一种乳白玉质抗菌玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种乳白玉质抗菌玻璃及其制备方法，所述乳白玉质抗菌玻璃中含有CaF

【技术实现步骤摘要】
一种乳白玉质抗菌玻璃及其制备方法
本专利技术涉及抗菌玻璃
，尤其涉及一种乳白玉质抗菌玻璃及其制备方法。
技术介绍
厨具器皿(碟、碗、盘、杯、瓶)是人们使用量极大的日常用品，其卫生情况与人们的健康紧密相关。日常使用中，常需要进行高温消毒处理，但是经过消毒处理后的器皿在存储，或者运输过程中(尤其餐厅、宾馆等公共场所)，都会接触到各种二次污染源，且不可避免。伴随科技进步和人民生活水平的提高，人们对自身健康日益重视，厨具器皿的选择不仅考虑视觉上的美感，同时也注重其材质的健康环保及其功能的特殊性。具有抗菌特性的厨具器皿已经逐步为大众所熟知及热捧。目前，大众所用抗菌厨具器皿常为乳白色或上釉陶瓷，其主要通过在表层釉料中高温烧结引入抗菌银离子，实现抗菌性能。其较好的玉质感及色彩饱和度，深受大众喜爱。但陶瓷制品其工业规模化不及玻璃方便，且其碎片常无法重复利用，成本往往高于玻璃，而且陶瓷器皿的耐冷热急变性能较差，微波透过率低，不适合微波加热；另外，陶瓷制品常采用天然矿物质，其往往含有重金属，易对人体产生危害。仿瓷器或仿玉质感的乳白玉质抗菌玻璃，又称白玉玻璃。其主要通过在玻璃配方中引入低溶解度的乳浊剂，其在高温时溶于玻璃液中，降温时析出一种或多种微小颗粒，或导致玻璃的分相，当光线照入玻璃后引起光散射，从而造成乳浊的效果。其色泽鲜明，具有陶瓷温润如玉的质感，可在美观上完全替代陶瓷。同时，由于其主要为玻璃成分，可通过适当的成分设计，引入Ag+、Cu+、Zn2+等抗菌离子，让其与玻璃碱金属离子间交换，进而实现玻璃的抗菌性能，其可抑制细菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌)生长，且具有一定的抗菌耐久性。目前，尝试采用离子交换法制备的抗菌乳白玉质抗菌玻璃；当抗菌离子含量较低时，抗菌效果较差；而当抗菌离子较高，抗菌效果较好时，乳白玉质抗菌玻璃内容易出现杂色或浑浊，影响其美观。因此，目前市面上鲜有乳白玉质色的抗菌玻璃。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于，为克服抗菌效果与玻璃中出现杂色、混色的矛盾，通过对乳白玉质抗菌玻璃配方及工艺进行研究设计，采用离子交换工艺，制备出不易出现杂色或浑浊且有良好抗菌性能的乳白玉质抗菌玻璃制品。为达到本专利技术的目的，本专利技术第一方面，提供一种乳白玉质抗菌玻璃，所述乳白玉质抗菌玻璃中含有CaF2和抗菌金属离子；所述乳白玉质抗菌玻璃的厚度T为3.3mm～3.7mm,所述抗菌金属离子的在抗菌玻璃表面向内0.05T～0.27T厚度区域内存在最高浓度；所述抗菌玻璃的抗菌R值＞3，所述抗菌玻璃的颜色通道a*值为0，b*值为0.11～0.12。CaF2为乳浊剂，是导致玻璃呈现乳白玉质感的主要成分。为不影响玻璃乳白玉质着色，颜色通道a*值为0，b*值为0.11～0.12，需控制玻璃厚度T为3.3mm～3.7mm，以及进入玻璃的抗菌金属离子数量，同时为了保证玻璃的抗菌性能R值＞3，微量的抗菌金属离子需要积聚在玻璃的浅表层，在0.05T～0.27T厚度区域密集并存在最高浓度。一般采用离子交换的方式进行植入，以EDS线扫描出的浓度相对强度表示其密集浓度分布。。CIE颜色通道a*值和b*值为一种由国际照明协会(CIE)定义于L*a*b*颜色空间中的光学参数。L*a*b*颜色空间包括在三维实数空间中的所有可感颜色。亮度L*以L*＝0来表示最深的黑色，以L*＝100表示最明亮的白色。颜色通道a*与b*以a*＝0且b*＝0表示真实的中性灰色值。沿着a*轴以-128至+128的范围表示红/绿相对色，其中以绿色为负a*值、而红色为正a*值。沿着b*轴以-128至+128的范围表示黄/蓝相对色，其中以蓝色为负b*值、而黄色为正b*值。优选的，所述抗菌金属离子为银离子、铜离子、锌离子或其组合物。优选的，所述抗菌金属离子为铜离子。银离子由于易于显黄色且价格相对较贵，锌离子植入较为困难且抗菌效果较弱，因此本专利技术最优选抗菌离子为铜离子。优选的，以乳白玉质抗菌玻璃为质量基准，所述铜离子的含量为0.007wt％～0.016wt％。铜离子含量控制在0.007wt％～0.016wt％，在保证抗菌效果的同时，不影响乳白玉质抗菌玻璃的色泽效果。优选的，所述乳白玉质抗菌玻璃的耐急热变温差≥120℃。优选的，所述乳白玉质抗菌玻璃的维氏硬度＞500kgf/mm2，植入抗菌离子后硬度无明显变化。优选的，所述乳白玉质抗菌玻璃的抗菌R值＞5。为达到本专利技术的目的，本专利技术第二方面，本专利技术还提供了一种所述乳白玉质抗菌玻璃的制备方法，制备方法包括以下步骤：将预热后的基础玻璃放入混合浴盐中进行离子交换，所述混合浴盐包括0.5％～1.2wt％抗菌金属盐，其余为硝酸盐；离子交换温度360～430℃，交换时间为10～60min，得到所述乳白玉质抗菌玻璃；所述抗菌金属盐为铜盐，可采用CuSO4、Cu(NO3)2、CuCl等含铜盐类或其组合物。由于铜盐很容易在熔盐熔化温度附近就发生热解产生黑色的氧化铜，其浓度越高，粘附在玻璃表面的氧化铜含量越高，极难清洗干净，有时还可能发生植入离子价态的跃迁，引起玻璃的着色，产生绿色或铜红色，影响乳白玉质抗菌玻璃的色泽。铜盐过低，又会导致离子交换困难，从而导致铜离子植入的含量受限，影响抗菌效果。因此，铜盐在混合熔盐中含量占比限为0.5％～1.2％。所述基础玻璃的组分及质量百分含量为：SiO256％～68％、Al2O35％～10％、Na2O6.5～15％、K2O0～3％、BaO2～5％、ZnO0.8％～1.5％、CaO2～6％、CaF21～4％,澄清剂0.15％～0.3％；其中-2.1％＜BaO+CaO-Al2O3≤0、-0.5％＜CaO-CaF2＜2％。以下对各组分含量进行数值限定的理由加以说明：SiO2构成了基础玻璃的主体结构。其含量过低会弱化玻璃整体性能。SiO2含量不应低于56wt％。但较高的SiO2含量，又会导致熔制成型困难。本专利技术SiO2的含量控制在56wt％～68wt％。Al2O3属于网络中间体氧化物。其引入玻璃中可夺取非桥氧形成铝氧四面体，把硅氧网络断键连接起来，使玻璃结构趋向紧密，提高整体性能。另一方面，由于铝氧四面体在玻璃结构中体积比硅氧四面体体积要大，可为玻璃在离子强化过程中提供强化通道，其含量越高越能方便离子置换。因此，Al2O3引入含量不低于5％。由于本专利技术需Cu离子集中于浅表面，过高的Al2O3含量可促使Cu与碱金属深层交换，且Al2O3含量升高，能快速提高玻璃高温粘度，致使玻璃澄清均化难度加大，气泡缺陷不易排出，增加生产成本。本专利技术控制Al2O3含量不大于10％。Na2O能显著降低基础玻璃的粘度，促使基础玻璃的熔化和澄清。同时，Na离子也是离子交换的主要参与者。Na离子含量过少，不利于离子交换。但Na2O含量的增多又会导致玻璃化学稳定性及机械性能变差。因此，从离子交换的角度考虑，为了能够使Cu离子和K+与Na+离子的交换，在玻璃表面形成抗菌效应或一定的压缩应力，其最小含量不低于6.5wt本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乳白玉质抗菌玻璃，其特征在于，所述乳白玉质抗菌玻璃中含有CaF

