本发明属于陶瓷领域，特别涉及一种长久抗菌、耐磨陶瓷及其制备方法。
背景技术：
健康问题一直是人类发展最关心的问题。虽然现代医疗水平有了很大改善，但是医疗资然毕竟有限。因此，为了缓解医疗压力，从日常生活着手来为人们提供第一道健康防线是十分有必要的。细菌无处不在，包括空气中漂浮的细菌，但通常而言，人体自身的皮肤防线可以对此类细菌进行有效阻止。然而，很多由细菌引起的疾病确是病从口入导致的。人们日常所用的一些餐具，茶具上面的细菌成了病从口入的源头。因此，提供一种抗菌陶瓷，用这种抗菌陶瓷制备餐具、茶具对人们的健康可起到有效保护。现有技术中抗菌陶瓷主要分为金属离子型抗菌陶瓷和光催化型抗菌陶瓷两种。其中金属离子型抗菌陶瓷主要是将含银、锌等金属离子的抗菌剂加入到陶瓷中，而光催化型抗菌陶瓷则一般是在陶瓷表面涂覆二氧化钛或氧化锌抗菌薄膜。然而掺杂银、锌等金属离子的陶瓷抗菌种类往往有限，且制作成本相对高。涂覆二氧化钛或氧化锌抗菌薄膜则容易随着时间的延长，薄膜逐渐磨损而失去抗菌效果。因此，提供一种抗菌种类多且长久抗菌的陶瓷十分有必要。
技术实现要素：
针对现有技术的不足与缺点，本发明提供一种长久抗菌、耐磨陶瓷及其制备方法。本发明所述的长久抗菌、耐磨陶瓷不仅能抗菌种类多，抗菌时间长久，且陶瓷耐磨，即使长时间使用，陶瓷的抗菌效果依然很好，且制作成本低。
一种长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
一种长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
优选的，一种长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
进一步优选的，一种长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
优选的，所述长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计还包括硅酸锆1-5份。
优选的，所述竹炭粉粒径为10-15μm(优选12-14μm)。
所述纳米钛白粉为金红石型纳米钛白粉。进一步优选的，所述金红石型纳米钛白粉颗粒尺寸为50-80nm(优选60-70nm)。
所述陶土由广州展飞化工科技有限公司提供，目数为1200-1500目，二氧化硅的含量为70-90％(质量分数)。
所述硅藻土由嵊州市华力硅藻土制品有限公司提供，型号为cdx-3。
本发明还提供了一种长久抗菌、耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将陶土、硅藻土、竹炭粉和苏打加入球磨机中球磨40-50分钟，得到混合物a；
(2)将纳米钛白粉、钛酸锂钾和水(水为20-50份)在80-100℃下进行混合，得到混合物b，然后将混合物b加入到混合物a中，搅拌混合40-70分钟，得到混合物c；
(3)将步骤(2)中的混合物c置于压力为60-70mpa的成型机中保持1-2小时，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
步骤(1)中所述球磨机的球磨速度为700-800转/分钟。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以10-15℃的升温速度从常温升温至500-600℃，保温3-5小时，然后以50-80℃的升温速度升温至1100-1200℃，烧制6-7小时，然后以30-50℃的速度降温至200-300℃，然后再以10-20℃的速度降至常温，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
本发明所述钛酸锂钾不仅具有增强陶瓷耐磨性的作用，而且钛酸锂钾与纳米钛白粉混合使用可进一步提升陶瓷的抗菌性能，包括对抗菌种的种类和抗菌时间。另外，步骤(1)中将陶土、硅藻土、竹炭粉和苏打进行混合，可充分利用竹炭粉的吸附作用，使得陶瓷对一些空气中的有害气体和细菌也具有一定的净化处理作用。
相对于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明所述的长久抗菌、耐磨陶瓷不仅能抗菌种类多，包括常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌和沙门氏菌；有效抗菌时间至少为2年，且陶瓷耐磨。另外且制作过程简单、成本低。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例。需要说明的是以下实施例并不对本发明所要求的保护范围构成限制。
实施例1
一种长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
所述长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计还包括硅酸锆2份。
所述竹炭粉粒径为10μm。
所述陶土由广州展飞化工科技有限公司提供，目数为1200目，二氧化硅的含量为70-80％(质量分数)。
一种长久抗菌、耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将陶土、硅藻土、竹炭粉、苏打和硅酸锆加入球磨机中球磨40分钟，得到混合物a；
(2)将纳米钛白粉、钛酸锂钾和水(水为20份)在80-100℃下进行混合，得到混合物b，然后将混合物b加入到混合物a中，搅拌混合50分钟，得到混合物c；
(3)将步骤(2)中的混合物c置于压力为60mpa的成型机中保持2小时，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
步骤(1)中所述球磨机的球磨速度为700转/分钟。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以10℃的升温速度从常温升温至500℃，保温3小时，然后以50℃的升温速度升温至1100℃，烧制6小时，然后以30℃的速度降温至300℃，然后再以20℃的速度降至常温，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
实施例2
一种长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
所述长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计还包括硅酸锆3份。
所述竹炭粉粒径为14μm。
所述纳米钛白粉为金红石型纳米钛白粉，所述金红石型纳米钛白粉颗粒尺寸为70nm。
