一种自清洁的超亲水陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种自清洁的超亲水陶瓷材料及其制备方法，所述超亲水陶瓷材料包括第一涂层和第二体层，第一涂层的组成包括纳米二氧化钛、纳米三氧化铝和纳米二氧化硅；第二体层的组成包括石英、高岭土、氧化铝、钾长石、氧化锌和镁质泥。所述自清洁的超亲水陶瓷材料表面的第一涂层薄且能够与第二体层紧密关联，且第一涂层中纳米二氧化钛具有光催化活性，进而可实现陶瓷材料的自清洁，且三者的组合形成具有超亲水的性能，有利于油污的去除。有利于油污的去除。

【技术实现步骤摘要】
一种自清洁的超亲水陶瓷材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷
，尤其涉及一种自清洁的超亲水陶瓷材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]超亲水陶瓷砖主要是通过光催化材料和陶瓷砖的有机结合来实现防污和易清洁的作用，现有的光催化纳米材料与陶瓷砖的结合技术主要分为两种：一种是光催化材料覆在陶瓷砖上的形成薄膜，另外一种是将光催化材料添加到釉料和原料中制备成易清洁陶瓷砖。其中，通过将光催化纳米材料覆在陶瓷砖上来制备易清洁陶瓷砖，这种方法是将光催化纳米材料直接覆在陶瓷砖上，陶瓷砖的表面形成一层易清洁的薄膜，采用该方法制备易清洁陶瓷砖存在光催化纳米材料与陶瓷砖的结合性差的问题，容易脱落，而且许多光催化材料只有在紫外光照射后才能表现出光催化性能和超亲水的性能，才能显现其净化污染物和易清洁的能力，使其应用范围受到限制。
[0003]CN113264782A公开了一种易清洁陶瓷砖的制备方法及其产品，该易清洁陶瓷砖的制备方法包括以下步骤：(1)将氧化铋溶胶加入到氧化锌溶胶中，搅拌，得到氧化铋/氧化锌复合溶胶；(2)对陶瓷砖基体表面进行常压等离子表面处理后，以磨盘加压加热的方式将氧化铋/氧化锌复合溶胶磨抛在陶瓷砖基体表面，在陶瓷砖基体表面形成易清洁膜，得到半成品陶瓷砖；(3)将半成品陶瓷砖进行干燥处理，得到易清洁陶瓷砖。但该方法采用等离子表面处理，制造成本高。
[0004]CN1533417A公开了超亲水性光催化覆膜形成液、具有该覆膜的构造体及其制造方法，该方法将含有糖类和具有过氧基的钛氧化物微粒或不具有过氧基的钛氧化物微粒的覆膜形成液涂布在玻璃、金属或瓷砖等基板表面成膜后，高温加热，在该基板上形成含有钛氧化物微粒、且光催化非激励状态下的水接触角不足10
°
的超亲水性光催化覆膜。
[0005]CN106582892A公开了纳米TiO2涂层结构及其制备方法和用途，其包括基体和负载于基体表面的纳米TiO2涂层，还提供了纳米TiO2涂层结构的制备方法，其中使用线性钛氧聚合物溶液涂覆基体材料，干燥、烧结得到在基体材料上负载纳米TiO2的涂层结构。由该线性钛氧聚合物制备的纳米TiO2涂层结构具有优异的光催化效应和超亲水效应。
[0006]但上述方案存在与坯砖结合不牢固，容易脱落等问题。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种自清洁的超亲水陶瓷材料及其制备方法，通过共沉淀方式制得含有纳米二氧化钛、纳米三氧化铝和纳米二氧化硅的涂层，从而加强了与体层的粘接程度，避免了表面釉层的脱落和破损。
[0008]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种自清洁的超亲水陶瓷材料，所述超亲水陶瓷材料包括第一涂层和第二体层，第一涂层的组成包括纳米二氧化钛、纳米三氧化铝和纳米二氧化硅；
第二体层的组成包括石英、高岭土、氧化铝、钾长石、氧化锌和镁质泥。
[0010]本专利技术中通过在第一涂层中同时含有纳米二氧化钛、纳米三氧化铝和纳米二氧化硅，其中纳米二氧化钛能够起到光催化和超亲水的自清洁作用，纳米氧化硅和纳米三氧化铝能够辅助纳米二氧化钛提高第一涂层的硬度以及与第二体层的粘结牢固度，避免了表面第一涂层的脱落情况。一方面纳米三氧化铝本身具备粘结的能力，另一方面第一涂层中的纳米三氧化铝与纳米氧化硅跟第二体层中的氧化铝和石英组份类似，在烧成过程中能够相互作用，提高涂层与体层的粘接力。
[0011]优选地，所述第一涂层中纳米二氧化钛的尺寸为10～80nm，例如可以是10nm、15nm、25nm、30nm、40nm、45nm、50nm、65nm、70nm或80nm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0012]优选地，所述第一涂层中纳米三氧化铝的尺寸为15～100nm，例如可以是15nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0013]优选地，所述第一涂层中纳米二氧化硅的尺寸为15～200nm，例如可以是15nm、25nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm或100nm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0014]本专利技术优选上述纳米尺寸，能够得到更光滑亲水的陶瓷表面。
