一种长效抗菌日用陶瓷及其制备方法和应用与流程

本发明属于日用陶瓷。更具体地，涉及一种长效抗菌日用陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术：

1、抗菌日用陶瓷的主要功能特点是暴露在外的使用面具有抑制或灭杀接触到表面的细微微生物，而起到抗菌作用。

2、cn115925388a公开了长效抗菌日用陶瓷的制备方法，具体按照以下步骤实施：骤1.制备光催化纳米棒；步骤2.同轴包覆改性；步骤3.共混复合处理；步骤4、注浆成型；步骤5.制备长效抗菌陶瓷。本发明的制备方法制备的长效抗菌陶瓷解决了现有抗菌陶瓷制品中抗菌剂成本高、抗菌效果和持续性较差的问题，在日用陶瓷领域具有很好的应用前景。

3、cn114538777a公开了一种抗菌日用陶瓷制品及其制备方法。所述抗菌日用陶瓷包括日用陶瓷坯体和釉面层，所述釉面层由以下重量份的原料制成：高岭土40～50份；锆英砂8～12份；白云石3～5份；钨粉1～3份；纳米氧化镨(pr2o3)1～3份；纳米氧化钼2～4份氧化铜纤维2～4份；氧化钴纤维2～4份；吐温-80 2～4份；六偏磷酸钠1～3份；水30～40份。所述的抗菌日用陶瓷制品具有优异的力学性能和抗菌性能。

4、cn113149678b公开了一种高性能抗菌日用陶瓷及其制备方法。本发明的日用陶瓷具有较高的强韧性，抗菌性能优异，纳米硅酸铝短纤维有利于陶瓷的强韧性的增加，釉料中改性纳米tio2极大地提高了陶瓷的抗菌性。本发明将釉料施釉于素坯表面后烧结得到高性能抗菌日用陶瓷，其中，素坯原料的质量百分数之和为100％，按照如下质量百分比的原料制成：石英24-36％，硅灰石16-24％，高岭土12-18％，天青石10-16％，萤石4-8％，黑滑石6-14％，纳米硅酸铝短纤维3-6％；釉料中的改性纳米tio2质量百分比占4-8％；釉料施釉于素坯表面，素坯表面釉料的厚度为0.4-0.8mm。

5、cn110015884a公开了一种抗菌环保日用陶瓷及其制备方法，坯体包括以下重量份原料：高岭土30～45份、黏土20～25份、钾长石12～15份、松水长石14～18份、熟滑石粉8～11份、电气石5～8份、蛋白石2～5份、微斜长石3～6份、纳米磷酸锆载银抗菌剂0.8～1.2份、纳米二氧化钛1.5～2.5份、贝壳粉4～7份；釉面层包括以下重量份原料：高岭土30～45份、钠长石15～20份、石英12～15份、方解石10～15份、氧化锌2～4份、电气石7～10份、蛋白石3～5份、微斜长石3～5份、纳米磷酸锆载银抗菌剂1.2～1.8份、纳米二氧化钛2～4份、贝壳粉8～12份。该日用陶瓷抗菌效果好，负离子释放量大，烧结温度低，节能。

6、cn109384451b公开了一种低温一次烧成的抗菌日用陶瓷及其制备方法，属于日用陶瓷及其制备技术领域。所述抗菌日用陶瓷包括坯体和覆盖在坯体表面的釉层；所述釉层依次由底釉层和面釉层成，所述底釉层与所述坯体直接接触。制备方法包括：先进行制作坯体，再在坯体上施底釉层，再在底釉层上施面釉层，再进行低温一次烧结制得成品。本发明解决了日用陶瓷制备工艺复杂、整体质量不均衡以及质量不高的问题，具有制备工艺简单、抑菌效果好、质量稳定且质量高的优点。

7、通过现有技术的了解，通过在陶瓷釉料或者陶瓷制备过程中添加具有抗菌性能的氧化物能够改善抗菌性能，但是抗菌性能弱或者陶瓷的力学性能差，无法满足实际生产的需求。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷和不足，提供一种长效抗菌日用陶瓷及其制备方法和应用。所述日用陶瓷包括以下重量份的组分：钾长石30～40分；高岭土20～30份；膨润土20～30份；mn、ni和ce共掺杂的氧化镧4～8份；fe、y和in共掺杂的氧化锌3～7份；氧化钼2～4份；氧化锆3～5份；氮化硅晶须2～4份；六偏磷酸钠2～6份；水30～40份。本发明制备的长效抗菌日用陶瓷，利用组分之间的相互作用，具有优异的抗菌性能和力学性能，具有优异的应用前景。

2、本发明的目的是提供一种长效抗菌日用陶瓷。

3、本发明另一目的是提供一种长效抗菌日用陶瓷的制备方法。

4、本发明另一目的是提供一种长效抗菌日用陶瓷的应用。

5、本发明上述目的通过以下技术方案实现：

6、一种长效抗菌日用陶瓷，所述日用陶瓷包括以下重量份的组分：钾长石30～40分；高岭土20～30份；膨润土20～30份；mn、ni和ce共掺杂的氧化镧4～8份；fe、y和in共掺杂的氧化锌3～7份；氧化钼2～4份；氧化锆3～5份；氮化硅晶须2～4份；六偏磷酸钠2～6份；水30～40份。

