一種防污功能陶瓷的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防污功能陶瓷的制備方法，屬于陶瓷制備領(lǐng)域。該方法首先利用醇鹽水解法自制鋁溶膠，用其涂覆普通日用陶瓷，燒結(jié)后得預(yù)制陶瓷，再將預(yù)制陶瓷與富含氟元素的沙丁魚骨混合后進(jìn)行表面生物改性，最終制得防污功能陶瓷。本發(fā)明利用鋁溶膠中的納米羥基氧化鋁粒子和陶瓷結(jié)合，經(jīng)高溫?zé)朴行Ф氯沾蓺饪撞⒃诒砻嫘纬芍旅艿募{米氧化鋁保護(hù)層，提高陶瓷抗污能力，再經(jīng)低表面能的含氟物質(zhì)生物改性，降低陶瓷的表面能，進(jìn)一步減小陶瓷附著力，根本上避免污染物的粘附，具有極佳的防污性能，拓寬了陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說明】
一種防污功能陶瓷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種防污功能陶瓷的制備方法，屬于陶瓷制備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于陶瓷材料顯微結(jié)構(gòu)由晶相、玻璃相和氣孔組成，使其最終產(chǎn)品存在5%至10%(體積)的氣孔率，同時，陶瓷材料的表面一般為親油性，當(dāng)污染物接觸到產(chǎn)品表面，由于表面毛細(xì)作用，一部分污染物深入開口氣孔之中；另外，陶瓷表面微觀的凹凸不平也導(dǎo)致其對污染物的粘附。研究發(fā)現(xiàn):污染物基本上是由水中的可溶性有色無機(jī)物或有機(jī)物組成，通常呈酸性或堿性，如日常生活中的污水、茶水、塵土、墨水和有機(jī)油污等，使陶瓷表面受到污染且難以清除，影響清潔和美觀。堆積的油污會成為細(xì)菌滋生的溫床，如不加以清洗，居室中的陶瓷變成病毒細(xì)菌傳染源，隨著陶瓷在人們現(xiàn)代日常生活中的廣泛使用，陶瓷的清洗問題也變得重要起來。
[0003]傳統(tǒng)日用陶瓷產(chǎn)品及陶瓷面盆表面沾染油污后，需用洗潔精等清洗劑洗滌，這不僅造成了洗滌劑和水資源的浪費(fèi)，而且使用洗滌劑還直接影響人體健康、污染水資源陶瓷衛(wèi)生潔具使用過程中表面容易形成堅硬水垢，清洗水垢需要使用強(qiáng)力洗滌劑，嚴(yán)重污染水資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題:針對目前常見的日用陶瓷材料由于其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具有較大氣孔率，在毛細(xì)作用下容易沾附污染物，使陶瓷表面受到污染且難以清除從而影響陶瓷應(yīng)用的問題，提供了一種防污功能陶瓷的制備方法。該方法首先利用醇鹽水解法自制鋁溶膠，用其涂覆普通日用陶瓷，燒結(jié)后得預(yù)制陶瓷，再將預(yù)制陶瓷與富含氟元素的沙丁魚骨混合后進(jìn)行表面生物改性，最終制得防污功能陶瓷。本發(fā)明利用鋁溶膠中的納米羥基氧化鋁粒子和陶瓷結(jié)合，經(jīng)高溫?zé)朴行Ф氯沾蓺饪撞⒃诒砻嫘纬芍旅艿募{米氧化鋁保護(hù)層，提高陶瓷抗污能力，再經(jīng)低表面能的含氟物質(zhì)生物改性，降低陶瓷的表面能，進(jìn)一步減小陶瓷附著力，根本上避免污染物的粘附，具有極佳的防污性能，拓寬了陶瓷的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
(1)稱取400?500g異丙醇鋁溶于5?6L無水乙醇中，用超聲振蕩儀以200?300W功率超聲振蕩混合30?40min得前驅(qū)液，將前驅(qū)液移入80?90°C水浴鍋中，再通過滴液漏斗向前驅(qū)液中逐滴滴入其體積1/2質(zhì)量濃度為40%硝酸溶液，邊攪拌邊滴加，控制滴加速度使其40?60min內(nèi)滴加完畢，保溫水解2?3h，S卩得自制鋁溶膠；
