40％钾长石、10~20％石英、3~6％方解石、3~6％滑石、2~5％磷酸钙、1~5%高岭土、5~10%煅烧土混合得到混合粉末，向混合粉末中加入抗菌/防静电功能剂并混合均匀，其中抗菌/防静电功能剂的加入量为混合粉末质量的0.5~5％，细磨，加入水得釉浆，即得防静电抗菌陶瓷釉浆。和现有陶瓷釉相比，本发明制造的陶瓷釉配料科学，制备合理，性能稳定，而且不含有铅镉等剧毒物质，同时还具有均匀的持久的光谱的抗菌特性和防静电功能，进一步拓宽了陶瓷釉的应用范围。

主权项

1.一种防静电抗菌陶瓷釉的制备方法，其包括以下步骤：先制备防静电抗菌釉浆，再经施釉、烧结制得防静电抗菌陶瓷釉；其中，防静电抗菌釉浆的制备方法如下：按质量百分比计，将25~35％低温熔块、30~40％钾长石、10~20％石英、3~6％方解石、3~6％滑石、2~5％磷酸钙、1~5%高岭土、5~10%煅烧土混合得到混合粉末，向混合粉末中加入抗菌/防静电功能剂并混合均匀，其中所述抗菌/防静电功能剂的加入量为混合粉末质量的0.5~5％，细磨至300~350目，然后加入水得釉浆并调制釉浆比重为1.6~1.7g/cm3，即得防静电抗菌陶瓷釉浆；所述抗菌/防静电功能剂包括GQDs/Ag2O/Ag‑Zn‑Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉和导电粉；所述低温熔块的质量百分比组成为：6～10%硝酸钾、5～10%石英、12～15%钾长石、3～8%钠长石、10～12%锂辉石、30～35%硼酸、3～5%碳酸钡、5～8%萤石、1～3%高岭土、2～5%氟化钠及3~8%抗菌/防静电功能剂；所述防静电抗菌釉浆和低温熔块的组份中的抗菌/防静电功能剂的制备方法如下：（1）称取0.3~1gC60粉末，量取80~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500~600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1~3g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应3~5h；快速加入100~150ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3~5天，得GQDs悬浮液；100~150rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为0.5~2W；备用；（2）超声搅拌50~60mlGQDs悬浮液，滴加浓度为0.001~0.01mol/L硝酸银水溶液；逐滴加入浓度为0.1~0.5mol/L磷酸二氢铵溶液，超声搅拌10~20min；逐滴加入0.5~1mol/L氢氧化钠溶液，调节p H值至11，而后静置、离心，用去离子水和乙醇交替洗涤三次，真空干燥，得GQDs/Ag2O；（3）取1~3gGQDs/Ag2O超声搅拌分散于80~120ml水溶液中；逐滴加入浓度为0.005~0.05mol/L硝酸铈水溶液，30~60min后逐滴加入浓度为0.005~0.05mol/L硝酸锌水溶液；继续超声搅拌，调节混合溶液p H值至7.0；边超声搅拌，边加入4~8mL质量分数为50%的水合肼，在30~40℃下还原反应0.5~1h；之后，再加入40~50mL质量分数为50%的水合肼，在85℃下还原反应30~48h后；过滤，用去离子水洗涤数次，真空干燥，得GQDs/Ag2O/Ag‑Zn‑Ce；（4）将0.1~0.5gGQDs/Ag2O/Ag‑Zn‑Ce超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应30~60min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在80~90℃下干燥2~4h，以得到GQDs/Ag2O/Ag‑Zn‑Ce/SiO2；将GQDs/Ag2O/Ag‑Zn‑Ce/SiO2置于氩气气氛下进行500~800℃热处理1~2h，冷却至室温后，浸没在氢氟酸中以超声功率100~150W进行超声10~15min，去除表面局部二氧化硅，离心并干燥，获得GQDs/Ag2O/Ag‑Zn‑Ce/SiO2；（5）取三维海绵状石墨烯超声搅拌分散于水溶液中，逐滴加入GQDs/Ag2O/Ag‑Zn‑Ce/SiO2水溶液中；10~100W超声60~120min，静置，去离子水洗涤数次，离心，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环3~8次，得GQDs/Ag2O/Ag‑Zn‑Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉，即抗菌粉；所述三维海绵状石墨烯制备方法如下：将3g 石墨粉，1g NaNO3在冰水浴中与250ml 98%浓硫酸混合均匀，缓慢加入6g KMnO4；然后升温至在35℃，搅拌40min 后，加入95ml 去离子水，升温至98℃反应20min；再加入270ml 水稀释，并用5ml 30％ H2O2中和多余KMnO4，混合溶液的颜色为棕黄色，趁热过滤，用去离子水反复洗涤至中性，超声分散得到GO；取200ml 质量分数为5mg/ml的氧化石墨烯溶液倒入直径25cm，高2cm的圆盘状反应皿中，加入抗坏血酸(VC)0.5g搅拌使其充分混合；然后密闭反应皿并置于80℃水热反应15h，反应皿中的氧化石墨烯自发收缩交联成三维海绵结构，冷冻干燥，得到柔性的三维海绵状石墨烯；（6）取抗菌粉和导电粉分散于100~200ml超纯水中，超声搅拌2~3h获得均匀和稳定的分散液，其中抗菌粉和导电粉的重量比为1~5:3~6；将具有碳纳米管网状膜的基板置于约8℃时，将分散液加入内凹形状的基板中，同时，来回滚动滚轮，使该分散液均匀分散于该碳纳米管网状膜中，由于碳纳米管在8℃附近时具有亲水性，该分散液被吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞；升温至约25℃，碳纳米管具有疏水性并将大部分水分子赶走留下吸附在碳纳米管网状膜的多个网洞中抗菌粉和导电粉；去掉水分，置于密闭空间内，进行抽真空→加热加压循环3~5次，然后将吸附有抗菌粉和导电粉的碳纳米管网状膜刮离该基板，获得抗菌/防静电功能剂；所述导电粉制备方法如下：将30~40%环氧树脂、35~50%酚醛树脂、1~5%纳米石墨烯、2~6%铝粉、5~10%炭黑和3~8%石墨充分混合，其中，所述纳米石墨烯、铝粉、碳黑及石墨的重量之和占导电粉总重量的15~25%，加入适量的乙酸丁酯放入球磨机中分散解胶，排料后，检测、调整配制成可以涂敷的浆料；将此浆料涂敷于基板上，干燥成膜；然后放在充氮保护气氛炉中，升温到900~1000℃，保温1~2h；将膜刮离该基板，得导电多孔网状碳膜，即导电粉。