本发明涉及陶瓷釉料技术领域，尤其涉及一种利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉及其制备和应用方法。
背景技术：
随着人们生活水平、以及健康养生要求的不断提高，陶瓷已被广大消费者所青睐，它不仅要求美观，对于其实用性也即一定的功能性同样愈加重视，尤其是在清洗方面，需要有易清洁、易洗涤并且具有杀菌除菌的特点。目前，随着纳米技术与自洁功能的研究愈发深入，纳米自清洁涂层的出现能够达到自洁的目的，从而使护理清洁变得简单便利。本申请利用cati2o5表面改性剂促使分相液滴达到纳米级，纳米分相液滴之间会留下许多微孔，将会使其具有更大的比表面积和表面粗糙度，从而使陶瓷釉具有超亲水的特性。通过将水在陶瓷表面上均匀地铺展开来，在浸湿了陶瓷上的污染物后，通过水自身的重量将陶瓷上的附着物，如灰尘、污垢等去除。所制备的亲水陶瓷釉层具有保护陶瓷表面的作用，使用后可以增强陶瓷釉面的防雾、防污和抗污功能，并且在紫外线的光照下，可以增强防护力，使得自洁功效得到发挥。而且，在釉层产生良好分相效果的同时，进一步提高了釉面的机械强度，防止了在产品包装、运输、使用等过程中都容易磨损而导致产品自清洁性能的降低和影响产品的美观。尽管本课题组前期报道了tio2对分相液滴自清洁釉的影响，但其工艺和配方组成限制了釉料润湿角的进一步提升，并且其釉面很容易出现针孔孔洞等问题，因此本申请专利通过改变配方体系，采用高温分相熔块、高温透明熔块加入和球磨工艺的改变，并加入釉表面改性剂cati2o5，使釉料性能大幅度提升，有助于实现产业升级，对于建筑卫生陶瓷产业的技术进步和应用发展具有促进作用。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉及其制备和应用方法，通过配方设计，使得体系在氧化气氛条件下不仅具有较大的熔融温度范围，以有效解决釉面孔洞等缺陷问题，而且促使其产生纳米级分相液滴，导致釉面表面粗糙度增加，从而赋予其良好的亲水效果和釉面硬度，从而达到釉面耐刻划、易清洁的目的。
本发明通过以下技术方案予以实现：一种利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉，其特征在于：所述陶瓷釉原料的重量百分比组成为：高岭土3～8wt%、高温分相熔块82～90wt%、高温透明熔块5～10wt%，外加釉面改性剂2～6wt%。
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm。
上述亲水陶瓷釉的制备方法，其特征在于：首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土、高温分相熔块、高温透明熔块加入球磨机内进行第一次混合球磨，然后再加入其余组成原料并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料。
所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.03～0.06%。
所述第二次混合球磨的时间为5～10min。
上述亲水陶瓷釉的应用方法，其特征在于：所述亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1210～1250℃，保温时间为5～10min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.867～9.001°，釉面硬度为869.2～890.0kg/mm2，易洁性a为0.60～0.66。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过优化配方设计，引入的高温分相熔块不仅可以保证釉料的分相性能，而且熔融温度范围宽，受窑炉温度波动影响小；引入的高温透明熔块使釉料熔融更加充分，釉中气孔少，使得釉面孔洞少，从而显著提高了亲水性；同时加入釉表面改性剂使釉中形成许多的纳米级分相液滴以提高釉面粗糙度，大幅度改善釉面的亲水效果。因此，本发明配方体系在氧化气氛条件下通过加入cati2o5促使釉中形成纳米级分相液滴大幅度提升了釉料的亲水性能，扩大了釉料的熔融温度范围，有效解决了釉面孔洞等缺陷问题，不仅保证了产品质量，而且使得釉面易于清洁，很好地满足了陶瓷的日常使用需求。
(2)本发明釉料稳定性好，所得釉层结构致密硬度高、不容易划伤、不容易吸脏，基于通用的建筑卫生陶瓷釉料以及建筑卫生陶瓷的生产过程即可，且适用于多种陶瓷坯体，有助于实现产业升级，对于建筑卫生陶瓷产业的技术进步和应用发展具有促进作用，因此具有广阔的市场前景。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明、为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对本发明进行详细说明：
釉料配方中高温分相熔块和高温透明熔块的化学组成如下表所示。
实施例1
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土6wt%、高温分相熔块86wt%、高温透明熔块8wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂5wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.03%，所述第二次混合球磨的时间为5min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1230℃，保温时间为5min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.867°，釉面硬度为888.7kg/mm2，易洁性a为0.66。
实施例2
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土5wt%、高温分相熔块88wt%、高温透明熔块7wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂5wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.05%，所述第二次混合球磨的时间为8min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1230℃，保温时间为8min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.911°，釉面硬度为885.3kg/mm2，易洁性a为0.62。
实施例3