(2)取普通日用陶瓷放入超聲清洗儀中清洗10?15min并自然晾干，用羊毛刷蘸取上述自制鋁溶膠沿同一方向均勻的涂覆在洗滌后的陶瓷表面，放入烘箱干燥，重復(fù)前述涂覆步驟2?3次并烘干；
(3)將上述涂覆鋁溶膠的陶瓷移入馬弗爐，以10°C/min速率程序升溫至800?900°C，保溫煅燒2?3h后出爐，得到預(yù)處理陶瓷，備用；
(4)收集廢棄的沙丁魚骨，先用氣流粉碎機(jī)粉碎成0.5?1.0cm的小段，再將粉碎后的魚骨小段放入球磨機(jī)中，按球料比為30:1加入氧化鋯球磨珠，研磨I?2h后過200目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到沙丁魚骨粉末；
(5)按質(zhì)量比為3:1將備用的預(yù)處理陶瓷和沙丁魚骨粉末混合后裝入陶瓷罐中，再加入陶瓷和魚骨粉末總體積2/3的蒸餾水，攪拌均勻得混合物，再按接種量為8%向混合物中接入蘇云金芽孢桿菌，將陶瓷罐移入30?40 °C恒溫箱中，保溫生物改性7?9天；
(6)改性結(jié)束后，取出陶瓷，依次用無水乙醇和去離子水沖洗15?20min，放入烘箱，在105?110°C下干燥過夜，取出后即得防污功能陶瓷。
[0006]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:用本發(fā)明制得的防污功能陶瓷制成茶杯并與普通陶瓷茶杯作對照，同時取5?1g茶葉裝入兩個茶杯中，用沸水沖泡，靜置過夜并倒掉茶水，對比發(fā)現(xiàn)本發(fā)明防污功能陶瓷制得的茶杯無任何茶漬出現(xiàn)，而普通陶瓷杯茶漬明顯，相同條件下本發(fā)明防污陶瓷的抗污能力是普通陶瓷杯的15?20倍。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明制得的防污功能陶瓷所用原材料易得，成本低廉；
(2)本發(fā)明制得的防污功能陶瓷制備步驟簡單，操作簡單；
(3)本發(fā)明制得的防污功能陶瓷具有極佳的防霧性能，是普通陶瓷杯的15?20倍。
【具體實(shí)施方式】
[0008]稱取400?500g異丙醇鋁溶于5?6L無水乙醇中，用超聲振蕩儀以200?300W功率超聲振蕩混合30?40min得前驅(qū)液，將前驅(qū)液移入80?90 V水浴鍋中，再通過滴液漏斗向前驅(qū)液中逐滴滴入其體積1/2質(zhì)量濃度為40%硝酸溶液，邊攪拌邊滴加，控制滴加速度使其40?60min內(nèi)滴加完畢，保溫水解2?3h，即得自制鋁溶膠;取普通日用陶瓷放入超聲清洗儀中清洗10?15min并自然晾干，用羊毛刷蘸取上述自制鋁溶膠沿同一方向均勻的涂覆在洗滌后的陶瓷表面，放入烘箱干燥，重復(fù)前述涂覆步驟2?3次并烘干;將上述涂覆鋁溶膠的陶瓷移入馬弗爐，以10 °C/min速率程序升溫至800?900 °C，保溫煅燒2?3h后出爐，得到預(yù)處理陶瓷，備用；收集廢棄的沙丁魚骨，先用氣流粉碎機(jī)粉碎成0.5?1.0cm的小段，再將粉碎后的魚骨小段放入球磨機(jī)中，按球料比為30:1加入氧化鋯球磨珠，研磨I?2h后過200目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到沙丁魚骨粉末;按質(zhì)量比為3:1將備用的預(yù)處理陶瓷和沙丁魚骨粉末混合后裝入陶瓷罐中，再加入陶瓷和魚骨粉末總體積2/3的蒸餾水，攪拌均勻得混合物，再按接種量為8%向混合物中接入蘇云金芽孢桿菌，將陶瓷罐移入30?400C恒溫箱中，保溫生物改性7?9天；改性結(jié)束后，取出陶瓷，依次用無水乙醇和去離子水沖洗15?20min，放入烘箱，在105?1100C下干燥過夜，取出后即得防污功能陶瓷。
[0009]實(shí)例I
