[发明专利]一种抗菌蜂窝陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌蜂窝陶瓷的制备方法。

背景技术

生活中的细菌、真菌、病毒等微生物，对人体危害重大，为此人类开发出了各种抗菌制品。陶瓷广泛应用于人们的生活中，因此抗菌陶瓷的研究成为了人们研究的重点。目前，抗菌陶瓷的制备主要有往陶瓷原料中直接加入抗菌剂，如发明专利“一种抗菌陶瓷砖及其制备方法”（公开号CN103641439A）通过往陶瓷原料中加入抗菌剂磷酸银，氧化铜等制备抗菌陶瓷。这种方法简便，但是需要耗费大量的抗菌剂磷酸银，氧化铜等，经济价值不高，而且要达到理想的杀菌率需要的抗菌剂的量就更大。为了克服这一缺点，有研究者将抗菌剂添加到釉水里，然后通过高温烧结制备抗菌陶瓷。如发明专利“无机抗菌陶瓷及生产工艺”（公开号CN1279222A）通过将抗菌剂与釉料混合，将混合物施于陶瓷表面并进行烧结来制备抗菌陶瓷。这种方法较之直接将抗菌剂添加到陶瓷原料中节约大量抗菌剂，更经济实用。但是陶瓷起抗菌作用的是陶瓷的表面，较厚的釉层含有大量抗菌剂，造成了抗菌剂的浪费。并且陶瓷的烧制要在1300℃下，这么高的温度会破坏抗菌剂的结构及成分，大大影响杀菌性。鉴于此，有研究者通过高温将银及银的氧化物气化，进行气相沉积，把抗菌金属附着在陶瓷表面。如发明专利“抗菌陶瓷及其生产方法”（CN1149039A），通过在窖内气化银或氧化银来汽化银或者氧化银，将烧制好的陶瓷通过这些汽化物，经过气相沉积，银或者氧化银附着在陶瓷的表面。这种方法能够节约抗菌剂，但是工艺过于复杂，并且高温需要耗费大量的能源。

蜂窝陶瓷是近三十年来开发的一种结构似蜂窝形状的新型陶瓷产品。蜂窝陶瓷属于一个种类，所用的材质：堇青石、莫来石、钛酸铝、活性炭、碳化硅、活性氧化铝、氧化锆、氮化硅及堇青石一莫来石、堇青石一钛酸铝等复合基质。由最早使用在小型汽车尾气净化到今天广泛应用在化工、电力、冶金、石油、电子电器、机械等工业中，而且越来越广泛，发展前景相当可观。蜂窝陶瓷由无数相等的孔组成，有各种形状，目前最大的孔数已达到了每平方厘米20～40，密度每立方厘米4～6克，吸水率最高达20%以上。由于多孔薄壁的特点，大大增加了载体的几何表面积和改善了抗热冲击性能。蜂窝陶瓷材料由于其高强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨等特异性能可广泛应用于蓄热体、填料、催化剂载体和过滤材料等领域。

本发明针对以上抗菌陶瓷制备中，抗菌剂消耗大，高温烧制致使抗菌离子失去活性，杀菌率低，工艺复杂等缺点，采用具有比表面积较大、耐酸碱、耐腐蚀、高浸润性等特性的蜂窝陶瓷做抗菌载体，经含抗菌离子的母液浸润，通过300-500℃烧制，使蜂窝陶瓷表面具有高效的抗菌性能。即保证了较高的杀菌率，又节约了成本，工艺条件简便，应用前景可观。

发明内容

本发明目的在于解决抗菌陶瓷生产过程中抗菌离子消耗量大，浪费多，高温烧结致使杀菌离子失活，杀菌率低，能耗高，工艺复杂等问题，提供了一种抗菌蜂窝陶瓷的制备方法。

本发明方法按如下步骤进行：

（1）将烧制好的蜂窝陶瓷利用粗化液在30～40℃下进行化学粗化20～40 min，粗化后用蒸馏水清洗样品，彻底清洗至水清澈，在70～90℃下烘干30～60 min；造成粗糙表层，增大接触面积，去除附着在陶瓷上的泥污、氧化物以及粘附或吸附物，

（2）将步骤（1）样品浸入质量百分比浓度为0.01-0.5%的浸渍液中，在功率60～120 W条件下超声处理10～30 min，赶走陶瓷蜂窝孔中的气泡，清洗除去附着在陶瓷上的油污，促进溶液在蜂窝陶瓷中的均匀渗透，再浸泡0.5～3 h使金属离子充分吸附到蜂窝陶瓷表面微孔中，然后按每100 ml浸渍液加入浓度0.01～0.1 mol·L^-1的AgCl溶液1～5 ml的比例加入AgCl溶液做稳定剂，加入浸渍液体积6-10%的银防变色剂OY-2A，再浸泡0.5～1 h，其中浸渍液为硝酸银、硫酸铜、硫酸锌、硫酸钛溶液中的一种或几种的混合溶液；

（3）将蜂窝陶瓷取出置于100～200℃下处理0.5～3 h，然后置于300～500℃的马弗炉中焙烧0.5～3 h，冷却即得抗菌蜂窝陶瓷。

其中所述粗化液的组成物及重量百分比为50～60%硫酸、10～25%氢氟酸、20～40%水。

本发明方法相对于现有技术的优点和技术效果如下：