一种制备抗菌陶瓷的方法
【技术领域】
[0001] 本发明公开了一种新型抗菌陶瓷的制作工艺，具体设及W白炭黑为载体，将抗菌 金属离子均匀地渗杂于陶瓷巧体的方法，属于新型陶瓷材料技术领域。
【背景技术】
[0002] 科技水平地迅猛进步，使人们对于生产、生活的要求与日俱增，尤其是近几十年来 全球环境问题的恶化，使得抗菌抗病毒功能的研发与制备受到了社会广泛的支持和关注。 人们对于抗菌功能材料的需求和期待变得非常强烈，该领域的市场产品已经从W往低程 度、低效率、短时间、高成本的抑菌、灭菌效果，发展到了高效杀菌、持续作用、经久耐用、环 保健康的新高度。
[0003] 供不应求的市场前景，要求未来的抗菌产品，不仅要具有优越的杀菌效果，还要不 断改进、改良原料配方和制备方法，大幅度地降低产品价格或提高产品性价比，努力丰富、 充实抗菌产品设及的行业和用途。
[0004] 目前通过直接改进陶瓷巧体配方来获取抗菌陶瓷的工艺和方法极为稀少，已有的 一些工艺和方法也有待进一步探究和发展。从取材范围的角度，有机抗菌剂化学稳定性差， 抗菌时效短，安全性差，易产生抗药性；天然抗菌剂易受原料来源及加工条件的制约，难W 大规模生产应用；无机抗菌剂具有抗菌广谱性、无毒、抗菌持久、易加工、无二次污染。从操 作方法的角度，人们首先采取直接将陶瓷生巧浸泡于抗菌剂，使抗菌因子吸附于巧体表面 来获得抗菌效果的方法，运种方法简单便捷且对于巧体原有属性影响较小，但其抗菌效果 作用时间短，抗菌性能不稳定，抗菌因子易受高溫、酸碱等外部影响而发生质变。从陶瓷性 能的角度，直接将抗菌剂混入陶瓷巧体，并在高溫下烤成，不同程度地破坏了抗菌剂的结构 性质，也不可避免地降低了抗菌剂的活性。况且，直接添加的方法，不仅破坏了巧体原有的 稳定性，不利于陶瓷的强度和初性，强溫下抗菌金属离子的失活变性，会使陶瓷表面色变； 而且此方法需要大量添加抗菌剂，成本较高，性价比又低，即使有高效的杀菌效果也因为市 场和生产限制不可取。
【发明内容】
[0005] 本发明针对W上抗菌陶瓷制备中抗菌剂利用率低、稳定性差、持续时间短；且抗菌 性单一、易产生抗药性，抗菌作用环境苛刻；抗菌金属离子易氧化变色污染成品表面等缺 点，提供了一种制备抗菌陶瓷的方法。
[0006] 所生产的抗菌陶瓷通过溶胶-凝胶法，将抗菌离子附着在白炭黑载体上得到抗菌 粉体材料，并与普通巧体原料混合、湿球磨制得新型抗菌巧体浆料；然后在W往简单、便捷、 低成本的制备工艺和生产条件下，生产出持久、耐用的新型高抗菌性陶瓷。通过实施例表 明，制备出的抗菌陶瓷不仅具有杀菌率高、无抗药性、环保健康等优点，还使抗菌金属离子 烤成过程损失少、离子活性高，使用率大幅提高；与其它抗菌陶瓷相比，抗菌广谱性强，在未 改变原来巧体色泽且表面平整耐磨的情况下，抗菌剂与生巧混合均匀、黏合性好、对陶瓷巧 体影响较小；烤成陶瓷整体质地优良、表面无裂痕，且抗破坏性强、耐磨性高。从市场角度， 此抗菌巧体制备方法新颖，成本低、性价比极高、用途广泛、利于未来市场规模性量化生产。
[0007] 本发明方法按如下步骤进行： (1) 将水玻璃溶液和小苏打溶液分别预热至70-95°C，按体积比1:1. 2-1:1. 5的比例注 入反应器中混合，在70-95 °C、300-500巧m下充分揽拌反应15-30 min ; (2) 按体积比1:1. 2-1:1. 5的比例分别量取水玻璃溶液和小苏打溶液，并分别预热至 70-95°C，然后在揽拌条件下将预热后的水玻璃溶液和小苏打溶液先后倒入步骤（1)的反应 物中，将混合物置于70-95°C下反应15-30 min,用酸调节抑值至2-6,随后加入0. 001-1 mol/L金属离子液反应0. 5-3 h后制得凝胶状反应物，将冷却后的凝胶状反应物真空抽滤， 然后把抽滤物置于110-120°C下烘烤1-化，即得抗菌粉体材料，其中步骤（1)水玻璃溶液与 本步骤水玻璃溶液的体积比为10:1-10:7,步骤（1)和步骤（2)中使用的水玻璃溶液总体积 与金属离子液体积的比为2:1-5:1 ; (3) 称取适量干燥的巧体原料，干球磨预处理3-5 h，然后加入胚体原料质量6%-20%的 抗菌粉体材料，并在160-300 rpm下揽拌混合；再将混合物按比例湿球磨处理4-7 h，真空 炼泥3-5次，贴膜并静置陈腐一段时间后，压塑成型，在110-150°C下干燥2-3 h制得抗菌陶 瓷生巧； (4) 将步骤（3)抗菌陶瓷生巧用烧成气氛烤结，先在200-300°C下恒溫蒸烤1-化， 然后W 2. 5-3°C /min的升溫速度至950°C，最后W 5-8°C /min的升溫速度至烧成溫度 1050-1180°C，达到烧成溫度后保溫2-4 h，W 8-10°C /min降溫至850°C，停止加热自然冷却 到室溫，即得成型的抗菌陶瓷。
