本發(fā)明涉及一種自然光催化抗菌陶瓷釉，屬于陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
陶瓷釉，是覆蓋在陶瓷制品表面的無色或有色的玻璃態(tài)薄層。人們在瓷釉中添加抗菌劑制成抗菌釉，已達到抗菌的目的。
目前用于陶瓷制品的抗菌劑，按成分可以分為有機和無機兩大類，其中無機抗菌劑以其廣譜抗菌性、持效性、耐水、耐酸耐洗滌、耐熱耐光性、安全性受到研究者的重視。無機抗菌劑主要是將具有抗菌能力的金屬或金屬離子負載于有機物載體上的制劑。目前抗菌釉常用的無機抗菌劑主要有兩類：銀系抗菌劑和氧化鈦系半導體光催化抗菌劑。銀系抗菌劑中含有銀化合物或載銀抗菌材料，其中銀離子具有抗菌活性，可以殺死或者抑制細菌、病毒、藻類和真菌。氧化鈦系光觸抗菌劑中含有的氧化鈦、氧化鋅、二氧化三鐵、氧化鋁等半導體材料，其受光照時鈦原子上的電子被光激發(fā),其運行軌道出現(xiàn)變化,從而產(chǎn)生極強的氧化能力。這種氧化能力能使有機物分解成二氧化碳和水分子,也能分解部分無機化合物，從而具有很強的氧化能力。
但是上述抗菌劑在使用過程中，還具有很多缺點：以銀做為主要抗菌元素的陶瓷釉料生產(chǎn)成本較高，從而影響它在大范圍的推廣使用。另外，銀、鐵等元素對熱和光比較敏感，特別是釉料經(jīng)紫外線照射后容易變黑，從而影響白色或淺色陶瓷的外觀。二氧化鈦系抗菌材料需要紫外光照射，在光線暗處或無紫外線的環(huán)境下抗菌性能差。還有部分抗菌劑不能很好地和釉料結(jié)合，從而形成的釉層不光潔、美觀，容易隱藏細菌。
氧化鋅同樣具有上述二氧化鈦抗菌的特性，但其吸收的光范圍包括紫外光和可見光。納米氧化鋅同時具有納米材料和傳統(tǒng)氧化鋅的雙重特性，起抗菌活性和吸光特性都優(yōu)于傳統(tǒng)氧化鋅，并且由于其顆粒細、活性高，可以降低玻璃和陶瓷的燒結(jié)溫度，此外利用納米氧化鋅制備的陶瓷釉面更加光潔，而且具有抗菌、防酶、除臭等功效。但是與傳統(tǒng)氧化鋅產(chǎn)品相比，由于納米氧化鋅具有比表面積大和比表面能大等特點，自身易團聚；另一方面，納米氧化鋅表面極性較強，在有機介質(zhì)中不易均勻分散，這就極大地限制了其納米效應(yīng)的發(fā)揮。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中抗菌陶瓷釉表面顏色失真、變色；抗菌持效性較差；釉層質(zhì)量不好，表面不完整、不光潔；并且必須在紫外光的條件下才能起作用的問題，提供一種抗菌性能良好、陶瓷釉面光潔、適用光照范圍廣的自然光催化抗菌陶瓷釉。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種自然光催化抗菌陶瓷釉，包括以下重量組成的組分：
sio275-90份，al2o320-25份，cao15-20份，納米氧化鋅0.3-5份，cuo2-7份，mno8-15份，c602-3份，bao2-6份，b2o31-8份，na2sio34-12份，h3po45-10份。
上述自然光催化抗菌陶瓷釉中，優(yōu)選的，包括以下重量組成的組分：
sio275-80份，al2o322-25份，cao15-18份，納米氧化鋅0.3-3份，cuo2-5份，mno8-12份，c602-3份，bao2-4份，b2o31-5份，na2sio34-9份，h3po46-8份。
上述自然光催化抗菌陶瓷釉中，最優(yōu)的，包括以下重量組成的組分：
sio280份，al2o325份，cao15份，納米氧化鋅0.5份，cuo3份，mno10份，c602份，bao4份，b2o35份，na2sio36份，h3po47份。
上述自然光催化抗菌陶瓷釉的制備方法，包括以下步驟：
（1）按質(zhì)量體積比為2-8g：100ml將氫氧化鋁加入到水中溶解，然后加入納米氧化鋅，分散均勻，最后在攪拌作用下加熱蒸發(fā)至固液比達到85％以上，得到納米氧化鋅單分散的水性漿料；將其他組分粉粹后、混合球磨，得到粉體釉料；