7、优选的，所述钾长石的粒径为30～70μm；所述高岭土的粒径为20～40μm；所述膨润土的粒径为40～60μm；所述氧化钼的粒径为40～80nm；所述氧化锆的粒径为60～100nm；所氮化硅晶须的长度为40～80nm，长径比为20～40:1。

8、优选的，所述mn、ni和ce共掺杂的氧化镧的制备方法包括以下步骤：

9、将锰源、镍源、铈源和镧源分散于去离子水中得到混合溶液，然后将碱液缓慢滴加到上述混合溶液使溶液的ph＝11；然后转移到水热反应釜中进行水热反应，水热反应条件为140～180℃水热16～20h，过滤、洗涤、于80～120℃干燥16～20h，于400～600℃焙烧2～6h，得到mn、ni和ce共掺杂的氧化镧。

10、优选的，所述锰源为硝酸锰、氯化锰、醋酸锰中的至少一种；所述镍源为硝酸镍、氯化镍、醋酸镍中的至少一种；所述铈源为硝酸铈、氯化铈、醋酸铈中的至少一种；所述镧源为硝酸镧、氯化镧、醋酸镧中的至少一种。

11、优选的，所述锰源、镍源、铈源和镧源的摩尔比为：0.02～0.04:0.01～0.03：0.01～0.03:1；所述碱为氢氧化钠或氢化化钾；碱液的浓度为3～6mol/l。

12、优选的，所述fe、y和in共掺杂的氧化锌的制备方法包括以下步骤：

13、将铁源、钇源、铟源和锌源分散到去离子水中得到混合溶液，搅拌20～40min；然后将碱液逐滴滴加到上述混合溶液中使溶液的ph＝11，然后转移到水热反应釜中进行水热反应，水热反应条件为130～170℃水热10～16h，过滤、洗涤、于80～120℃干燥12～16h、于400～600℃焙烧2～6h，得到fe、y和in共掺杂的氧化锌。

14、优选的，所述铁源为硝酸铁、氯化铁、醋酸铁中的至少一种；所述钇源为硝酸钇、氯化钇、醋酸钇中的至少一种；所述铟源为硝酸铟、氯化铟、醋酸铟中的至少一种；所述锌源为硝酸锌、氯化锌、醋酸锌中的至少一种。

15、优选的，所述铁源、钇源、铟源和锌源的摩尔比为：0.005～0.015:0.02～0.04:0.01～0.03：1；所述碱为氢氧化钠或氢化化钾；碱液的浓度为3～6mol/l。

16、基于上述所述的一种长效抗菌日用陶瓷的制备方法，所述长效抗菌日用陶瓷的制备方法包括以下步骤：

17、(1)将钾长石，高岭土，膨润土，mn、ni和ce共掺杂的氧化镧，fe、y和in共掺杂的氧化锌，氧化钼，氧化锆，氮化硅晶须和水放于球磨罐中进行球磨，所述球磨转速为300～700rpm，球磨时间为8～12h；

18、(2)球磨结束后，将得到的混合物料进行真空干燥，干燥后进行研磨，研磨后的粉体过200～400目筛；所述干燥温度为80～120℃，干燥时间为12～16h；

19、(3)将过筛后的粉体在马弗炉中于600～800℃下煅烧2～6h，煅烧后，将得到的粉体与六偏磷酸钠混合均匀，采用干压成型法按造型制成坯体，干压成型压力为25～35mpa；然后将成型坯体进行热压烧结，在惰性气氛下，升温速度为2～4℃/min，升温至600～800℃，保温2～4h，然后以升温速率为8～10℃/min，升温至1200～1300℃，烧结压力20～30mpa，保温2～4h，然后降温至600～800℃，焙烧气氛转化为空气，在此条件下保温10～14h，然后随炉冷却至室温，得到长效抗菌日用陶瓷。

20、基于上述所述的一种长效抗菌日用陶瓷的应用，所述长效抗菌日用陶瓷应用于陶瓷餐具中。

21、本发明具有以下有益效果：

22、(1)通过mn、ni和ce共掺杂的氧化镧、fe、y和in共掺杂的氧化锌，利用掺杂组分之间的相互作用，以及组分之间的相互作用，显著改善了日用陶瓷的抗菌性能；

23、(2)利用氧化钼、氧化锆和氮化硅晶须之间的相互作用改善了组分之间的相互作用，改善了日用陶瓷的力学性能。

24、(3)通过控制焙烧气氛，实现了磷的掺杂，进一步改善了抗菌日用陶瓷的抗菌性能。

25、(4)本发明制备的长效抗菌日用陶瓷，具有优异的抗菌性能和力学性能，具有优异的应用前景。