專利名稱：具有抑菌功能的紅外輻射陶瓷釉層及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種具有抑菌功能的紅外輻射陶瓷釉層及其制備方法，屬建筑材料領域。
背景技術：
長期以來，傳統的建筑材料普遍存在著功能和用途單一的問題，難以滿足人們要求提高生活和工作環境質量的要求。自90年代初，日本東京大學的山本良一教授提出生態環境材料的新概念以來，研究具有凈化空氣、抗菌、防霉、調濕、保溫、紅外輻射等新型功能和效應的生態建筑材料成為建筑材料發展的一個新方向。目前，日本已研究出Ag+離子抗菌材料等多種抗菌材料，并以表面涂層或釉面的形式將上述抗菌材料用于陶瓷釉面磚中。目前，Ag+離子抗菌陶瓷存在的主要問題是，隨著Ag+離子的逐步被消耗，抗菌作用明顯下降，同時當抗菌劑中Ag+離子含量超過3％時產品質量難以保證，生產成本也高。
發明內容
本發明所要解決的問題是提供一種具有較好抑菌功能、且制造成本較低的紅外輻射陶瓷釉層及其制備方法。
本發明提供的技術方案是一種紅外輻射陶瓷釉層，主要組成為34-55％鉀長石、0-10％SiO2、15-20％CaCO3、0-6％ZnO、0-6％滑石、10-20％ZrSiO4、0-16％粘土、2-6％BaCO3、9-20％乳濁性熔塊、0-1.6％著色劑、3-7％紅外輻射陶瓷粉料，將上述組成范圍內的各種成份混合后采用陶瓷加工技術制備紅外輻射陶瓷釉層。
上述紅外陶瓷粉料主要由6-24％Fe2O3、8-16％MnO2、4-8％CuO、0-4％Co2O3、50-66％粘土組成。
上述百分比均為質量百分比。
本發明還提供了上述紅外輻射陶瓷釉層的制備方法，將Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3、粘土進行混合、球磨、干燥和固相合成，固相合成溫度為1100-1180℃，固相合成時間為1-3小時，制備出紅外輻射陶瓷粉料，再與其它組份混合得到釉料，然后按釉料與水的質量比100∶50-70的比例在釉料中加水，加水后經快速球磨制成釉漿，采用噴釉法或甩釉法在陶瓷生坯表面施釉，經干燥和燒成，制備出牢固附著在陶瓷坯體表面的紅外輻射釉層。
上述釉層可采用低溫快燒技術進行燒成，高溫帶燒成溫度范圍為1100-1195℃，釉層燒成時間為35分鐘，其中在高溫帶的燒成時間為10分鐘。
經紅外輻射性測試證明，本發明的紅外輻射陶瓷釉層的全波段法向比輻射率為0.82-0.83，在3-5μm波段的法向比輻射率為0.86-0.87，在8-14μm波段的法向比輻射率為0.83-0.85，不同顏色釉層的紅外輻射性能基本相當。
經抑菌功能的定性和定量檢測證明，本發明的紅外輻射陶瓷釉層對霉菌及多種革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌都有明顯的抑制作用。抑菌功能定性分析的基本方法是將紅外輻射陶瓷釉面磚和普通陶瓷釉面磚切割成50×50×2mm的試樣；試樣與培養皿中放入適當培養基；將紅外輻射陶瓷釉面磚和普通陶瓷釉面磚分別放入裝有培養基的培養皿中，在釉層表面和培養基中接種已知的指示菌菌株；將接種后的培養皿放入培養箱中，在適當條件下進行微生物培養。觀察結果表明，與不含紅外輻射陶瓷粉料添加劑的普通釉層相比，紅外輻射陶瓷釉層表面及周圍培養基中霉菌、細菌的生長都受到明顯抑制。抑菌功能的定量檢測方法采用日本食品分析中心1995年頒布的″抑菌制品抗菌試驗法(I)″中的″粘結薄膜法″。檢測菌種分別為金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、和黃桔青霉菌。檢測結果表明，紅外輻射釉層對上述菌種的抑菌率達到91.87％-100％。