（2）將納納米氧化鋅單分散的水性漿料和30-35wt％的粉體釉料混合均勻后，再加入剩余的粉體釉料中，攪拌均勻，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉。
上述自然光催化抗菌陶瓷釉的制備方法中，步驟（1）中氫氧化鋁和納米氧化鋅的質(zhì)量比為0.8:1-1.2。
一種自然光催化抗菌陶瓷的制備方法，包括步驟如下：
將權(quán)利要求4-5制備的自然光催化抗菌陶瓷釉制備成釉漿，將釉漿施于坯體表面，干燥后燒制，得到自然光催化抗菌陶瓷。
上述制備方法中，所述釉漿的濃度為3-5g/ml。
上述制備方法中，所述燒制的條件為：分別在730-850℃和1000-1150℃下交替燒制2-3次，每次燒制時間為30-50分鐘。
上述制備方法中，所述干燥至釉漿中的水分小于1％后，進行燒制。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：
（1）本發(fā)明所述的自然光催化抗菌陶瓷釉，由于未使用載銀無機抗菌材料，燒制出的陶瓷表面顏色不會失真或變色。通過納米氧化鋅、加入極少量的c60，搭配al2o3、cao和na2sio3等，調(diào)整各組分的含量，能夠達到良好的、持久的抗菌性，能長期有效地發(fā)揮抗菌作用?？梢栽谧匀还獾臈l件下起抗菌作用，適用光照范圍廣。在自然光下，對于大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抗性能夠分別達到90%以上。
（2）本發(fā)明所述的自然光催化抗菌陶瓷釉的制備方法，通過利用氫氧化鋁溶液對納米氧化鋅進行改性和分散，使納米氧化鋅充分分散開，相容在氫氧化鋁的水溶液中，解決了納米氧化鋅分散的問題；在此基礎(chǔ)上分散良好的納米氧化鋅并且由于其顆粒細、活性高，與其他瓷釉料可以更好的配合作用，并且在瓷釉料的各成分相互作用下，與陶瓷很容易融為一體，可以降低陶瓷的燒結(jié)溫度，制備的陶瓷釉面更加光潔。
具體實施方式
下面將通過具體實例對本發(fā)明的方法作進一步的說明。以下實施例中所用原料，如無特殊說明，均為市售。下述實施例中的組分是按重量份數(shù)描述，可根據(jù)實際情況稱量時選擇g或kg單位。
實施例1
本發(fā)明的自然光催化抗菌陶瓷釉，包括以下重量組成的組分：
sio280份，al2o325份，cao15份，納米氧化鋅0.5份，cuo3份，mno10份，c602份，bao4份，b2o35份，na2sio36份，h3po47份。
上述自然光催化抗菌陶瓷釉的制備方法，包括以下步驟：
（1）按質(zhì)量體積比為3g：100ml將氫氧化鋁加入到水中溶解，然后按氫氧化鋁和納米氧化鋅的質(zhì)量比為0.8:1，加入納米氧化鋅，分散均勻，最后在攪拌作用下加熱蒸發(fā)至固液比達到85％以上，得到納米氧化鋅單分散的水性漿料；將其他組分粉粹后、混合球磨，得到粉體釉料；
（2）將納納米氧化鋅單分散的水性漿料和30wt％的粉體釉料混合均勻后，再加入剩余的粉體釉料中，攪拌均勻，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉。
將上述制備的自然光催化抗菌陶瓷釉制備成濃度為3g/ml的釉漿，將釉漿施于坯體表面，干燥至釉漿中的水分小于1％后，進行燒制，分別在750℃和1030℃下交替燒制2次，每次燒制時間為30分鐘，得到自然光催化抗菌陶瓷。制備的抗菌陶瓷的釉層釉面光滑、色澤白灰清透、無裂紋。
實施例2
本實施例提供本發(fā)明的自然光催化抗菌陶瓷釉，包括以下重量組成的組分：
sio275份，al2o323份，cao18份，納米氧化鋅0.3份，cuo4份，mno12份，c602份，bao4份，b2o35份，na2sio310份，h3po48份。
上述自然光催化抗菌陶瓷釉的制備方法，包括以下步驟：
（1）按質(zhì)量體積比為5g：100ml將氫氧化鋁加入到水中溶解，然后按氫氧化鋁和納米氧化鋅的質(zhì)量比為0.8:1.2，加入納米氧化鋅，分散均勻，最后在攪拌作用下加熱蒸發(fā)至固液比達到85％以上，得到納米氧化鋅單分散的水性漿料；將其他組分粉粹后、混合球磨，得到粉體釉料；
