专利名称：一种抗菌陶瓷墙地砖填缝剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种陶瓷墙地砖填缝剂；尤其涉及一种抗菌陶瓷墙地砖填缝剂。
背景技术：
随着建筑业的发展，各类外墙、室内用陶瓷地砖用量巨大，与之配套的陶瓷墙地砖填缝剂用量亦相当可观。现有陶瓷墙地砖填缝剂主要包括水泥基填缝剂和反应型树脂填缝剂这两大类。 在使用过程中，水泥基填缝剂水化生成的Ca(0H)2在水存在时会将大量的Ca2+通过瓷砖或填缝剂本身内部的毛细孔和缝隙渗透到砂浆或瓷砖表面，并与空气中的C02反应生成CaC03沉积在表面，形成泛碱。如果水泥碱性氧化物含量过高，加水拌和后它们会反应形成Na2S04、 K2S04等水溶性盐类，这些可溶性盐遇水后也会逐渐迁移到材料表面，并随着水的蒸发而析晶为白霜状物质。对于反应型树脂填缝剂，在各种环境介质作用下，所用树脂会逐渐老化并导致陶瓷墙地砖缝隙增大。此外，在环境长期作用下，墙地砖缝隙会不断地吸附污水、污质，滋生病菌，危害健康。因此，研究一种新型的抗菌型陶瓷墙地砖填缝剂，抑制细菌滋生，具有积极的意义。 目前，运用激光或氧炔焰作为热源，可玻璃化或陶瓷化的无机化合物及抗菌成分的复合组份作为填缝剂进行陶瓷墙地砖缝隙填补与粘结的新型陶瓷墙地砖填缝剂还未见报道。
发明内容
本发明的目的是为了提高陶瓷墙地砖的填缝效果，延长使用寿命，具备抗菌功能而提供了一种抗菌型陶瓷墙地砖填缝剂，本发明的另一目的是提供上述抗菌型陶瓷墙地砖填缝剂的制备方法，本发明还有一目的是提供提供上述抗菌型陶瓷墙地砖填缝剂的填缝方法。
本发明的技术方案为一种抗菌陶瓷墙地砖填缝剂，其特征在于原料组分及各组
分占原料总量的质量百分比如下 玻璃和/或陶瓷 50 % 80 % 抗菌剂 1%-15% 粘结剂 10% 40%。 上述的玻璃和/或陶瓷中至少含有一种稀土元素，稀土元素的摩尔含量占玻璃和/或陶瓷总摩尔量的0. 2% -40%。 其中优选稀土元素为铈、钕、铒、钐、镝、铕、镨、礼、钬、铽、铥或镱中的一种或几种。稀土元素的引入形式为稀土氧化物、或稀土盐类中的一种或几种。优选所述玻璃材料为硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃或碲锗酸盐玻璃中的一种或几种；所述陶瓷材料为硅铝酸盐陶瓷和/或镁铝硅酸盐陶瓷。 优选所述的抗菌剂为纳米1102、银纳米材料、载Ag 二氧化钛、载Ag羟基磷灰石或载银1102。抗菌剂为市售。 优选所述的粘结剂为氨基树脂、有机硅树脂、丙烯酸改性树脂或质量浓度为5 15 %的聚乙烯醇溶液中的一种或几种。 本发明还提供了上述填缝剂的制备方法，其具体步骤为 (1)将玻璃和/或陶瓷破碎后，和抗菌剂一起装入球磨罐中进行球磨，控制出料粒度得到混合粉末； (2)加入粘结剂，将步骤(1)得到的混合粉末剂调成粘稠状，得到抗菌陶瓷墙地砖填缝剂。 上述玻璃或陶瓷化合物的球磨方式可以是湿磨或干磨，湿磨介质为水、乙醇或任意比的水醇混合物中的一种。湿磨后还需烘干。球磨时间根据原料特性进行选择。 一般控制球磨后的粒径为0. 1 1000 ii m。 本发明还提供了上述抗菌陶瓷墙地砖填缝剂的填缝方法，其具体步骤为将粘稠状
的抗菌陶瓷墙地砖填缝剂均匀填充在陶瓷地面砖的缝隙中，采用激光或火焰加热的方式使