所述陶土由广州展飞化工科技有限公司提供，目数为1300目，二氧化硅的含量为70-80％(质量分数)。
一种长久抗菌、耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将陶土、硅藻土、竹炭粉、苏打和硅酸锆加入球磨机中球磨40分钟，得到混合物a；
(2)将纳米钛白粉、钛酸锂钾和水(水为40份)在100℃下进行混合，得到混合物b，然后将混合物b加入到混合物a中，搅拌混合70分钟，得到混合物c；
(3)将步骤(2)中的混合物c置于压力为60mpa的成型机中保持1小时，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
步骤(1)中所述球磨机的球磨速度为800转/分钟。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以15℃的升温速度从常温升温至500℃，保温5小时，然后以80℃的升温速度升温至1100℃，烧制6小时，然后以30℃的速度降温至300℃，然后再以18℃的速度降至常温，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
实施例3
一种长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
所述长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计还包括硅酸锆3份。
所述竹炭粉粒径为13μm。
所述纳米钛白粉为金红石型纳米钛白粉，所述金红石型纳米钛白粉颗粒尺寸为65nm。
所述陶土由广州展飞化工科技有限公司提供，目数为1400目，二氧化硅的含量为80-85％(质量分数)。
一种长久抗菌、耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将陶土、硅藻土、竹炭粉、苏打和硅酸锆加入球磨机中球磨50分钟，得到混合物a；
(2)将纳米钛白粉、钛酸锂钾和水(水为20-50份)在90℃下进行混合，得到混合物b，然后将混合物b加入到混合物a中，搅拌混合60分钟，得到混合物c；
(3)将步骤(2)中的混合物c置于压力为70mpa的成型机中保持2小时，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
步骤(1)中所述球磨机的球磨速度为750转/分钟。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以12℃的升温速度从常温升温至550℃，保温4小时，然后以80℃的升温速度升温至1150℃，烧制7小时，然后以40℃的速度降温至300℃，然后再以20℃的速度降至常温，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
实施例4
一种长久抗菌、耐磨陶瓷，按重量份数计，包括以下组分：
所述竹炭粉粒径为15μm。
所述纳米钛白粉为金红石型纳米钛白粉，所述金红石型纳米钛白粉颗粒尺寸为80nm。
所述陶土由广州展飞化工科技有限公司提供，目数为1500目，二氧化硅的含量为80-90％(质量分数)。
一种长久抗菌、耐磨陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)按配方量称取各组分，将陶土、硅藻土、竹炭粉和苏打加入球磨机中球磨50分钟，得到混合物a；
(2)将纳米钛白粉、钛酸锂钾和水(水为50份)在90℃下进行混合，得到混合物b，然后将混合物b加入到混合物a中，搅拌混合60分钟，得到混合物c；
(3)将步骤(2)中的混合物c置于压力为70mpa的成型机中保持2小时，制得成型品；
(4)将步骤(3)中制得的成型品进行热处理，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
步骤(1)中所述球磨机的球磨速度为800转/分钟。
步骤(4)中所述热处理过程为：成型品以15℃的升温速度从常温升温至600℃，保温5小时，然后以80℃的升温速度升温至1200℃，烧制7小时，然后以50℃的速度降温至200℃，然后再以10℃的速度降至常温，制得所述长久抗菌、耐磨陶瓷。
对比例1
与实施例1相比，对比例1不含钛酸锂钾，其余部分相同。
对比例2
与实施例3相比，对比例2所述纳米钛白粉为锐钛型纳米钛白粉，其余部分相同。
对比例3
与实施例2相比，对比例3所述金红石型纳米钛白粉颗粒尺寸为100nm，其余部分相同。
对比例4
与实施例4相比，对比例4的钛酸锂钾为20份，其余部分相同。
产品效果测试
将实施例1-4和对比例1-4制备的产品以及某市售的抗菌陶瓷，按照gb4789.3-2010标准检测大肠杆菌、金黄色葡萄球菌，按照gb/t7918.4-1987标准检测绿脓杆菌，按照gb4789.4-2016标准检测沙门氏菌。在实施例1和对比例1上涂覆等量的大肠杆菌，在实施例2和对比例3上涂覆等量的金黄色葡萄球菌，在实施例3和对比例2以及市售的某抗菌陶瓷上涂覆等量的沙门氏菌，在实施例4和对比例4上涂覆等量的绿脓杆菌。首先测试各菌种的数量(单位为个)，然后按时间顺序统计各菌种的数量，统计的时间点分别为24小时、3天、3个月、6个月、9个月、12个月、15个月、18个月、24个月。统计各菌种数量的过程中给各菌种补充充足的培养液。统计结果如表1所示。
表1：
从表1可以看出，24小时时，实施例1-4对应的杀菌率为91.09％、95.90％、92.69％和95.30％，对比例1-4对应的杀菌率为27.27％、30.77％、70.90％和75％，市售的某抗菌陶瓷对应的抗菌率为67.69％。24个月时，实施例1-4对应的杀菌率为94.64％、97.01％、94.61％和96.45％，对比例1-4对应的杀菌率为10.00％、25.38％、56.82％和56.00％，市售的某抗菌陶瓷对应的抗菌率为36.92％。可见，本发明所述技术方案制备的产品杀菌时间持久，且杀菌种类多。将实施例3制备的产品和某市售抗菌陶瓷进行耐磨性测试，产品按照gb/t4100.1-1999标准测试干(即表面无水)和湿(即表面有水)两种状态下产品表面的静摩擦系数(称为第一次摩擦系数)，另外，用50kg的重物放在实施例1-4和对比例1-4制备的产品表面来回摩擦3000次(即进行磨损实验)，然后再按照gb/t4100.1-1999标准测试干(即表面无水)和湿(即表面有水)两种状态下产品表面的静摩擦系数(称为第二次摩擦系数)，结果如表2所示。
表2：
从表2可以看出，钛酸锂钾有提到提高陶瓷耐磨的性能。本发明实施例1-4制备的产品具有很好的耐磨性。