一种超级亲水易洁功能陶瓷材料及其制备工艺的制作方法

文档序号:13125344阅读:1005来源:国知局

本发明涉及无机非金属陶瓷材料领域,特别是一种超级亲水易洁功能陶瓷材料及其制备工艺。



背景技术:

随着工业的发展和人类活动日益频繁,城市、乡镇的污染越来越严重,由此而滋生的各种各样的疾病也越来越多。陶瓷制品具有丰富的装饰效果及耐磨、耐腐蚀等优良特性,已广泛进入日常生活,深受喜爱。近年,消费者对日用陶瓷、卫生瓷、建筑瓷的性能要求不断提高,不但要求产品美观、实用、耐磨,而且还要具有环保、健康的新功能。

但是,陶瓷产品的显微结构由晶相、玻璃相和气孔组成,其最终产品存在5%~10%的体积气孔率,当污染物接触到产品表面时,由于表面现象和毛细现象,一部分污染物就会渗入开口气孔之中;另外,陶瓷表面微观的凹凸不平也导致其对污染物的粘附。如:日用瓷、墙砖、地砖、便器、洗面器、浴盆制品与人们的生活密切相关,经常受到污染,人们一般用洗洁精、消毒剂解决污染问题,清洗、消毒后很短时间又受到污染。研究发现:污染物基本上是由可溶于水的可溶性有色无机物或有机物组成,通常呈酸性或碱性,如日常生活中的污水、茶水、尘土、墨水和有机油污等,使陶瓷表面受到污染且难以清除,影响清洁和美观,同时也成为各种细菌的滋生温床,由此而滋生的各种各样的疾病也越来越多。要解决这一问题,必须走可持续发展之路,一方面解决污染源,另一方面就是要提高家居环境的抗污染能力,即研制易洁、抗污染材料及其制品。



技术实现要素:

本发明的目的是要解决现有技术问题的不足,提供一种超级亲水易洁功能陶瓷材料及其制备工艺。

为达到上述目的,本发明是按照以下技术方案实施的:

一种超级亲水易洁功能陶瓷材料,由以下重量份的组分组成:改性赤泥40-60份,海泡石15-20份,电气石16-22份,ti3c225-35份。

一种超级亲水易洁功能陶瓷材料的制备工艺,包括以下步骤:

步骤一、室温下,按照赤泥和蒸馏水的质量比为1:5的比例取赤泥和蒸馏水,在磁力搅拌下将赤泥均匀分散到蒸馏水中形成赤泥水溶液;将体积为所取蒸馏水体积1.5倍的浓度为5mol/l的盐酸加入到赤泥水溶液中,在85℃水浴加热环境下磁力搅拌2小时得到棕黄色悬浊液;然后缓慢滴加氨水至ph值为7.2并伴随剧烈搅拌形成土黄色胶体液;在50℃环境下老化30分钟,超声处理15分钟,水洗至中性,过滤得到固体产物,在60℃温度下干燥固体产物,研磨至粒径为0.06-1.0微米获得颗粒状改性赤泥粉体;

步骤二、取ti3alc2放入塑料反应容器,缓慢滴加足量的质量分数为40%的氢氟酸,边加边摇晃10-20分钟,60℃下水浴反应10-20小时得到反应液,将反应液依次经过离心、洗涤、过滤后得到滤渣,将得到的滤渣在70℃下干燥6-10小时,研磨至粒径为0.06-1.0微米获得ti3c2粉体;

步骤三、取海泡石15-20份,电气石16-22份分别研磨至粒径为0.06-1.0微米获得海泡石粉体和电气石粉体;

步骤四、取25-35份上述制得的ti3c2粉体、40-60份改性赤泥粉体、15-20份海泡石粉体、16-22份电气石粉体进行混合得到混合粉体,将混合粉末分散到1000毫升的去离子水和异丙酮的混合溶液中得到混合悬浮液,将混合悬浮液在45℃下超声处理,再在3000r/min的转速下离心处理混合悬浮液,然后过滤得到滤渣,将滤渣成型,把已成型的坯料放入加热炉中烧结,烧结温度为1000-1200℃,制成超级亲水易洁功能陶瓷材料。