其快速熔融，熔融的抗菌陶瓷墙地砖填缝剂将陶瓷墙地砖缝隙的填充和粘接起来。 优选所述的激光为半导体光纤激光器、Nd:YAG激光器或二氧化碳激光器产生的激
光；所述的火焰为乙炔火焰或氢氧火焰。 无机填缝剂的熔化可采用激光或者火焰加热的方式实现，激光可以为半导体光纤激光器(输出波长为808/976/1060/1064/1535/1550中的任意一种，功率变化可调且介于10 160W)，也可以为Nd:YAG激光器(输出波长中心波长为1064nm，功率10 200W变化可调节)或者为二氧化碳激光器(波长为10. 6 ii m，功率20 500W变化可调)。激光辐射能量可在60秒以内将无机填缝剂快速熔化。所述的火焰加热方式可以是乙炔火焰或氢氧火焰，火焰能够在60秒以内将无机填缝剂快速熔化。
有益效果 1.本发明所提供的陶瓷墙地砖填缝方法，填缝速度快，效率高。通过高温熔化后的玻璃态或陶瓷态无机填缝剂具有结构致密、粘接强度高、具备抗菌性能、耐水及酸碱介质侵蚀以及使用寿命长等优点，克服了现有水泥基填缝剂和反应型树脂填缝剂的不足之处。
2.填缝剂原料来源广泛，可消纳大量的废旧玻璃或陶瓷材料，工艺方法绿色环保。
图1为填缝后的结构图；其中1-为抗菌剂粉末，2-玻璃和/或陶瓷层3-为陶瓷墙地砖。
具体实施例方式
实施例1 :以Nd:YAG激光器(输出波长中心波长为1064nm，功率150W)为加热源，选用组分为10Sm203-39Si02-2BaO-37B203-5ZnO-7K20的稀土硼硅酸盐玻璃450g破碎后混合，加入粒径为50 300nm的市售Ti02 89g，经过干法球磨9h，加入丙烯酸改性树脂60g调成粘稠浆料，将浆料均匀填充在陶瓷地面砖中，在激光辐射加热作用下，无机填缝剂吸收热量，在40s以内熔融，lmin以内固化，将陶瓷地面砖的缝隙填充和粘接起来。接合强度可达到30Mpa，经3X盐酸、5X氨水(摩尔比)浸泡十五未见腐蚀和开裂。
实施例2 :以半导体光纤激光器(选用输出波长976nm，功率150W)为加热源，选用组分为14PrF3-5Mg0-32. 2Si02_33. 8B203-5Ba0-4K20_6Li20的硅酸盐玻璃600g、组分为44Si02-40B203-8Zn0-6K20-2Al203的硼硅酸盐玻璃300g、组分为10Si02-30Te02-50Ge02-2Na20-6BaF2-2Er203的碲锗酸盐陶瓷100g，破碎后加入粒径为30 lOOnm的市售纳米Ag 123g，混合，经过干法球磨23h，加入丙烯酸改性树脂50g，有机硅树脂100g，调成粘稠浆料，将浆料均匀填充在陶瓷地面砖中，在激光辐射加热作用下，无机填缝剂吸收热量，在100s以内熔融，2min以内固化，将陶瓷地面砖的缝隙填充和粘结起来。固化后的填缝剂呈黑色，接合强度可达到25Mpa，经4%盐酸、6%氨水(摩尔比)浸泡二十五天未见腐蚀和开裂。
