[发明专利]一种釉面含有锐钛矿晶体的光催化陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种釉面含有锐钛矿晶体的光催化陶瓷的制备方法。该制备方法包括制备熔块釉、施釉、干燥、烧成等步骤。本方法采用一次烧成，所得陶瓷的釉面均匀地析出了纳米级的锐钛矿晶体，具有一定的光催化性能、较好的易洁性和良好的耐磨性，并且该方法工艺简单，有利于工业化生产。

技术领域

本发明属于陶瓷制备技术领域，具体涉及一种釉面含有锐钛矿晶体的光催化陶瓷的制备方法。

背景技术

我国传统陶瓷行业产量巨大，以墙地砖为例2015年我国产量超100亿平方米。但是我国生产的陶瓷大多价格低廉，附加值较低，同质化严重。如何使传统陶瓷功能化，使陶瓷具有抗菌、易洁等效果，是当前传统陶瓷行业发展的重要方向。

目前，制备抗菌易洁陶瓷主要有两种途径。一种是向陶瓷釉料中加入少量抗菌剂，主要以Ag系抗菌剂为主；Ag系抗菌剂的应用存在价格昂贵，离子溶出后抗菌能力下降，见光易变色等问题。另一类是以锐钛矿TiO₂为主体的光催化型无机抗菌材料。主要方法是在陶瓷表面涂覆一层锐钛矿TiO₂薄膜，然后在较低温度热处理，形成一个具有光催化活性的涂层。但该方法形成的涂层耐久性较差，与陶瓷的寿命不匹配。

从热力学角度来看，锐钛矿相TiO₂是亚稳定相，金红石相是稳定相，锐钛矿相一般在500-700℃会转变成金红石相，该相变是一级不可逆相变。传统陶瓷的烧结温度一般都在1100℃以上，因此，制备耐久性好的光催化陶瓷必须寻找新的方法。

发明内容

本发明的目的在于寻找一种方法，能够在烧成时直接析出锐钛矿晶体，获得耐磨性好，具有光催化活性的陶瓷。

本发明的目的通过下述技术方案实现。

一种釉面含有锐钛矿晶体的光催化陶瓷的制备方法，制备过程包括以下步骤：熔块制备、施釉、干燥、烧成，其中熔块制备过程所用原料由以下重量份的组分组成：11-13份TiO₂，48-51份SiO₂，1-5份Al₂O₃，14-16份B₂O₃，4-6份Na₂O，5-7份K₂O，2-4份CaO，1-3份P₂O₅，3-5份ZnO。

优选的，所述的熔块制备，包含以下步骤：

1）将已称量好的原料球磨混合；

2）将步骤1）所得混合料装入刚玉坩埚，放入马弗炉中升温至1400-1500℃保温；

3）从马弗炉中取出刚玉坩埚，把高温玻璃液迅速倒入水中淬冷；

4）将冷却后的玻璃渣取出，在球磨机中球磨，过筛，取筛下料烘干。

进一步优选的，步骤2）所述升温速率为5-15℃/min；保温的时间为1-2h。

进一步优选的，步骤4）所述过筛是过200-360目筛子。

优选的，所述施釉采用的是浸釉、淋釉或喷釉的一种。

优选的，所述干燥的温度为60-120℃，干燥时间为1h-6h。

优选的，所述烧成的过程包括以下3步热处理：

1）熔融：将干燥后的陶瓷坯体放入窑炉中，升温至1130-1180℃保温，釉层熔融；

2）冷却：将步骤1）所得熔融陶瓷离开高温区，在空气中冷却；

3）保温：将步骤2）冷却后的陶瓷重新放入窑炉中725-775℃保温后随炉冷却至室温。