[发明专利]一种陶瓷表面修饰方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高性能陶瓷表面修饰方法。

背景技术

随着人们对生活质量要求的不断提高和环保意识的逐渐增强，人们对传统的建筑卫生陶瓷制品，提出了更高的要求，主要集中体现在陶瓷制品的抗污抗菌、自清洁等方面。日常生活中常用的方法是采用表面活性剂、碱性除垢剂或酸性除垢剂之类的清洁剂，用清洁刷反复地洗擦其表面。但该法使得清洗频率高，工作量大，特别是清洗污水含较多使水体富营养化的成分，导致水污染。为了避免较为烦琐的清洗和得到更为清洁的表面，提高制品的抗污抗菌、自清洁能力可有效的提高人们生活质量，降低环境负荷。

目前主要是以人工合成的涂层材料对陶瓷表面进行修饰达到提高陶瓷的抗污抗菌、自清洁能力。人工合成的涂层材料主要分为无机和有机两大类，由于有机类涂层材料存在抗污抗菌性比较弱，耐热性、稳定性比较差，且自身分解的产物和挥发物可能对人体有害，不适合用于高温加工等缺点，限制了其使用，因而逐渐被无机类的涂层材料所替代。

发明内容

本分发明提供了一种简易可控的工艺实现对陶瓷表面的修饰，达到显著增强陶瓷的抗污抗菌性，自洁和易洁性能。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种陶瓷表面修饰方法，包括对陶瓷胚体表面进行预处理，然后涂覆硅溶胶并烘干，最后高温烧结。

按上述方案，所述的硅溶胶采用如下方法制备而来：

将正硅酸乙酯和无水乙醇按混合均匀，同时将去离子水、分散剂PVP、草酸和无水乙醇混合均匀，再将两者混合分散均匀后得到前驱液；然后用硝酸调节pH到2～4之间，搅拌并在40℃～90℃保温0.5h～2h得到硅溶胶。

按上述方案，陶瓷胚体表面预处理为除尘和干燥。

按上述方案，所述的硅溶胶粒径范围为3.5nm～10nm，硅溶胶的固含量为5wt％～20wt％。

按上述方案，烘干温度在80℃～100℃，时间为2～5h。

按上述方案，高温烧结为空气气氛，4-8℃/min由室温升至1100℃-1200℃，恒温2-5h。

本发明的有益效果为：

用硅溶胶作为表面修饰剂，经高温烧结后的主要产物是SiO2，其耐热性和稳定性都很好，而且硅溶胶无毒环保，不易开裂且促进烧结，不像有机物在挥发或裂解过程中对制品造成显微缺陷。

硅溶胶作为典型的无机溶胶，具备显著的抗菌能力，因此无需在涂层中再添加抗菌剂，经济环保。

采用溶胶-凝胶法制备硅溶胶，工艺简单可控，且能将硅溶胶直接涂覆陶瓷胚体表面，整个制备周期短。

附图说明

图1：未涂覆硅溶胶陶瓷扫描电镜放大100倍（实施例4）。

图2：硅溶胶涂覆后烧结陶瓷扫描电镜放大100倍（实施例4）。

图3：未涂覆硅溶胶陶瓷扫描电镜放大200倍（实施例5）。

图4：硅溶胶涂覆后烧结陶瓷扫描电镜放大200倍（实施例5）。

图5：未涂覆硅溶胶陶瓷扫描电镜放大500倍（实施例6）。

图6：硅溶胶涂覆后烧结陶瓷扫描电镜放大500倍（实施例6）。

具体实施方式

以下实施例是本发明技术方案的进一步解释，不作为对本发明保护范围的限制。

硅溶胶的制备：

实施例1

1）.将正硅酸乙酯与无水乙醇按摩尔比为1：6混合，以去离子水、分散剂PVP：草酸与无水乙醇按摩尔比为1:8：0.05：0.002混合，分别超声分散5min后，混合再次超声处理30min，水温控制在0℃左右，得到前驱液；

2）.向步骤1得到的前驱液中缓慢滴加一定量的硝酸，调节pH到2；

3）.将步骤2中得到的混合液温度控制在70℃，高速搅拌并冷凝回流1h，即可制得透明、粒径范围为3.5nm～10nm的硅溶胶；备用。

实施例2

1）.将正硅酸乙酯与无水乙醇按摩尔比为1：8混合，以去离子水、分散剂PVP：草酸与无水乙醇按摩尔比为1:14：0.06：0.004混合，分别超声分散5min后，混合再次超声处理30min，水温控制在0℃左右，得到前驱液；

2）.向步骤1得到的前驱液中缓慢滴加一定量的硝酸，调节pH到3；

3）.将步骤2中得到的混合液温度控制在90℃，高速搅拌并冷凝回流0.5h，即可制得透明、粒径范围为3.5nm～10nm的硅溶胶；备用。

实施例3