实施例3 :以半导体光纤激光器(选用输出波长1535nm，功率100W)为辐射光源，选用组分为5Er203-35Te02-40Ge02-2Na20-8BaF2-10ZnO的碲锗酸盐陶瓷500g、8Dy203-42Si02-35B203-2BaO-3ZnO-10Li20的稀土硼硅酸盐玻璃400g，破碎后加入粒径为30 lOOnm的市售纳米Ag 38g、市售粒径为50 300nm的Ti02100g，混合，经过湿法球磨12h，烘干；加入质量浓度15X聚乙烯醇溶液40g、氨基树脂lOOg调成粘稠浆料，将浆料均匀填充在陶瓷地面砖中，在激光辐射加热作用下，无机填缝剂吸收激光能量，在40s内熔融，2min以内固化，将陶瓷地面砖的缝隙填充和粘接起来。固化后的填缝剂呈黄色，接合强度可达到20Mpa，经3%盐酸、4%氨水(摩尔比)浸泡十天未见腐蚀和开裂。 实施例4 :以氧炔焰为加热源，选用组分为25Si02-10ZrO-35Al203-5Ti02-2BaO-7Zn0-3Li20-2K20-llDy203的铝硅酸盐陶瓷粉400g、组分为36Si02-39B203-8ZnO-7K20_10Nd203稀土硼硅酸盐着色玻璃600g，破碎后加入粒径为30 100nm的市售纳米Ag 40g、市售粒径为50 300nm的Ti02 50g、市售载银Ti02 50g，经过干法球磨36h，加入氨基树脂184g、质量浓度5X聚乙烯醇200g调成粘稠浆料，将浆料均匀填充在陶瓷地面砖中，在激光辐射加热作用下，无机填缝剂吸收热量，在70s以内熔融，2min以内固化，将陶瓷地面砖的缝隙填充和粘接起来。固化后的填缝剂呈紫色接合强度可达到30MPa，经10X盐酸、2X氨水(摩尔比)浸泡十五天未见腐蚀和开裂。 实施例5:以半导体光纤激光器(选用输出波长1550nm，功率150W)为加热源，选用组分为17Er203-60P205-8Al203-5BaO-8K20-2Y203的磷酸盐着色玻璃400g、组分为13Nd203-38Si02-37B203-2BaO-10K20的稀土硼硅酸盐玻璃400g，破碎后加入粒径为100 200nm的市售载银Ti02 69g、市售纳米Ag 100g、市售载Ag羟基磷灰石23g，混合，经过干法球磨40h，加入丙烯酸改性树脂328g调成粘稠桨料，将桨料均匀填充在陶瓷地面砖中，在氧炔焰加热作用下，无机填缝剂吸收热量，在40s以内熔融，1.5min以内固化，将陶瓷地面砖的缝隙填充和粘接起来。接合强度可达到26Mpa，经3X盐酸、7X氨水(摩尔比)浸泡八天未见腐蚀和开裂。 实施例6 :以二氧化碳激光器(波长为10. 6微米，功率250W)为辐射光源，选用组分为35B203-40Si02-2BaO-8ZnO-7K20-8MgO的硼硅酸盐玻璃350g、4ZrO-45Si02-13MgO-10Ca0-3ZnO-5Ti02-25Al203的镁铝酸盐陶瓷250g以及5Er203-35Te02-35Ge02-7Na2。-8BaF2-10Zn0的碲锗酸盐玻璃200g，破碎后，加入粒径为100 200nm的市售载Ag Ti02 3 2g，混合，经过干法球磨72h，加入氨基树脂260g、有机硅树脂100g，将浆料均匀填充在陶瓷地面砖中调成粘稠浆料，在激光辐射加热作用下，无机填缝剂吸收激光能量，在52s以内熔融，2min以内固化，将陶瓷地面砖的缝隙填充和粘接起来。接合强度可达到45Mpa，经6X盐酸、3X氨
