专利名称：一种可发生负离子的釉料及其制备和应用方法
技术领域：
本发明涉及釉料技术领域，更具体地说是涉及一种特别的可发生负离 子的釉料及其制备应用方法。
技术背景由于负离子对人体有良好功效作用，目前已有多种方式将负离子导入 人们生活环境，例如利用光暈放电及电子束原理制造负离子的空气清净 机，并且有将电气石粉搀混入树脂纤维，经由空气通滤器制造来供给负离 子的方法；但利用以光晕放电所制造负离子的同时，也会产生氮氧化物及 臭氧等不利于人体的负面影响。而将电气石粉搀混入树脂纤维的空气过滤 器，其必须强制空气通过仅能产生微量的负离子浓度，并且必须赋予设备 硬件构造的条件来给予摩擦力及物理应力的外部刺激来达成。电气制品所 产生的负离子浓度受到距离及空间等因素制约，释放的负离子生命周期较 短，或者是单纯只以电气石微粉加入涂料或纤维、塑料就能释放负离子也 言过其实，因为电气石(族)(tourmaline ): (Na，Ca)RA16[Si6018][B03]3(0，OH,F)4式中钠可部分被钾代替，R主要为 Mg、 Fe、 Li、 Al、 Mn，在电价得到补偿的情况下，Fe3+和Cr3+也可进入 此位置；它是一种环状硅酸盐矿物，具玻璃光泽，以各种颜色产出，具焦 电特性(pyroelectricity)，即组成矿物之晶体在当其温度有所变化时(例 如-增加温度)时，会在极轴(c轴)之两端造成正、负电荷同时发展之 现象，引起其自发偏极矩的变化，而在材料表面呈静电荷分布，这种效应 即称为焦电效应。电气石在温度增加时会产生电位，铁电材料中，电气石虽具有焦电性，但欲达成释放负离子的目的则尚需藉由物理性的外部刺激辅助，且平均粒度应控制在1 mm~5 " m以确保负离子发生效率不因其结晶 构造及极化现象的变化而导致负离子发生的释放浓度劣化，所以此种单纯 矿物类型的产品所发生的负离子性能，较难以对环境净化的功能有所发 挥。而对建筑卫生陶瓷釉料而言，若采用天然电气石矿石加工获得的粉 体，其颜色是矿石固有的本色，多为灰色或深灰色，除对施釉陶瓷制品的 颜色外观将会造成影响之外，且需在特定釉料的条件之下才能够将电气石 结构保护不在釉面烧成的过程中分解，丧失了其负离子释放功能，因而縮 小了这方面的应用用途。有公开号为CN1386550A中国专利叙述到一种将灰色超细电气石粉 经特殊工艺技术处理，使其覆上一层白色二氧化钛，而获得一种白色电气 石粉体，但这种材料制备工艺复杂，工业化推广应用可能还涉及到成本过 高的问题；且在高温烧制过程中，白色二氧化钛覆膜易与釉料作用而失去 其漂白功能，对建筑卫生陶瓷成品外观以及负离子释放能力方面一样会造 成影响。还有公开号CN1769242A中国专利利用合成的方法来制备具有负离 子发射功能的陶瓷材料，其白度虽可以达到60度以上，但是基本上对于 建筑卫生陶瓷釉料需在高温烧成部份的应用上，并没有做特殊的叙述。 发明内容本发明的目的就是为了解决现有技术之不足，而提供的一种具有长效及持续性的释放负离子、voc(挥发性有机物)分解功能、有助于环境净化的釉料及其制备应用方法。本发明是采用如下技术解决方案来实现上述目的一种可发生负离子的釉料，其特征在于，所述釉料配方除主要组份原 料外，还包含有可产生电气石微晶结构组成的激发材料和能量传递材料； 所述釉料主要配方组成范围(重量比)为Si02 40 70%， A1203 5~15%， K20+Na20 5~10%， Ca0 0. 1~12%， Mg0 0. 1 10%， Zn0 : 0. 1~10%， B203 : 0. 1~10%;所述激发材料0. 1~10%;所述能量传递材料0. 1~10%。所述釉料组成中的激发材料可为稀土矿、稀土元素氧化物、稀土元素 盐、稀土元素单体中的一种或几种。最主要是利用稀土元素最外层的两个 6S电子，第三层的4f轨域在原子序较小的几个元素如La、 Ce、 Nd、 Gd、 Re、 Eu、 Tb等稀土元素，其4f电子层填充电子数少，这样的电子结构特 征决定了稀土元素容易发生电子转移，在正常条件之下通过元素电荷转移 而发射能量。所述釉料组成中的能量传递材料可以为二氧化钛、氧化锆、硅酸锆中 的一种或几种。其中锐钛矿型的二氧化钛其效果最好，其晶型存在不稳定 性，可以吸收空气中的紫外光及其它能量后以光触媒方式向外放射其所吸 收的能量。