一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷及制备方法，制备时在陶瓷坯体表面喷覆双层釉面，先将铜粉、铜铝合金粉末与基础釉料混合研磨形成釉料A，再将稀土氧化物、二氧化钛、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须和基础釉料混合研磨形成釉料B，依次将釉料A、釉料B喷覆至陶瓷坯体表面，本发明专利技术公开了一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷及制备方法，结构设计合理，在陶瓷坯体表面表面喷覆双层釉面，釉烧后形成含有双层釉面的卫生陶瓷；该卫生陶瓷釉面平整，且该陶瓷具有较优异的耐磨性能和抗热震性能，抗菌性能优异，表面易洁，整体实用性较高。整体实用性较高。

【技术实现步骤摘要】
一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷及制备方法


[0001]本专利技术涉及卫生陶瓷
，具体为一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷及制备方法。

技术介绍

[0002]卫生陶瓷是卫生间、厨房和试验室等场所用的带釉陶瓷制品，也称卫生洁具，在实际购买时可根据不同的使用环境选择不同的材质和性能，随着生活水平的不断提高和发展，我国卫生陶瓷产业的产能产量在不断增长，国内市场需求较大，与此同时，对于卫生陶瓷的性能要求也越来越高。
[0003]现有市面上购买的卫生陶瓷的耐磨性能较差，而且随着使用时间越来越久，卫生陶瓷的抗菌性能也很难持久，这给实际应用带来了极大的影响；针对该情况，本申请公开了一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷及制备方法，以解决该技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷及制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
[0007](1)取陶瓷坯体，依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗，清洗后干燥，再在陶瓷坯体表面进行激光处理，形成若干周期排列的横向沟槽、纵向沟槽，所述横向沟槽、纵向沟槽相互垂直交错并形成网格结构，激光处理后超声清洗，真空干燥，得到预处理陶瓷坯体；
[0008](2)取铜粉、铜铝合金粉末和基础釉料混合，以水为介质球磨1～2h，过筛除铁，得到细度为8～12μm的釉料A；取稀土氧化物、二氧化钛、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须和基础釉料混合，以水为介质球磨1～2h，得到细度为6～10μm的釉料B；
[0009]在预处理陶瓷坯体表面施釉，先喷覆釉料A形成底釉，再喷覆釉料B形成面釉，干燥后釉烧，得到所述卫生陶瓷。
[0010]较优化的方案，所述基础釉料各组分含量包括：以重量计，钾长石22～25份、石英粉25～30份、氧化锌2～3份、氧化铝2～5份、高岭土4～6份、硅酸锆8～9份、蛇纹石3～4份、809熔块3～5份、刚玉3～5份、烧滑石2～5份、方解石6～8份、白云石3～6份、硅灰石10～12份、氧化镁0.5～1份。
[0011]较优化的方案，所述釉料A中，所述铜粉为釉料A的20～25wt％；所述铜铝合金粉末为釉料A的15～20wt％。
[0012]较优化的方案，所述釉料B中，所述稀土氧化物为釉料B的1～1.5wt％；所述二氧化钛为釉料B的5～7wt％；所述碳酸钙晶须为釉料B的3～5wt％，所述硫酸钙晶须为釉料B的3～5wt％；
[0013]所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化钇和氧化钕，所述氧化钇和氧化钕的总质量为M1，所述氧化镧质量为M2，则0.5M2≤M1＜M2。
[0014]较优化的方案，步骤(2)中，所述二氧化钛为表面改性的二氧化钛，具体制备步骤为：
[0015]S1：取硝酸锆、硫脲混合，稀硝酸调节pH至2～3，得到物料A；取无水乙醇和钛酸四丁酯，混合后搅拌10～15min，加入物料A，搅拌10～15min，再在150～155℃下水热反应2～3h，过滤收集产物，干燥研磨，转移至600～620℃下煅烧2～3h，得到掺杂二氧化钛；
[0016]S2：取正硅酸乙酯、乙醇混合，水解30～40min，加入掺杂二氧化钛，搅拌30～40min，再加入氧氯化锆、氟化钠，静置20～30min，氨水调节pH至8～9，170～180℃水热条件下反应4～6h，过滤干燥。
[0017]较优化的方案，步骤(1)中，相邻横向沟槽之间、相邻纵向沟槽之间的间距均为0.1mm；横向沟槽、纵向沟槽的深度均为30～40μm。
[0018]较优化的方案，步骤(2)中，所述底釉厚度为0.8～1mm，所述面釉的厚度为0.2～0.3mm，釉烧温度为1200～1250℃，釉烧时间为15～18h。
[0019]较优化的方案，所述氧化镁为掺杂氧化镁，具体制备步骤为：取氧化镁，研磨粉碎后球磨1～2h，过筛，加入氯化亚铁和氯化镁，混合后研磨1～2h，混合后物料转移至空气气氛下煅烧，以4～5℃/min的升温速率升温至1000～1100℃，保温1.5～2h，得到掺杂氧化镁。