进一步,所述步骤四中混合悬浮液是在氮气气氛下进行超声处理3-5小时。

优选地,所述步骤四中采用孔径为0.05微米的混合纤维素酯滤膜过滤。

与现有技术相比,本发明中的ti3c2具有二维的孔隙结构,烧结后能够将改性赤泥粉体、海泡石粉体、电气石粉体吸收到其具有二维的孔隙内,其中改性赤泥粉体和海泡石粉体使本发明制得的超级亲水易洁功能陶瓷材料表面光滑,而且具有超强的亲水能力,可使水珠迅速在釉面扩展,有效清除釉面之油污和茶垢,保持釉面洁净,是远离洗洁精,健康生活的保障,同时,电气石粉体可产生超强的远红外能量波,与水分子团产生共振,将大的水分子团裂变成较小的水分子团,并清除水分子团环形凝聚结构中包藏的污物,达到易洁的效果。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述,在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明,但并不作为对本发明的限定。

实施例一

一种超级亲水易洁功能陶瓷材料,由以下重量份的组分组成:改性赤泥40份,海泡石15份,电气石16份,ti3c225份。

一种超级亲水易洁功能陶瓷材料的制备工艺,包括以下步骤:

步骤一、室温下,按照赤泥和蒸馏水的质量比为1:5的比例取赤泥和蒸馏水,在磁力搅拌下将赤泥均匀分散到蒸馏水中形成赤泥水溶液;将体积为所取蒸馏水体积1.5倍的浓度为5mol/l的盐酸加入到赤泥水溶液中,在85℃水浴加热环境下磁力搅拌2小时得到棕黄色悬浊液;然后缓慢滴加氨水至ph值为7.2并伴随剧烈搅拌形成土黄色胶体液;在50℃环境下老化30分钟,超声处理15分钟,水洗至中性,过滤得到固体产物,在60℃温度下干燥固体产物,研磨至粒径为0.06微米获得颗粒状改性赤泥粉体;

步骤二、取ti3alc2放入塑料反应容器,缓慢滴加足量的质量分数为40%的氢氟酸,边加边摇晃10分钟,60℃下水浴反应10小时得到反应液,将反应液依次经过离心、洗涤、过滤后得到滤渣,将得到的滤渣在70℃下干燥6小时,研磨至粒径为0.06微米获得ti3c2粉体;

步骤三、取海泡石15份,电气石16份分别研磨至粒径为0.06微米获得海泡石粉体和电气石粉体;

步骤四、取25份上述制得的ti3c2粉体、40份改性赤泥粉体、15份海泡石粉体、16份电气石粉体进行混合得到混合粉体,将混合粉末分散到1000毫升的去离子水和异丙酮的混合溶液中得到混合悬浮液,将混合悬浮液在45℃下在氮气气氛下进行超声处理3小时,再在3000r/min的转速下离心处理混合悬浮液,然后采用孔径为0.05微米的混合纤维素酯滤膜过滤得到滤渣,将滤渣成型,把已成型的坯料放入加热炉中烧结,烧结温度为1000℃,制成超级亲水易洁功能陶瓷材料。

实施例二

一种超级亲水易洁功能陶瓷材料,由以下重量份的组分组成:改性赤泥60份,海泡石20份,电气石22份,ti3c235份。

一种超级亲水易洁功能陶瓷材料的制备工艺,包括以下步骤:

步骤一、室温下,按照赤泥和蒸馏水的质量比为1:5的比例取赤泥和蒸馏水,在磁力搅拌下将赤泥均匀分散到蒸馏水中形成赤泥水溶液;将体积为所取蒸馏水体积1.5倍的浓度为5mol/l的盐酸加入到赤泥水溶液中,在85℃水浴加热环境下磁力搅拌2小时得到棕黄色悬浊液;然后缓慢滴加氨水至ph值为7.2并伴随剧烈搅拌形成土黄色胶体液;在50℃环境下老化30分钟,超声处理15分钟,水洗至中性,过滤得到固体产物,在60℃温度下干燥固体产物,研磨至粒径为1.0微米获得颗粒状改性赤泥粉体;