本發明所用原料均為普通原料，且制法簡單，因而本發明的制造成本較低。
本發明的紅外輻射陶瓷釉層具有顯著的抑菌功能，可應用在建筑陶瓷中，利用釉層的紅外輻射作用和抑菌作用，達到改善生活和工作環境質量的目的，特別是在廚房、衛生間、醫院、幼兒園、餐館等場所具有較強的實用性。
具體實施例方式
實施例1按24％Fe2O3、8％MnO2、4％CuO、4％Co2O3、60％粘土的配方，將各種成份進行混合，濕法球磨12-18小時，料∶球∶水的比例為1∶2∶1.5，料漿在80-120℃干燥，然后放入坩堝內在1150℃下固相合成1-3小時，合成產物破碎后濕法球磨16-24小時，料∶球∶水的比例為1∶2∶1，在80-120℃下干燥，過320目篩，制備出紅外輻射陶瓷粉料。
按35％鉀長石、4％SiO2、15％CaCO3、2％ZnO、3％滑石、14％ZrSiO4、8％粘土、4％BaCO3、9％乳濁性熔塊、1％著色劑、5％紅外輻射陶瓷粉料的配方，將各種成份進行混合，球磨24小時，過320目篩，制成紅外輻射陶瓷釉料。
按釉料∶水＝100∶65的質量比，在紅外輻射陶瓷釉料中加入水，進行1小時的快速球磨后制成釉漿，釉漿的比重為1.6g/cm3，采用噴釉法在陶瓷生坯上施釉，干燥后采用快速燒成工藝進行燒成，制備出牢固附著在陶瓷坯體表面的紅外輻射釉層，快速燒成時間為35分鐘，其中在高溫帶(1100-1195℃)的燒成時間為10分鐘。
釉層的全波段法向比輻射率為0.82，在3-5μm波段的法向比輻射率為0.87，在8-14μm波段的法向比輻射率為0.84。釉層對大腸桿菌的抑制率為98.76％，對金黃色葡萄球菌的抑制率為100％，對桔草桿菌的抑菌率為100％，對黃桔青霉菌的抑菌率為95.25％。
實施例2～實施例5
其中，紅外輻射粉料由下列I、II、III三組配方中的任一組構成。
以上百分比均為質量百分比。按以上配比參照實施例1的方法即可獲得對應的紅外輻射陶瓷釉層。
權利要求
1.一種紅外輻射陶瓷釉層，主要組成為34-55％鉀長石、0-10％SiO2、15-20％CaCO3、0-6％ZnO、0-6％滑石、10-20％ZrSiO4、0-16％粘土、2-6％BaCO3、9-20％乳濁性熔塊、0-1.6％著色劑、3-7％紅外輻射陶瓷粉料，將上述組成范圍內的各種成份混合后采用陶瓷加工技術制備紅外輻射陶瓷釉層。
2.根據權利要求1所述的紅外輻射陶瓷釉層，其特征是紅外陶瓷粉料主要由6-24％Fe2O3、8-16％MnO2、4-8％CuO、0-4％Co2O3、50-66％粘土組成。
3.權利要求1所述紅外輻射陶瓷釉層的制備方法，將Fe2O3、MnO2、CuO、Co2O3、粘土進行混合、球磨、干燥和固相合成，固相合成溫度為1100-1180℃，固相合成時間為1-3小時，制備出紅外輻射陶瓷粉料，再與其它組份混合得到釉料，然后按釉料與水的質量比100∶50-70的比例在釉料中加水，加水后經快速球磨制成釉漿，采用噴釉法或甩釉法在陶瓷生坯表面施釉，經干燥和燒成，制備出牢固附著在陶瓷坯體表面的紅外輻射釉層。
4.根據權利要求3所述紅外輻射陶瓷釉層的制備方法，其特征是釉層采用低溫快燒技術進行燒成，高溫帶燒成溫度范圍為1100-1195℃，釉層燒成時間為35分鐘，其中在高溫帶的燒成時間為10分鐘。
全文摘要
本發明涉及一種具有抑菌功能的紅外輻射陶瓷釉層及其制備方法,該釉層的主要組成為鉀長石、SiO
文檔編號C03C8/02GK1337379SQ0112840
公開日2002年2月27日 申請日期2001年9月4日 優先權日2001年9月4日
發明者徐慶, 陳文 , 馬懷義, 尹述標, 陳袁魁, 朱楚才, 高長兵, 黃學輝, 楊明, 周靜, 張楓, 胡勇勝, 鄭錦霞, 楊子平, 黃端平 申請人:武漢理工大學