[0020]较优化的方案，根据以上任意一项所述的一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷的制备方法制备的卫生陶瓷。
[0021]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
[0022]本专利技术公开了一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷及制备方法，制备时在陶瓷坯体表面喷覆双层釉面，先将铜粉、铜铝合金粉末与基础釉料混合研磨形成釉料A，再将稀土氧化物、二氧化钛、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须和基础釉料混合研磨形成釉料B，依次将釉料A、釉料B喷覆至陶瓷坯体表面，釉烧后形成含有双层釉面的卫生陶瓷；该卫生陶瓷釉面平整，且该陶瓷具有较优异的耐磨性能和抗热震性能，抗菌性能优异，表面易洁，整体实用性较高。
[0023]本申请限定了内层陶瓷为“基础釉料+铜粉+铜铝合金粉末”，并限定内层中铜粉、铜铝合金粉末的含量，该步骤的目的为：在底层釉面中添加铜粉、铜铝合金粉末，其最终形成的底釉的硬度低于外层面釉，内层底釉的存在可以作为缓冲层，以此在陶瓷坯体表面形成内软
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外硬的层级结构，该层级结构的设计能够有效提高卫生陶瓷的耐磨性能和抗热震性能。
[0024]在该层级结构基础上，本申请在釉料B中引入了稀土氧化物、二氧化钛、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须等增强料，稀土氧化物的引入能够细化晶粒、提高面釉层致密度，从而进一步提高卫生陶瓷的耐磨性能；碳酸钙晶须和硫酸钙晶须的引入可作为增强相，以提高面釉层表面硬度和耐磨性能，保证外层硬质结构的形成；二氧化钛的引入可提高卫生陶瓷的抗菌性能，二氧化钛能够在光催化作用下破坏细菌的细胞膜结构，以实现杀菌、抑制细菌生长的作用效果。
[0025]在该方案基础上，本申请进一步改进方案，在陶瓷坯体表面喷覆釉面之前，先在陶瓷坯体表面进行激光加工，以形成横向、纵向垂直交错设置的网格结构，其中若干个横向沟槽沿竖直方向周期性排列，且相互之间的间距为0.1mm；若干个纵向沟槽沿水平方向周期性
排列，且相互之间的间距为0.1mm，彼此相互交错形成网格结构；该步骤的目的为：在陶瓷表面进行激光加工形成沟槽，不仅能够陶瓷坯体表面粗糙度，从而提高底釉与陶瓷坯体之间的附着力，另一方面，激光加工形成的微结构也能够对釉面进行支撑，通过这两个方面，激光加工后喷覆底釉和面釉，卫生陶瓷的耐磨性能、抗热震性能得到进一步提升。
[0026]在该方案基础上，本申请进一步改进方案：在添加二氧化钛时，先对二氧化钛进行硫、锆掺杂，以提高二氧化钛的光催化活性；同时，将其添加至硅溶胶中，加入氧氯化锆、氟化钠，水热反应后形成硅酸锆，此时多孔硅酸锆分布在二氧化钛周围并进行包覆，由于硅酸锆在后续釉烧时较为稳定，因此其能够抑制釉料向二氧化钛扩散，以降低釉料对二氧化钛活性的影响，从而保证二氧化钛依旧具有较优异的光催化性能；另一方面，多孔硅酸锆的存在能够提高二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)取陶瓷坯体，依次置于丙酮、无水乙醇和去离子水超声清洗，清洗后干燥，再在陶瓷坯体表面进行激光处理，形成若干周期排列的横向沟槽、纵向沟槽，所述横向沟槽、纵向沟槽相互垂直交错并形成网格结构，激光处理后超声清洗，真空干燥，得到预处理陶瓷坯体；(2)取铜粉、铜铝合金粉末和基础釉料混合，以水为介质球磨1～2h，过筛除铁，得到细度为8～12μm的釉料A；取稀土氧化物、二氧化钛、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须和基础釉料混合，以水为介质球磨1～2h，得到细度为6～10μm的釉料B；在预处理陶瓷坯体表面施釉，先喷覆釉料A形成底釉，再喷覆釉料B形成面釉，干燥后釉烧，得到所述卫生陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷的制备方法，其特征在于：所述基础釉料各组分含量包括：以重量计，钾长石22～25份、石英粉25～30份、氧化锌2～3份、氧化铝2～5份、高岭土4～6份、硅酸锆8～9份、蛇纹石3～4份、809熔块3～5份、刚玉3～5份、烧滑石2～5份、方解石6～8份、白云石3～6份、硅灰石10～12份、氧化镁0.5～1份。3.根据权利要求1所述的一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷的制备方法，其特征在于：所述釉料A中，所述铜粉为釉料A的20～25wt％；所述铜铝合金粉末为釉料A的15～20wt％。4.根据权利要求1所述的一种含有硅酸锆的高耐磨卫生陶瓷的制备方法，其特征在于：所述釉料B中，所述稀土氧化物为釉料B的1～1.5wt％；所述二氧化钛为釉料B的5～7wt％；所述碳酸钙晶须为釉料B的3～5wt％，所述硫酸钙晶须为釉料B的3～5wt％；所述稀土氧化物包括氧化镧、氧化钇和氧化钕，所述氧化钇和氧化钕的总质量为M1，所述氧化镧质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：周文媛，刘溧，王宇旭，徐和良，赵田贵，章杰，
申请(专利权)人：江苏脒诺甫纳米材料有限公司，
类型：发明
国别省市：