[发明专利]一种抗菌陶瓷砖及其制备方法

说明书

本发明公开一种抗菌陶瓷砖及其制备方法。所述方法包括：在砖坯表面施包含乌兰茶晶石的抗菌保护釉，然后烧成获得抗菌陶瓷砖；其中，抗菌保护釉中乌兰茶晶石的质量百分含量为35～45%。将抗菌保护釉中乌兰茶晶石的质量百分含量控制在上述范围内，不仅可以获得优异的抗菌性能，而且可以避免陶瓷釉面光泽度偏高、手感粗糙或者平整度差。

技术领域

本发明涉及抗菌陶瓷砖及其制备方法，属于陶瓷砖生产制造技术领域。

背景技术

居家环境的净化、清洁的室内空气对于人们的日常生活极具重要性。瓷砖作为家居装饰材料使用，在日常生活中接触比较多，因此，行业中几大陶瓷品牌极力开发具有抗菌功能的陶瓷。目前部分陶瓷制造企业已推出具有抗菌功能的瓷砖，例如添加负离子粉杀菌，但是由于负离子粉主要依靠放射性元素激发，因而陶瓷产品具有一定的放射性；例如光催化机理杀菌，主要通过产品表面涂覆纳米二氧化钛，由于需要依靠紫外线激发，为保持活性，需300℃低温处理，故该类陶瓷产品的耐久性有待提高，且紫外线对人体有危害；例如将银和纳米氧化锌等抗菌剂添加到釉料直接烧成，高温环境造成银和纳米氧化锌被氧化和反应掉，从而降低抗菌能力。

发明内容

第一方面，本发明公开一种抗菌陶瓷砖的制备方法，所述方法包括：在砖坯表面施包含乌兰茶晶石的抗菌保护釉，然后烧成获得抗菌陶瓷砖；其中，抗菌保护釉中乌兰茶晶石的质量百分含量为35～45%；所述抗菌保护釉中碱土金属氧化物的含量在10%以上。将抗菌保护釉中乌兰茶晶石的质量百分含量控制在上述范围内，不仅可以获得优异的抗菌性能，而且可以避免陶瓷釉面光泽度偏高、手感粗糙或者平整度差。

现有抗菌陶瓷砖的制备方法中，一些技术方案采用纳米氧化锌和单一稀土离子作为杀菌剂，需要通过烧成使釉层形成一定微孔结构才能具有良好杀菌效果，但是该微孔结构难以控制；也存在一些技术方案使用稀土离子与二氧化钛结合，稀土离子控制二氧化钛的晶粒尺寸，依靠纳米二氧化钛的光催化来杀菌。本发明采用多种稀土离子的复合杀菌效果，无需形成微孔结构，也无需依靠纳米二氧化钛的光催化。在上述制备方法中，由于乌兰茶晶石中含有种类丰富的稀土元素，稀土金属本身就是一种无机抗菌材料，通过与细菌的接触，稀土通过跨膜作用，通过运输通道进入细胞内部，高反应活性的稀土离子可与细胞内有机物大分子反应而影响细菌的增殖。而陶瓷釉料中含有较高含量的碱土金属氧化物（例如氧化镁、氧化钙、氧化钡以及一些原子量相对较大的微量氧化物），这些氧化物在稀土元素的激发下，表面能级会提高，在光作用下，金属离子会被激发而发生电子转移，与吸附在釉层表面的水和空气中的O₂生成大量的化学活性极强的负氧离子及自由基-OH基，这些负氧离子和自由基接触到微生物时，能将微生物体内的有机物氧化分解成CO₂和H₂O，从而在短时间内起到灭菌作用。

在当前抗菌陶瓷砖的制备过程中，还有一些技术方案将含锌盐溶液和含稀土离子盐溶液混合形成抗菌盐溶液，并将其喷在透明釉表面以形成抗菌层。通过该方式很难利用现有的生产设备将抗菌剂均匀喷在砖坯表面，且喷量过多易引起釉层起泡或窑炉炸砖等问题，因而该方式更适于实验室制样而不适于大批量生产。同时该方式获得的陶瓷砖中抗菌剂分布在瓷砖的表面，砖面被刮花磨损对抗菌效果影响较大。本发明通过乌兰茶晶石引入稀土离子可以使稀土离子均匀分布在釉层中，即整个釉层均存在稀土离子，施釉方便，即使砖面被刮花磨损，对抗菌效果也不会产生明显影响。

较佳地，所述抗菌保护釉的矿物组成包括：按质量百分比计，乌兰茶晶石35～45%，黏土15～25%，钙镁钡锌熔剂矿物30～42%，氧化铝5~8%。其中，钙镁钡锌熔剂矿物指的是含有较高含量的氧化钙、氧化镁、氧化钡及氧化锌的熔剂类矿物，可以用于调整釉料的高温粘度、光泽及釉面平整度；黏土指的是具有粘结性和可塑性的硅酸铝盐。作为示例，所述抗菌保护釉的矿物组成包括：按质量百分比计，乌兰茶晶石35～45%，氧化锌3～5%，碳酸钡15～20%，烧滑石7～9%，高岭土15～25%，氧化铝5~8%，白云石5~8%。