设定级配应用的光触媒涂层的陶瓷制品及其制作方法技术

一种设定级配应用的光触媒涂层的陶瓷制品及其制作方法，包含陶瓷坯体与光触媒涂层，所述光触媒涂层是在创新设计粒径级配并采用磨抛技术嵌铺于烧制后磨抛后的制品表面并在表层成“T”字型平面膜层状态，从而低成本地实现有效且高效、持久地在陶瓷制品表面产生可见光下降解甲醛等有害物质的净化功能作用。

The ceramic products with photocatalyst coating applied in setting gradation and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
设定级配应用的光触媒涂层的陶瓷制品及其制作方法
本专利技术涉及建筑陶瓷砖领域，特别是指一种设定级配应用的光触媒涂层的陶瓷制品及其制作方法。
技术介绍
随着现有天然石材资源的短缺情况下，现代的装饰板材中都采用了仿石效果的陶瓷砖制品，其优异的理化性能与丰富的纹理效果都得到了消费者的认可与信赖；伴随人们生活水平逐步提高，需求有了更进一步提升，尤其在健康，环保等方面的要求越来越高，特别是在装修的选材，施工过程后的家居场所的健康环保的要求上。在陶瓷砖制品而言，其不仅在外观花色和制品本身的装饰性及装修应用上满足人们美好生活的需要，而作为装饰装修材料的经1100℃～1200℃烧制而成的陶瓷制品来说，还希望能够对装修家居环境有更一步的净化辅助功能。在家居装修环境中，室内装潢包括涂料、胶黏剂、复合材料等等用量的增加，室内空气污染严重，室内环境的净化已越来越受到人们的重视。据调查，新装修的房间内空气中有机挥发物浓度高于室外，甚至高于工业区，其中有许多物质对人体有害甚至致癌，如甲醛，TVOC苯等有机挥发物，为此，各家居行业材料厂家必须要提供无害化产品，并且还能进一步改善环境方面正在进行着努力解决。针对上述需求，各陶瓷领域相关陶瓷行业厂家也在进行攻关，推出了一系列与新工艺材料相结合的功能性陶瓷制品，有如下基本方向：1.负离子净化空气原理：空气在特定环境中如打雷闪电会使大气中(O2、N2、C02、H20)中的电子e释放出来，而地球是一个最大的负极，会把正电子吸收，而游离的负电子就会捕捉空气中的氧气或水分子产生空气负离子，又叫负氧离子，其能与空气中的有机物起氧化作用，把甲醛、苯……降解成无害的二氧化碳和水；与荷正电及未荷电的污染物作用，使其聚集成大离子而沉降，尤其对小至0.01微米的微粒与飘尘有明显的沉降去除的效果，因而具有清洁空气的作用；而在这些激发诱导产生负氧离子的材料特性上，有诸如锆石、褐铁矿类的六环石、磁石、氧化钍、铝镁氧化物的尖晶石等材料通过其材本身的放射性，电离出电子，再与氧气或水分子产生负离子。在现有制作负离子陶瓷砖的技术方案中：如CN1587186A专利中，其在坯体配方中加进负离子粉来制备，其实质是加入了含有电气石粉或者稀土元素的矿物质材料，主要原理是以钍元素的放射性而电离出负电子，捕捉空气中的氧气或水分子形成空气负离子，但这些诱生负离子的材料本身带有天然的放射性元素，如钍这样才能激发诱导出负离子的产生，若放射性元素量少了其产生的负离子数量少，其对去除甲醛等有害气体效果甚微，量多了则产生的放射性辐射高，对人体健康安全产生隐患，因此需要控制放射性不能超标与负离子浓度要高的相互矛盾关系的使用量，所以仍具有局限性。2.纳米二氧化钛净化空气原理：通过纳米二氧化钛在光线能量的催化作用下，使负电子诱导产生负氧离子和羟基自由基，把环境中的甲醛、苯、TVOC等有机挥发物氧化分解成无害的二氧化碳和水，从而去除空气中的有害气体，也能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理，因为纳米二氧化钛本身无毒副作用，其还是制作防晒霜的添加剂材料之一，并且纳米二氧化钛光触媒材料已广为成熟和可商业化购买，因此这个材料的稳定性和安全性已逐步得到了业内的认可并成为了市场的主流研究方向。但在如何选择更合适的光触媒材料，比如紫外光照射还是可见光照射下产生催化作用，并达到更低成本又更高效和持久的应用，从而达到净化功能效果的研究，成为了大家的攻关方向，而在陶瓷领域也形成了这种关注和研究的开展。现有制作含纳米二氧化钛光触媒产生净化功能的陶瓷制品的方式有：如CN202152318U专利中，提出了将含有纳米二氧化钛制成的光触媒喷淋于于已烧成的陶瓷砖表面，再在一定的设定温度下烘干制得，该方式需要通过增设的温度烘干装置及进行一定的保温时间的能耗才能实现，对现阶段倡导环保及低碳的新时代绿色制造方向不相符，且喷淋于表面黏附持久性差，容易脱落；并且未有揭示是在可见光下可以产生催化作用的光触媒材料。如CN107311632A专利，提出了将纳米TiO2掺杂在原料配方中从而制得陶瓷制品，该方式起催化作用的纳米TiO2不能完全的覆盖在瓷砖表面，因而与光线作用的充分接触的比表面积不足，导致净化空气的功能效果不足，另外该方式采用纳米TiO2作为配方原料，通过高温烧制的工艺方式应用，其会使纳米TiO2的晶型都转化为金红石型二氧化钛，而金红石型二氧化钛的光催化率尤其是可见光的催化率低，这样会使得净化效果不明显。如CN102728298A专利，提出了将纳米TiO2溶液加入到瓷砖防污液中对瓷砖加压磨抛，该方式是采用10nm～20nm的TiO2负载于多孔矿物质上再与瓷砖防污液进行混合后再对陶瓷砖进行磨抛，该方式由于是混合型溶液，所揭示的多孔矿物质仅仅是为了负载更细的纳米TiO2材料的作用，也未揭示TiO2材料是否经过了敏化剂处理，其起主要催化作用的纳米二氧化钛材料是分散负载于各种多孔矿物质上，再与瓷砖防污液混合，这就会减少了纳米TiO2的平面铺展开来的总面积，并且并非是TiO2分子之间在制品表面和孔隙中相互形成分子键结构的结晶态构成，而是通过硅藻土等多孔载体附着在制品孔隙和表面的，这一方面因为起光催化作用的TiO2的量不足，降低了净化空气能力，另一方面，其通过多孔材料载体附着结构力不足，有机物载体还容易分解，影响持久性。而亦有常规的直接在已填满陶瓷抛光液的表面再施加光触媒混合液的技术方案，该方式从物理结构上看，就可以得知其是在表面交联成一层平面膜，没有嵌渗于表层微孔内形成“T”字型结构，附着力就不如“T”字型附着力牢固，一层平面的形态结构，就容易脱落且容易被踩踏损坏表面膜层，持久性不高，且其未有提出或揭示通过孔隙大小和纳米材料不同级配粒径控制，使其向下的孔隙中以及平面上共同致密紧固交联，形成如同本专利技术“T”型的牢固结构，使之更持久的产生效果。而且也未揭示所采用的光触媒材料本身是否经敏化处理以降低其激发能量，以及能在40℃～60℃形成结晶的材料特性要求，所以这类技术方案属上位概念，不够具体。从现阶段技术手段、环保安全、市场需求来看，由纳米TiO2材料制成的光触媒混合液具有更广泛的应用前景，但现有技术方法上、材料选择上、使用方式上、材料应用成本的性价比上，都参差不齐，未有提出或明确揭示利用和设计光触媒材料中纳米二氧化钛的粒径大小与常规采用的成本较低的陶瓷抛光液类材料粒径大小以及业内共知的陶瓷制品磨抛后表面会产生50nm以内或最大孔径在十几微米或几十微米的微孔的孔径之间的关系的研究，而采用合适的粒径级配的材料的使用方案；也未有在纳米TiO2光触媒材料本身的材料选择上研究提出要求，如要求纳米TiO2材料在40℃～60℃温度时形成结晶，对纳米TiO2材料进行敏化处理以降低其激活能量，使400～760nm波长的可见光即可对其进行光催化反应，从而在成本上，应用持久性上、应用广谱性上得到一种更合理级配和应用方法的技术方案来实现安全、广谱、高效和持久地应用可见光催化降解有害挥发物功能的光触媒材料，在陶瓷制品表面持久发挥净化功能的创新技术方案。
技术实现思路
<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设定级配应用的光触媒涂层的陶瓷制品，其特征在于：包含陶瓷坯体与利用光触媒混合液制作成的光触媒涂层，所述光触媒涂层嵌铺于烧制后磨抛后的制品表面并在表层成“T”字型平面膜层状态，其嵌渗于制品表面向下至少达0.2～1mm的厚度，其在制品表层呈平面膜层的厚度为0.01～0.15mm；/n光触媒涂层之下还设有常规陶瓷抛光液材料并且是与嵌渗于表层内的光触媒材料混合填充于表层微孔中，其中填充于微孔中的常规陶瓷抛光液材料占质量百分数60％～80％，光触媒材料质量百分数占40％～20％。/n