5水(摩尔比)浸泡二十天未见腐蚀和开裂。 实施例7 :以半导体光纤激光器(选用输出波长808nm，功率150W)为加热源，选用组分为37. 2Si02-40. 8B203-2BaO-6ZnO-3K20-2Li20-9Tm203的硼硅酸盐玻璃400g、组分为40. 2Si02-38 . 8B203-4ZnO-7K20-10FeO的硅酸盐陶瓷粉600g，破碎后，加入载Ag羟基磷灰石100g，混合，经过干法球磨26h，加入氨基树脂40g、质量浓度8%聚乙烯醇溶液200g调成粘
稠浆料，将浆料均匀填充在陶瓷地面砖中，在激光辐射加热作用下，无机填缝剂吸收热量，在80s以内熔融，lmin以内固化，将陶瓷地面砖的缝隙填充和粘接起来。固化后的填缝剂呈绿色，接合强度可达到23Mpa，经10%盐酸、20%氨水(摩尔比)浸泡二十五天未见腐蚀和开裂。
权利要求
一种抗菌陶瓷墙地砖填缝剂，其特征在于原料组分及各组分占原料总量的质量百分比如下玻璃和/或陶瓷50％～80％抗菌剂 1％-15％粘结剂 10％～40％。
2. 根据权利要求1所述的填缝剂，其特征在于所述的玻璃和/或陶瓷中至少含有一种稀土元素；稀土元素的摩尔含量占玻璃和/或陶瓷总摩尔量的0. 2% -40%。
3. 根据权利要求2所述的填缝剂，其特征在于所述的稀土元素为铈、钕、铒、钐、镝、铕、镨、礼、钬、铽、铥或镱中的一种或几种。
4. 根据权利要求2所述的填缝剂，其特征在于所述玻璃材料为硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃或碲锗酸盐玻璃中的一种或几种；所述陶瓷材料为硅铝酸盐和/或镁铝硅酸盐陶瓷。
5. 根据权利要求1所述的填缝剂，其特征在于所述的抗菌剂为纳米1102、银纳米材料、载Ag氧化钛、载Ag羟基磷灰石或载银Ti02 ;所述的粘结剂为氨基树脂、有机硅树脂、丙烯酸改性树脂或质量浓度为5 15%的聚乙烯醇溶液中的一种或几种。
6. —种制备如权利要求1所述的填缝剂的制备方法，其具体步骤为(1) 将玻璃和/或陶瓷破碎后，和抗菌剂一起装入球磨罐中进行球磨，控制出料粒度，得到混合粉末；(2) 加入粘结剂，将步骤(1)得到的混合粉末调成粘稠状，得到抗菌陶瓷墙地砖填缝剂。
7. —种抗菌陶瓷墙地砖填缝剂的填缝方法，其具体步骤为将粘稠状的抗菌陶瓷墙地砖填缝剂均匀填充在陶瓷地面砖的缝隙中，采用激光或火焰加热的方式使其快速熔融，熔融的抗菌陶瓷墙地砖填缝剂将陶瓷墙地砖缝隙的填充和粘接起来。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述的激光为半导体光纤激光器、Nd:YAG激光器或二氧化碳激光器产生的激光；所述的火焰为乙炔火焰或氢氧火焰。
全文摘要
本发明提供了一种抗菌陶瓷墙地砖填缝剂。填缝剂组成为玻璃和/或陶瓷粉末、粘结剂及抗菌成分，通过激光辐照或火焰加热，熔融的填缝剂对陶瓷墙地砖缝隙进行填补和粘结。本发明提供的陶瓷墙地砖填缝剂适应性强，可根据激光辐照光源或氧炔焰的特点，进行无机填缝剂的组成设计和制备。经熔融而玻璃化或陶瓷化的无机填缝剂可与陶瓷墙地砖之间结合，使填补后的缝隙表面光滑、结构致密、耐摩擦、耐各种介质侵蚀，寿命长、具有抗菌功能。
文档编号C04B26/02GK101774783SQ201010017638
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月11日 优先权日2010年1月11日
发明者倪亚茹, 张文妍, 许仲梓, 陆春华 申请人:南京工业大学