[0008] 所述水玻璃溶液浓度为5-20 wt%，小苏打溶液浓度为5-15 wt%。
[0009] 所述金属离子液为硝酸银、硫酸锋、硫酸铜中的一种或几种的混合物。
[0010] 所述步骤（3)中湿球磨处理是将混合物、水、球按重量比为1: (0. 18-0.25): (3-5. 5)的比例混合后进行的。
[0011] 所述巧体原料是常规市售的用于制备陶瓷的原料。
[0012] 所述工艺烧结用的烧成气氛控制为氧化焰。
[0013] 本发明制备的抗菌陶瓷中还可W添加稀±离子盐，即在步骤（2)中加入金属离子 液反应3-8 min后再加入0. 001-0. 1 mol/L稀±离子盐溶液，继续反应0. 5-3 h后制得凝 胶状反应物，其中金属离子液与稀±离子盐溶液的体积比1:1-3:1。
[0014] 所述稀±离子盐为硝酸铜、硝酸姉、硝酸错、硝酸钦、硝酸衫、硝酸館、硝酸礼、硝酸 铺、硝酸铺、硝酸铁、硝酸巧、硝酸镑、硝酸镜、硝酸错、硝酸锭、硝酸筑中的一种。
[0015] 本发明方法相对于现有技术的优点和技术效果如下： 本发明针对W上抗菌陶瓷制备中抗菌剂利用率低、稳定性差、持续时间短；且抗菌性 单一、易产生抗药性，抗菌作用环境苛刻；抗菌金属离子易氧化变色污染成品表面等缺点， 创造性地改进了巧体配方。所生产的抗菌陶瓷通过溶胶-凝胶法，将抗菌离子附着在白炭 黑载体上得到抗菌粉体材料，并与普通巧体原料混合、湿球磨制得新型抗菌巧体浆料；然后 在W往简单、便捷、低成本的制备工艺和生产条件下，生产出持久、耐用的新型高抗菌性陶 瓷。通过实施例表明，制备出的抗菌陶瓷不仅具有杀菌率高、无抗药性、环保健康等优点，还 使抗菌金属离子烤成过程损失少、离子活性高，使用率大幅提高；与其它抗菌陶瓷相比，抗 菌广谱性强，在未改变原来巧体色泽且表面平整耐磨的情况下，抗菌剂与生巧混合均匀、黏 合性好、对陶瓷巧体影响较小；烤成陶瓷整体质地优良、表面无裂痕，且抗破坏性强、耐磨性 高。从市场角度，此抗菌巧体制备方法新颖，成本低、性价比极高、用途广泛、利于未来市场 规模性量化生产。
[0016] 该产品可广泛应用于空气清新器灭菌除臭、零污染生产线自洁除菌、医疗卫生设 备消毒灭菌等日常生产生活领域，保护产品质量或人体健康的作用。
[0017] 抗菌检测：菌种采用大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙口氏菌、链球菌和霉菌，杀菌率 采用GB 21551. 2-2010家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求 的贴膜法进行抗菌检测。
【具体实施方式】
[0018] 下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不局限于所述 内容。
[0019] 实施例1:本银系抗菌陶瓷的制备方法如下： (1) 组装好恒溫揽拌反应装置，分别预热水玻璃溶液和小苏打溶液至90°C，量取体积比 为1:1. 3的两种反应物在90°C下条件下置于反应皿中W 500巧m揽拌混合15 min,其中水 玻璃溶液浓度为15 wt%，小苏打溶液浓度为10 wt%; (2) 量取体积比为1:1. 3的水玻璃溶液和小苏打溶液分别预热至90°C，然后在150 rpm 的揽拌速率下，分别将预热好的水玻璃溶液和小苏打溶液先后倒入步骤（1)的反应液中，将 混合物置于90°C下反应20 min,并用硝酸调节抑于2,最后加入0.0 Ol mol/L硝酸银溶液反 应1 h后制得凝胶状反应物，将冷却后的凝胶状反应物真空抽滤，然后把抽滤物置于120°C 下烘烤2 h，即得抗菌粉体材料，其中水玻璃溶液浓度为15 wt%，小苏打溶液浓度为10 wt%， 步骤（1)水玻璃溶液与本步骤水玻璃溶液的体积比为10:4,步骤（1)和步骤（2)中使用的 水玻璃溶液总体积与硝酸银溶液体积的比为3:1; (3) 称取干燥的巧体原料，干球磨预处理3. 5 h，然后加入胚体原料质量15%的抗 菌粉体材料，并在200巧m下揽拌混合0.化；再将混合物按混合物、水、研磨球重量比为 1:0. 25:3的比例与其他物质混合后进行湿球磨处理5 h，真空炼泥5次，贴膜并静置陈腐24 h后，压塑成型，在150°C下干燥2 h制得抗菌陶瓷生巧； (4) 将步骤（3)抗菌陶瓷生巧用烧成气氛(氧化焰）烤结，先在260°C下恒溫蒸烤2 h， 然后W 3°C /min的升溫速度至950°C，最后W 7°C /min的升溫