（2）將納納米氧化鋅單分散的水性漿料和35wt％的粉體釉料混合均勻后，再加入剩余的粉體釉料中，攪拌均勻，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉。
將上述制備的自然光催化抗菌陶瓷釉制備成濃度為4g/ml的釉漿，將釉漿施于坯體表面，干燥至釉漿中的水分小于1％后，進行燒制，分別在850℃和1100℃下交替燒制2次，每次燒制時間為35分鐘，得到自然光催化抗菌陶瓷。制備的抗菌陶瓷的釉層釉面光滑、色澤白灰清透、無裂紋。
實施例3
本實施例提供本發(fā)明的自然光催化抗菌陶瓷釉中，包括以下重量組成的組分：
sio290份，al2o322份，cao16份，納米氧化鋅3份，cuo2份，mno8份，c603份，bao2份，b2o31份，na2sio34份，h3po46份。
上述自然光催化抗菌陶瓷釉的制備方法，包括以下步驟：
（1）按質(zhì)量體積比為5g：100ml將氫氧化鋁加入到水中溶解，然后按氫氧化鋁和納米氧化鋅的質(zhì)量比為0.8:1，加入納米氧化鋅，分散均勻，最后在攪拌作用下加熱蒸發(fā)至固液比達到85％以上，得到納米氧化鋅單分散的水性漿料；將其他組分粉粹后、混合球磨，得到粉體釉料；
（2）將納納米氧化鋅單分散的水性漿料和30wt％的粉體釉料混合均勻后，再加入剩余的粉體釉料中，攪拌均勻，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉。
將上述制備的自然光催化抗菌陶瓷釉制備成濃度為4g/ml的釉漿，將釉漿施于坯體表面，干燥至釉漿中的水分小于1％后，進行燒制，分別在800℃和1100℃下交替燒制2次，每次燒制時間為50分鐘，得到自然光催化抗菌陶瓷。制備的抗菌陶瓷的釉層釉面光滑、色澤白灰清透、無裂紋。
實施例4
本實施例提供的本發(fā)明的自然光催化抗菌陶瓷釉，包括以下重量組成的組分：
sio280份，al2o322份，cao18份，納米氧化鋅5份，cuo3份，mno8份，c602份，bao4份，b2o35份，na2sio312份，h3po48份。
上述自然光催化抗菌陶瓷釉的制備方法，包括以下步驟：
（1）按質(zhì)量體積比為3.5g：100ml將氫氧化鋁加入到水中溶解，然后按氫氧化鋁和納米氧化鋅的質(zhì)量比為0.8:1，加入納米氧化鋅，分散均勻，最后在攪拌作用下加熱蒸發(fā)至固液比達到85％以上，得到納米氧化鋅單分散的水性漿料；將其他組分粉粹后、混合球磨，得到粉體釉料；
（2）將納納米氧化鋅單分散的水性漿料和35wt％的粉體釉料混合均勻后，再加入剩余的粉體釉料中，攪拌均勻，得到室內(nèi)自然光催化抗菌節(jié)能的陶瓷釉。
將上述制備的自然光催化抗菌陶瓷釉制備成濃度為5g/ml的釉漿，將釉漿施于坯體表面，干燥至釉漿中的水分小于1％后，進行燒制，分別在750℃和1050℃下交替燒制3次，每次燒制時間為30分鐘，得到自然光催化抗菌陶瓷。制備的抗菌陶瓷的釉層釉面光滑、色澤白灰清透、無裂紋。
實施例5
抗菌、除菌性能測試：
將本實施例制備的表面涂覆冷釉陶瓷坯體進行抗菌、除菌性能測試，根據(jù)文獻（journalofchemicaltechnologyandmetallurgy,2013,48,154-161）的方法，將培養(yǎng)有105cfu（細菌個數(shù)）/ml的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌涂在釉層表面，自然光照1小時后，大腸桿菌的滅菌率和金黃色葡萄球菌的滅菌率如下表。
抗菌陶瓷釉抗大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的性能
根據(jù)上述結(jié)果表明，本發(fā)明的方法制備的抗菌陶瓷釉具有很好的抗菌性能。
顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護范圍之中。