稱取400g異丙醇招溶于5L無水乙醇中，用超聲振蕩儀以200W功率超聲振蕩混合30min得前驅(qū)液，將前驅(qū)液移入80°C水浴鍋中，再通過滴液漏斗向前驅(qū)液中逐滴滴入其體積1/2質(zhì)量濃度為40%硝酸溶液，邊攪拌邊滴加，控制滴加速度使其40min內(nèi)滴加完畢，保溫水解2h，即得自制鋁溶膠;取普通日用陶瓷放入超聲清洗儀中清洗1min并自然晾干，用羊毛刷蘸取上述自制鋁溶膠沿同一方向均勻的涂覆在洗滌后的陶瓷表面，放入烘箱干燥，重復(fù)前述涂覆步驟2次并烘干;將上述涂覆鋁溶膠的陶瓷移入馬弗爐，以10°C/min速率程序升溫至800°C，保溫煅燒2h后出爐，得到預(yù)處理陶瓷，備用;收集廢棄的沙丁魚骨，先用氣流粉碎機(jī)粉碎成0.5cm的小段，再將粉碎后的魚骨小段放入球磨機(jī)中，按球料比為30:1加入氧化鋯球磨珠，研磨Ih后過200目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到沙丁魚骨粉末;按質(zhì)量比為3:1將備用的預(yù)處理陶瓷和沙丁魚骨粉末混合后裝入陶瓷罐中，再加入陶瓷和魚骨粉末總體積2/3的蒸餾水，攪拌均勻得混合物，再按接種量為8%向混合物中接入蘇云金芽孢桿菌，將陶瓷罐移入300C恒溫箱中，保溫生物改性7天;改性結(jié)束后，取出陶瓷，依次用無水乙醇和去離子水沖洗15min，放入烘箱，在105°C下干燥過夜，取出后即得防污功能陶瓷。
[0010]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:用本發(fā)明制得的防污功能陶瓷制成茶杯并與普通陶瓷茶杯作對照，同時取5g茶葉裝入兩個茶杯中，用沸水沖泡，靜置過夜并倒掉茶水，對比發(fā)現(xiàn)本發(fā)明防污功能陶瓷制得的茶杯無任何茶漬出現(xiàn)，而普通陶瓷杯茶漬明顯，相同條件下本發(fā)明防污陶瓷的抗污能力是普通陶瓷杯的15倍。
[0011]實(shí)例2
稱取450g異丙醇招溶于5L無水乙醇中，用超聲振蕩儀以250W功率超聲振蕩混合35min得前驅(qū)液，將前驅(qū)液移入85°C水浴鍋中，再通過滴液漏斗向前驅(qū)液中逐滴滴入其體積1/2質(zhì)量濃度為40%硝酸溶液，邊攪拌邊滴加，控制滴加速度使其45min內(nèi)滴加完畢，保溫水解2h，即得自制鋁溶膠;取普通日用陶瓷放入超聲清洗儀中清洗13min并自然晾干，用羊毛刷蘸取上述自制鋁溶膠沿同一方向均勻的涂覆在洗滌后的陶瓷表面，放入烘箱干燥，重復(fù)前述涂覆步驟2次并烘干;將上述涂覆鋁溶膠的陶瓷移入馬弗爐，以10°C/min速率程序升溫至850°C，保溫煅燒2h后出爐，得到預(yù)處理陶瓷，備用;收集廢棄的沙丁魚骨，先用氣流粉碎機(jī)粉碎成0.8cm的小段，再將粉碎后的魚骨小段放入球磨機(jī)中，按球料比為30:1加入氧化鋯球磨珠，研磨Ih后過200目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到沙丁魚骨粉末;按質(zhì)量比為3:1將備用的預(yù)處理陶瓷和沙丁魚骨粉末混合后裝入陶瓷罐中，再加入陶瓷和魚骨粉末總體積2/3的蒸餾水，攪拌均勻得混合物，再按接種量為8%向混合物中接入蘇云金芽孢桿菌，將陶瓷罐移入35°C恒溫箱中，保溫生物改性8天;改性結(jié)束后，取出陶瓷，依次用無水乙醇和去離子水沖洗18min，放入烘箱，在108°C下干燥過夜，取出后即得防污功能陶瓷。
[0012]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:用本發(fā)明制得的防污功能陶瓷制成茶杯并與普通陶瓷茶杯作對照，同時取Sg茶葉裝入兩個茶杯中，用沸水沖泡，靜置過夜并倒掉茶水，對比發(fā)現(xiàn)本發(fā)明防污功能陶瓷制得的茶杯無任何茶漬出現(xiàn)，而普通陶瓷杯茶漬明顯，相同條件下本發(fā)明防污陶瓷的抗污能力是普通陶瓷杯的18倍。