上述可发生负离子的釉料制备方法，其步骤包括，首先，制备熔块； 按照配比，将釉料配方组成中引入可产生电气石微晶结构组成的激发材料 和能量传递材料，混合后进行熔制，熔制温度为1200°C~1550°C，熔制时 间为1.5 8小时，然后急速淬冷至常温成为熔块；其次；熔块完成后接着在800。C 110(TC进行煅烧，煅烧时间为4~10 小时；煅烧目的最主要是使熔块经过热处理过程而在熔块内部产生电气石 微晶之结晶；其基本原理是将所有的成分经混合熔解之后，在较低温热处理的过程中造成熔块组成析出微晶构造，这类微晶熔块的析晶种类可以透 过配方设计来达成，而本项发明最主要设计析出之微晶为钠铝电气石(olenite， NaA13A16(B03)3(Si6018)(0;OH)4)的微晶结构，钠铝电气石合成 的相关报导在国外期刊(European Journal of Mineralogy; June 2000; v. 12; no. 3; p. 529-541)有作过发表，但是透过微晶玻璃熔块来合成的方式，在 国内尚属首见。最后，研磨成品；煅烧后之熔块利用球磨机湿法研磨到过325目或其 以上筛，浆料烘干打粉后即成为成品。所述成品的应用方法为添加2~15%到建筑卫生陶瓷的釉药中，再经过 施釉过程后于80(TC 130(TC下烧制成釉面。本发明采用上述技术解决方案所能达到的有益效果是一、 环保；本发明的釉料是通过在建筑卫生陶瓷制品制釉浆的过程中 作为一种组成兼容性较好的添加剂，然后进入烧成完成烧附在磁砖釉面的 形成层；其耐水性、耐候性最好，可持续长久进行负离子的释放，具有抑 菌和净化环境、分解VOC(挥发性有机物)之功能。二、 负离子的释放效果良好，如采用上述本发明方法生产的釉料，在 建筑卫生陶瓷胚体表面形成釉层，经过高温烧成后，在静止状态下，30 X30cm的表面积，可持续发生至少约1500(个)/0113左右的负离子。三、 应用范围广；可适用于建筑卫生陶瓷外，还可以和市面上常见的 负离子粉体使用方式一样，应用在混凝土板、塑料板、石膏板、油漆，塑 料、纺织品等制品表面，具有良好的推广价值。
具体实施方式
实施例一根据本发明上述的釉料原料配比及制备方法，熔块配方组成氧化物 重量百分比为La20 : 0.87， Na20 : 0.8， K20 : 3.08, MgO : 1.85， CaO : 7. 54, ZnO : 12. 19, A1203 : 5. 69， B203 : 2. 45， Si02 : 52. 35， Zr02 : 4. 57， Ti02 : 8.61，可按以下原料配比，其中配方均为重量百分比； 硼酸3.9 钾长石27.6 硅砂27.1白云石7.9石灰石7.9锆粉6.3 锌氧粉11 氧化钛7.9氧化镧0.4将上述原料配比经混合完成后进行熔制，熔制温度为1500°C，持温2 小时，待熔解完成后将玻璃膏迅速倒入常温水中进行淬冷，即获得熔块。 熔块经干燥后，置于加热炉中进行热处理工序，煅烧热处理温度为从室温 升至85(TC保温30分钟，总时长为5. 5小时，经过此道热处理程序之后 即可得到产生电气石微晶熔块。将此熔块以湿法研磨加工到过325目筛， 浆料烘干打粉，即可得到具有可发生负离子的釉料粉末。将成品粉末以重量百分比为8%之添加量外加到建筑卫生陶瓷地砖所 使用的面釉釉浆中，经过搅拌混合均匀之后进行施釉，并于隧道窑烧成， 烧成周期65分钟，最高烧成温度1235'C下烧制成釉面。 实施例二熔块配方组成氧化物重量百分比为CeO : 1.87， Na20 : 0. 76， K20 : 6.25， MgO : 3.09, CaO : 7.25， ZnO : 9.71， A1203 : 5.44， B203 : 4. 38' Si02 : 54.89， Zr02 : 6 . 37，可按以下原料配比，其中配方均为重量百分 比；硼酸6.8 钾长石25.4 硅砂28.4白云石12.7石灰石4.2锆粉8.5 锌氧粉8.5碳酸钾4.2氧化铈1.3将上述原料配比经混合完成后进行熔制，熔制温度为1450°C,持温 2.5小时，待熔解完成后将玻璃膏迅速倒入常温水中进行淬冷，即获得熔 块。熔块经干燥后，置于加热炉中进行热处理工序，煅烧热处理温度为从 室温升至80(TC保温60分钟，总时长为8小时，经过此道热处理程序之 后即可得到产生电气石微晶的熔块。