一种防静电保健陶瓷及其制备方法与流程

文档序号:11123132阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种防静电保健陶瓷的制备方法,其包括以下步骤:

步骤A,制备釉浆:按质量百分比计,将10~15%氧化锌、0.4~0.5%碳酸钡、0.3~0.4%滑石粉、58~65%硼砂、10~12%氧化硅、12~20%氧化硼及2~7%功能剂混合得混合粉末,加入含有氧化铝球磨球和蒸馏水的球磨罐中,将球磨罐固定于高速振动球磨机上,并进行转动和球磨;再加入电气石和堇青石,继续转动和球磨,控制浆料300~350目,制得釉浆;其中,所述电气石和堇青石分别占混合粉末质量的3~8%和1~5%;

步骤B,浸渍釉浆:对多孔陶瓷进行浸渍釉浆→抽真空→加压循环处理,至少循环1次;然后进行300~500℃的一次烧结;

步骤C,喷涂釉浆:采用喷釉的方式,将釉浆喷涂在烧结后的多孔陶瓷表面;然后进行700~800℃的二次烧结,制得保健陶瓷;其中,

所述功能剂包括导电粉、负离子复合物和GOQs/Ag2O/Ag-Zn-Ce/SiO2/石墨烯抗菌粉。

2.根据权利要求1所述的防静电保健陶瓷的制备方法,所述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PH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PH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;

(6)取抗菌粉、负离子复合物和导电粉分散于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、负离子复合物和导电粉的重量比为3~5:3~5:5~10;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、负离子复合物和导电粉;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、负离子复合物和导电粉的碳纳米管网状膜刮离该基板,获得抗菌-防静电-负离子功能剂。

3.根据权利要求2所述的防静电保健陶瓷的制备方法,其特征在于,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。

4.一种防静电保健陶瓷的制备方法,其包括以下步骤:

步骤A,制备釉浆:按质量百分比计,将10~15%氧化锌、0.4~0.5%碳酸钡、0.3~0.4%滑石粉、58~65%硼砂、10~12%氧化硅、12~20%氧化硼及2~7%功能剂混合得混合粉末,加入含有氧化铝球磨球和蒸馏水的球磨罐中,将球磨罐固定于高速振动球磨机上,并进行转动和球磨;再加入电气石和堇青石,继续转动和球磨,控制浆料300~350目,制得釉浆;其中,所述电气石和堇青石分别占混合粉末质量的3~8%和1~5%;

步骤B,浸渍釉浆:对多孔陶瓷进行浸渍釉浆→抽真空→加压循环处理,至少循环1次;然后进行300~500℃的一次烧结;

步骤C,喷涂釉浆:采用喷釉的方式,将釉浆喷涂在烧结后的多孔陶瓷表面;然后进行700~800℃的二次烧结,制得保健陶瓷;其中,

所述功能剂包括导电粉、负离子复合物和GOQs/Ag2O/ZnO/石墨烯抗菌粉。

5.根据权利要求4所述的防静电保健陶瓷的制备方法,其特征在于,所述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PH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超声搅拌分散于水溶液中;逐滴加入浓度为0.05~0.5g/100mlZnO量子点水溶液,超声功率搅拌速度各减半;60~90min后,静置,过滤,用去离子水洗涤数次,真空干燥,得GQDs/Ag2O/ZnO;

(4)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/ZnO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/ZnO/石墨烯抗菌粉,即抗菌粉;

(5)取抗菌粉、负离子复合物和导电粉分散于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、负离子复合物和导电粉的重量比为3~5:3~5:5~10;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、负离子复合物和导电粉;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、负离子复合物和导电粉的碳纳米管网状膜刮离该基板,获得抗菌-防静电-负离子功能剂。

6.根据权利要求5所述的防静电保健陶瓷的制备方法,其特征在于,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。

7.根据权利要求1或4所述的防静电保健陶瓷的制备方法,其特征在于,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。

8.根据权利要求1或4所述的防静电保健陶瓷的制备方法,其特征在于,所述负离子复合物制备方法如下:取1~10g负离子粉分散于100~200ml超纯水中,水浴超声1~2h获得均匀和稳定的分散液;加入1~3g多孔碳,超声搅拌1~2h,让纳米材料充分进入多孔碳孔隙中,多次抽滤清洗,置于密闭空间内,进行抽真空→加热加压循环3~8次,得负离子复合物;其中,负离子粉制备方法如下:将5~10%珊瑚化石、10~15%电气石、20~30%蛋白石、1~3%蛇纹石、5~10%麦饭石、3~5%奇冰石、3~5%北投石、1~5%医王石、5~10%贝壳、10~15%硅藻土、1~3%三氧化二铁、1~3%三氧化二铝、3~8%氧化锆和1~4%磷酸锆混合均匀,加入碾磨设备中进行超细粉碎,直至颗粒直径分布在50~80nm,过筛,干燥,即可制得负离子粉。

9.一种防静电保健陶瓷,其特征在于,其按如权利要求1至8任一所述的制备方法制得。

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