【技术特征摘要】
1.一种设定级配应用的光触媒涂层的陶瓷制品，其特征在于：包含陶瓷坯体与利用光触媒混合液制作成的光触媒涂层，所述光触媒涂层嵌铺于烧制后磨抛后的制品表面并在表层成“T”字型平面膜层状态，其嵌渗于制品表面向下至少达0.2～1mm的厚度，其在制品表层呈平面膜层的厚度为0.01～0.15mm；
光触媒涂层之下还设有常规陶瓷抛光液材料并且是与嵌渗于表层内的光触媒材料混合填充于表层微孔中，其中填充于微孔中的常规陶瓷抛光液材料占质量百分数60％～80％，光触媒材料质量百分数占40％～20％。


2.根据权利要求1所述的制品，其特征在于：所述光触媒涂层铺设于烧制后磨抛后的制品表面并在表层成“T”字型平面膜层状态，其在制品表层呈平面膜层的厚度为0.01～0.1mm。


3.根据权利要求1所述的制品，其特征在于：所述选择应用的光触媒混合液，PH值在1.8～2.8之间，其溶液中所含固含物占重量百分比为5％～8％，固含物粒径为5nm～20nm，其中的5nm～20nm的锐钛矿型纳米TiO2占重量百分比为0.5％～2％，且所述纳米TiO2经过了敏化处理并且在40℃～60℃会形成结晶。


4.根据权利要求1所述的制品，其特征在于：所述选择应用的常规陶瓷抛光液，其溶液中含有的固含物粒径为30nm～300nm。


5.一种设定级配应用的光触媒涂层的陶瓷制品的制作方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)、配置光触媒混合液与常规陶瓷抛光液，备用；所述选择应用的光触媒混合液，PH值在1.8～2.8之间，其溶液中所含固含物占重量百分比为5％～8％，固含物粒径为5nm～20nm，其中的5nm～20nm的锐钛矿型纳米TiO2占重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶德林，叶永楷，简润桐，陈章武，
申请(专利权)人：广东萨米特陶瓷有限公司，广东新明珠陶瓷集团有限公司，佛山市三水冠珠陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44