将此熔块以湿法研磨加工到过400目 筛，桨料烘干打粉，即可得到具有可发生负离子的釉料粉末。将成品粉末以重量百分比为5%之添加量外加到建筑卫生陶瓷壁砖所 使用的面釉釉浆中，经过搅拌混合均匀之后以钟罩式方式进行施釉，并于 辊道窑烧成，烧成周期42分钟，最高烧成温度1145"C下烧制成釉面。经测试本发明釉料具有的性能如下-负离子性能；依中华人民共和国建材行业标准JC/T 101材料负离 子量的测试方法，使用日本INTI生产型号为ITC-201A的负离子测试仪 进行测试，释放量可大于1500个/c. c以上，负离子释放量可用添加比例 的调整来达到所欲释放的负离子数量。VOC(挥发性有机物)分解测试；委托国内分析测试中心以HPLC进行 48小时甲醛分解测试，其分解能力为一般未添加面釉4倍以上。经放射性能指针检测，符合国家建材标准GB-6566之要求。本发明并不局限于上述实施例，以上所显示的仅为本发明的较佳实施 例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围 所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1、一种可发生负离子的釉料，由主要配方组分构成，其特征在于，所述釉料配方中还包含有可产生电气石微晶结构组成的激发材料和能量传递材料；所述釉料主要配方组成范围(重量比)为SiO240～70％，Al2O35～15％，K2O+Na2O5～10％，GaO0.1～12％，MgO0.1～10％，ZnO0.1～10％，B2O30.1～10％；所述激发材料0.1～10％；所述能量传递材料0.1～10％。
2、 根据权利要求1所述的可发生负离子的釉料，其特征在于，所述 釉料组成中的激发材料为稀土矿、稀土元素氧化物、稀土元素盐、稀土元 素单体中的一种或几种。
3、 根据权利要求1所述的可发生负离子的釉料，其特征在于，所述 釉料组成中的能量传递材料为二氧化钛、氧化锆、硅酸锆中的一种或几种。
4、 一种权利要求1-3所述可发生负离子的釉料的制备方法，其特征 在于，它包括如下步骤首先，制备熔块；按照配比，将釉料配方组成中 引入可产生电气石微晶结构组成的激发材料和能量传递材料，混合后进行 熔制，熔制温度为1200°C 1550°C，熔制时间为1.5 8小时，然后急速淬 冷至常温成为熔块；其次;熔块完成后接着在80(TC 110(TC下进行煅烧，煅烧时间为4~10 小时；最后，研磨成品；煅烧后之熔块利用球磨机湿法研磨到过325目或 325目以上筛，浆料烘干打粉后即成为成品。
5、 一种权利要求1-3所述可发生负离子的釉料的应用方法，其特征 在于，上述釉料成品应用方法为，添加本釉料2~15%到建筑卫生陶瓷的釉 药中，再经过施釉过程后于800'C 130(TC下烧制成釉面。
全文摘要
本发明公开了一种可发生负离子的釉料，其特征在于，所述釉料配方还包含有可产生电气石微晶结构组成的激发材料和能量传递材料；所述釉料主要配方组成范围(重量比)为SiO<sub>2</sub>40～70％，Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>5～15％，K<sub>2</sub>O+Na<sub>2</sub>O5～10％，CaO0.1～12％，MgO0.1～10％，ZnO0.1～10％，B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0.1～10％；激发材料0.1～10％；能量传递材料0.1～10％。另外本发明的制备方法包括如下步骤首先，制备熔块；按照配比混合后进行熔制，然后急速淬冷至常温成为熔块；其次；熔块完成后进行煅烧；最后，研磨成品；其应用方法为添加本釉料2～15％到建筑卫生陶瓷的釉药中，再经施釉过程后于800℃～1300℃下烧制成釉面。本发明具有负离子释放效果好，环保等优点。
文档编号C04B41/86GK101323540SQ20081002976
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月28日 优先权日2008年7月28日
发明者林仁钧, 蔡瑞年 申请人:广东三水大鸿制釉有限公司