【技术特征摘要】
1.一种乳白玉质抗菌玻璃，其特征在于，所述乳白玉质抗菌玻璃中含有CaF2和抗菌金属离子；所述乳白玉质抗菌玻璃的厚度T为3.3mm～3.7mm；所述抗菌金属离子在沿抗菌玻璃表面向内0.05T～0.27T厚度区域内存在最高浓度；所述抗菌玻璃的抗菌R值＞3，所述抗菌玻璃的颜色通道a*值为0，b*值为0.11～0.12。


2.根据权利要求1所述的乳白玉质抗菌玻璃，其特征在于，所述抗菌金属离子为银离子、铜离子、锌离子或其组合物。


3.根据权利要求2所述的乳白玉质抗菌玻璃，其特征在于，所述抗菌金属离子为铜离子。


4.根据权利要求3所述的乳白玉质抗菌玻璃，其特征在于，以所述乳白玉质抗菌玻璃为质量基准，所述铜离子的含量为0.007wt％-0.016wt％。


5.根据权利要求4所述的乳白玉质抗菌玻璃，其特征在于，所述乳白玉质抗菌玻璃的耐急热变温差≥120℃。


6.根据权利要求4所述的乳白玉质抗菌玻璃，其特征在于，所述乳白玉质抗菌玻璃的维氏硬度＞500kgf/mm2。


7.根据权利要求1所述的乳白玉质抗菌玻璃，其特征在于，所述乳白玉质抗菌玻璃的抗菌R值＞5。


8.一种权利要求1-7任一所述乳白玉质抗菌玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将预热后的基础玻...

【专利技术属性】
技术研发人员：王键，杨忠林，林文成，洪立昕，
申请(专利权)人：科立视材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35