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土5wt%、高温分相熔块90wt%、高温透明熔块5wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂4wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.06%，所述第二次混合球磨的时间为10min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1250℃，保温时间为5min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为9.001°，釉面硬度为879.3kg/mm2，易洁性a为0.65。
实施例4
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土8wt%、高温分相熔块87wt%、高温透明熔块5wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂2wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.04%，所述第二次混合球磨的时间为5min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1210℃，保温时间为10min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.934°，釉面硬度为887.2kg/mm2，易洁性a为0.64。
实施例5
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土8wt%、高温分相熔块82wt%、高温透明熔块10wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂3wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.05%，所述第二次混合球磨的时间为6min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1220℃，保温时间为7min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.987°，釉面硬度为877.5kg/mm2，易洁性a为0.64。
实施例6
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土8wt%、高温分相熔块84wt%、高温透明熔块8wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂3wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.06%，所述第二次混合球磨的时间为8min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1230℃，保温时间为6min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.956°，釉面硬度为879.6kg/mm2，易洁性a为0.60。
实施例7
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土6wt%、高温分相熔块88wt%、高温透明熔块6wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂4wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.05%，所述第二次混合球磨的时间为10min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1250℃，保温时间为10min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.923°，釉面硬度为885.4kg/mm2，易洁性a为0.65。
实施例8
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土6wt%、高温分相熔块89wt%、高温透明熔块5wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂6wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.05%，所述第二次混合球磨的时间为7min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1240℃，保温时间为9min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.945°，釉面硬度为883.2kg/mm2，易洁性a为0.63。
实施例9
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土3wt%、高温分相熔块87wt%、高温透明熔块10wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂4wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.04%，所述第二次混合球磨的时间为7min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1250℃，保温时间为8min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.968°，釉面硬度为890.0kg/mm2，易洁性a为0.62。
实施例10
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的制备步骤为：
首先将所述陶瓷釉原料中的高岭土3wt%、高温分相熔块89wt%、高温透明熔块8wt%加入球磨机内进行第一次混合球磨；
然后再加入釉面改性剂5wt%并进行第二次混合球磨，球磨后浆料经陈腐得到亲水陶瓷釉料；
所述釉面改性剂为cati2o5，其颗粒细度≤0.3μm，所述第一次混合球磨后原料的颗粒细度为过325目，筛余0.03%，所述第二次混合球磨的时间为5min。
本发明利用cati2o5表面改性剂制备的亲水陶瓷釉的应用步骤为：
将亲水陶瓷釉料施于坯体表面后，在氧化气氛条件下进行釉烧，即获得亲水陶瓷釉面。
所述釉烧的温度为1220℃，保温时间为5min。
所述亲水陶瓷釉面的润湿角为8.981°，釉面硬度为869.2kg/mm2，易洁性a为0.61。
上述易洁性是按照国家标准gb/t31859-2015进行检测的结果。