步骤二、取ti3alc2放入塑料反应容器,缓慢滴加足量的质量分数为40%的氢氟酸,边加边摇晃20分钟,60℃下水浴反应20小时得到反应液,将反应液依次经过离心、洗涤、过滤后得到滤渣,将得到的滤渣在70℃下干燥10小时,研磨至粒径为1.0微米获得ti3c2粉体;

步骤三、取海泡石20份,电气石22份分别研磨至粒径为1.0微米获得海泡石粉体和电气石粉体;

步骤四、取35份上述制得的ti3c2粉体、60份改性赤泥粉体、20份海泡石粉体、22份电气石粉体进行混合得到混合粉体,将混合粉末分散到1000毫升的去离子水和异丙酮的混合溶液中得到混合悬浮液,将混合悬浮液在45℃下在氮气气氛下进行超声处理5小时,再在3000r/min的转速下离心处理混合悬浮液,然后采用孔径为0.05微米的混合纤维素酯滤膜过滤得到滤渣,将滤渣成型,把已成型的坯料放入加热炉中烧结,烧结温度为1200℃,制成超级亲水易洁功能陶瓷材料。

实施例三

一种超级亲水易洁功能陶瓷材料,由以下重量份的组分组成:改性赤泥50份,海泡石17份,电气石18份,ti3c230份。

一种超级亲水易洁功能陶瓷材料的制备工艺,包括以下步骤:

步骤一、室温下,按照赤泥和蒸馏水的质量比为1:5的比例取赤泥和蒸馏水,在磁力搅拌下将赤泥均匀分散到蒸馏水中形成赤泥水溶液;将体积为所取蒸馏水体积1.5倍的浓度为5mol/l的盐酸加入到赤泥水溶液中,在85℃水浴加热环境下磁力搅拌2小时得到棕黄色悬浊液;然后缓慢滴加氨水至ph值为7.2并伴随剧烈搅拌形成土黄色胶体液;在50℃环境下老化30分钟,超声处理15分钟,水洗至中性,过滤得到固体产物,在60℃温度下干燥固体产物,研磨至粒径为0.08微米获得颗粒状改性赤泥粉体;

步骤二、取ti3alc2放入塑料反应容器,缓慢滴加足量的质量分数为40%的氢氟酸,边加边摇晃15分钟,60℃下水浴反应15小时得到反应液,将反应液依次经过离心、洗涤、过滤后得到滤渣,将得到的滤渣在70℃下干燥8小时,研磨至粒径为0.08微米获得ti3c2粉体;

步骤三、取海泡石15-20份,电气石16-22份分别研磨至粒径为0.06-1.0微米获得海泡石粉体和电气石粉体;

步骤四、取30份上述制得的ti3c2粉体、50份改性赤泥粉体、17份海泡石粉体、18份电气石粉体进行混合得到混合粉体,将混合粉末分散到1000毫升的去离子水和异丙酮的混合溶液中得到混合悬浮液,将混合悬浮液在45℃下在氮气气氛下进行超声处理4小时,再在3000r/min的转速下离心处理混合悬浮液,然后采用孔径为0.05微米的混合纤维素酯滤膜过滤得到滤渣,将滤渣成型,把已成型的坯料放入加热炉中烧结,烧结温度为1100℃,制成超级亲水易洁功能陶瓷材料。

对上述实施例的制得的超级亲水易洁功能陶瓷材料进行亲水和易洁性能进行测试,检测方法为:

a、用0.02ml/滴的胶头试管均匀地将10-15滴色拉油滴于超级亲水易洁功能陶瓷材料上,静置10分钟使油稳定铺展;

b、然后将滴有超级亲水易洁功能陶瓷材料用蒸馏水冲洗1分钟;

c、将超级亲水易洁功能陶瓷材料放入烘箱内烘干至恒重,取出后冷却;

d、计算超级亲水易洁功能陶瓷材料表面单位面积油污残余量,经测试,上述实施例的测试结果如下表:

实验结果表明,本发明所述易洁日用陶瓷表面单位面积油污残余量均属于易清洁范围,具有显著的亲水和自洁能力。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制,凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形,均落入本发明的保护范围之内。

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