[0013]實(shí)例3
稱取500g異丙醇招溶于6L無水乙醇中，用超聲振蕩儀以300W功率超聲振蕩混合40min得前驅(qū)液，將前驅(qū)液移入90°C水浴鍋中，再通過滴液漏斗向前驅(qū)液中逐滴滴入其體積1/2質(zhì)量濃度為40%硝酸溶液，邊攪拌邊滴加，控制滴加速度使其60min內(nèi)滴加完畢，保溫水解3h，即得自制鋁溶膠;取普通日用陶瓷放入超聲清洗儀中清洗15min并自然晾干，用羊毛刷蘸取上述自制鋁溶膠沿同一方向均勻的涂覆在洗滌后的陶瓷表面，放入烘箱干燥，重復(fù)前述涂覆步驟3次并烘干;將上述涂覆鋁溶膠的陶瓷移入馬弗爐，以10°C/min速率程序升溫至900°C，保溫煅燒3h后出爐，得到預(yù)處理陶瓷，備用;收集廢棄的沙丁魚骨，先用氣流粉碎機(jī)粉碎成1.0cm的小段，再將粉碎后的魚骨小段放入球磨機(jī)中，按球料比為30:1加入氧化鋯球磨珠，研磨2h后過200目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到沙丁魚骨粉末;按質(zhì)量比為3:1將備用的預(yù)處理陶瓷和沙丁魚骨粉末混合后裝入陶瓷罐中，再加入陶瓷和魚骨粉末總體積2/3的蒸餾水，攪拌均勻得混合物，再按接種量為8%向混合物中接入蘇云金芽孢桿菌，將陶瓷罐移入400C恒溫箱中，保溫生物改性9天;改性結(jié)束后，取出陶瓷，依次用無水乙醇和去離子水沖洗20min，放入烘箱，在110°C下干燥過夜，取出后即得防污功能陶瓷。
[0014]本發(fā)明的具體應(yīng)用方法:用本發(fā)明制得的防污功能陶瓷制成茶杯并與普通陶瓷茶杯作對照，同時取1g茶葉裝入兩個茶杯中，用沸水沖泡，靜置過夜并倒掉茶水，對比發(fā)現(xiàn)本發(fā)明防污功能陶瓷制得的茶杯無任何茶漬出現(xiàn)，而普通陶瓷杯茶漬明顯，相同條件下本發(fā)明防污陶瓷的抗污能力是普通陶瓷杯的20倍。
【主權(quán)項】
1.一種防污功能陶瓷的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取400?500g異丙醇鋁溶于5?6L無水乙醇中，用超聲振蕩儀以200?300W功率超聲振蕩混合30?40min得前驅(qū)液，將前驅(qū)液移入80?90°C水浴鍋中，再通過滴液漏斗向前驅(qū)液中逐滴滴入其體積1/2質(zhì)量濃度為40%硝酸溶液，邊攪拌邊滴加，控制滴加速度使其40?60min內(nèi)滴加完畢，保溫水解2?3h，S卩得自制鋁溶膠； (2)取普通日用陶瓷放入超聲清洗儀中清洗10?15min并自然晾干，用羊毛刷蘸取上述自制鋁溶膠沿同一方向均勻的涂覆在洗滌后的陶瓷表面，放入烘箱干燥，重復(fù)前述涂覆步驟2?3次并烘干； (3)將上述涂覆鋁溶膠的陶瓷移入馬弗爐，以10°C/min速率程序升溫至800?900°C，保溫煅燒2?3h后出爐，得到預(yù)處理陶瓷，備用； (4)收集廢棄的沙丁魚骨，先用氣流粉碎機(jī)粉碎成0.5?1.0cm的小段，再將粉碎后的魚骨小段放入球磨機(jī)中，按球料比為30:1加入氧化鋯球磨珠，研磨I?2h后過200目標(biāo)準(zhǔn)篩，得到沙丁魚骨粉末； (5)按質(zhì)量比為3:1將備用的預(yù)處理陶瓷和沙丁魚骨粉末混合后裝入陶瓷罐中，再加入陶瓷和魚骨粉末總體積2/3的蒸餾水，攪拌均勻得混合物，再按接種量為8%向混合物中接入蘇云金芽孢桿菌，將陶瓷罐移入30?40 °C恒溫箱中，保溫生物改性7?9天； (6)改性結(jié)束后，取出陶瓷，依次用無水乙醇和去離子水沖洗15?20min，放入烘箱，在105?110°C下干燥過夜，取出后即得防污功能陶瓷。
【文檔編號】C04B41/89GK106083216SQ201610477114
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】董曉, 林茂平
【申請人】董曉