[0015]优选地，所述第一涂层中纳米二氧化钛、纳米三氧化铝和纳米二氧化硅的质量比为4～7:2～3:1～4，例如可以是4:2:4、5:2:3、6:2:2、7:2:1、4:3:3、5:3:2或6:3:1等。本专利技术进一步优选上述配比，从而能够在保障二氧化钛含量的同时提供更好的粘接能力，且表面硬度更高。
[0016]优选地，所述第二体层的组成按质量份数包括30～40份石英、5～12份高岭土、10～20份氧化铝、15～22份钾长石、1～5份氧化锌和10～30份镁质泥。
[0017]本专利技术中第二体层的组成按质量份数包括30～40份石英，例如可以是30份、32份、33份、34份、35份、36份、37份、38份、39份或40份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。5～12份高岭土，例如可以是5份、6份、7份、8份、9份、10份、11份或12份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。10～20份氧化铝，例如可以是10份、12份、13份、14份、15份、16份、17份、18份、19份或20份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。15～22份钾长石，例如可以是15份、16份、17份、18份、19份、20份、21份或22份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。1～5份氧化锌，例如可以是1份、1.5份、1.9份、2.4份、2.8份、3.3份、3.7份、4.2份、4.6份或5份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。10～30份镁质泥，例如可以是10份、13份、15份、17份、19份、22份、24份、26份、28份或30份等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0018]优选地，所述第一涂层的厚度为0.4～0.8mm，例如可以是0.4mm、0.45mm、0.49mm、0.54mm、0.58mm、0.63mm、0.67mm、0.72mm、0.76mm或0.8mm等，但不限于所列举的数值，该范围内其他未列举的数值同样适用。
[0019]第二方面，本专利技术提供一种第一方面所述的自清洁的超亲水陶瓷材料的制备方法，所述制备方法包括：
[0020]混合水解钛源、铝源和硅源，得到混晶溶胶。第二体层的组份经混合和预烧，得到预烧坯体，在所述预烧坯体的表面施上所述混晶溶胶，入窑升温烧成，得到所述超亲水陶瓷材料。
[0021]本专利技术通过表面成膜的方式在预烧坯体表面制备第一涂层，并共同升温烧成，显著提升了产品的强度，且含有混合晶核的溶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自清洁的超亲水陶瓷材料，其特征在于，所述超亲水陶瓷材料包括第一涂层和第二体层，第一涂层的组成包括纳米二氧化钛、纳米三氧化铝和纳米二氧化硅；第二体层的组成包括石英、高岭土、氧化铝、钾长石、氧化锌和镁质泥。2.根据权利要求1所述的超亲水陶瓷材料，其特征在于，所述第一涂层中纳米二氧化钛的尺寸为10～80nm；优选地，所述第一涂层中纳米三氧化铝的尺寸为15～100nm；优选地，所述第一涂层中纳米二氧化硅的尺寸为15～200nm。3.根据权利要求1或2所述的超亲水陶瓷材料，其特征在于，所述第一涂层中纳米二氧化钛、纳米三氧化铝和纳米二氧化硅的质量比为4～7:2～3:1～4。4.根据权利要求1～3任一项所述的超亲水陶瓷材料，其特征在于，所述第二体层的组成按质量份数包括30～40份石英、5～12份高岭土、10～20份氧化铝、15～22份钾长石、1～5份氧化锌和10～30份镁质泥。5.根据权利要求1～4任一项所述的超亲水陶瓷材料，其特征在于，所述第一涂层的厚度为0.4～0.8mm。6.一种根据权利要求1～5任一项所述的自清洁的超亲水陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：混合水解钛源、铝源和硅源，得到混晶溶胶；第二体层的组份经混合和预烧，得到预烧坯体，在所述预烧坯体的表面施上所述混晶溶胶，入窑升温烧成，得到所述超亲水陶瓷材料。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述钛源包括四氯化钛、钛酸丁酯、钛酸丙酯、钛酸异丙酯或钛酸乙酯中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述铝源包括铝酸钠；优选地，所述硅源包括正硅酸乙酯、硅溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：温晓炜，马云龙，
申请(专利权)人：亚细亚建筑材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：