CN111732339A - 一种喷墨打印用抗菌数码釉料、制备方法及功能陶瓷 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种喷墨打印用抗菌数码釉料、制备方法及功能陶瓷，所述喷墨打印用抗菌数码釉料按重量组份主要包括以下原料：釉料基料15‑25份，功能树脂2‑6份，纳米磷酸银0.2‑0.8份，悬浮剂0.05‑0.12份，醋酸乙酯20‑40份；所述釉料基料主要由石英、锆英石、碳酸钡、锂辉石、钾长石、钠长石、石灰石、氧化锌、以及膨润土组成；所述功能树脂为PMMA以及丙烯酸的混合，比例为1:0.3‑0.8。本发明采用纳米磷酸银并结合结合特定的釉料基料和功能树脂，不仅可以保证银离子的稳定性，而且能够强化抗菌效果，使得喷墨打印用釉料能耐1150℃以上的高温烧制，且不管是在烧制前还是烧制后，釉料都具有优异的抗菌性能；特别地，在经过高温烧制后，陶瓷砖的抗菌性能还能进一步提升。
Description
技术领域
本发明涉及陶瓷釉料技术领域，尤其涉及一种喷墨打印用抗菌数码釉料、制备方法及功能陶瓷。
背景技术
现有的陶瓷釉料一般是以石英、长石、粘土为原料，经研磨、加水调制后，涂敷于坯体表面，经一定温度的焙烧而熔融，温度下降时，形成陶瓷表面的玻璃质薄层。它使陶瓷器增加机械强度、热稳定性、介电强度和防止液体、气体的侵蚀。釉还有增加瓷器美观和便于洗拭、不被尘土粘染等作用。
现有的陶瓷釉料通过喷墨的方式打印在砖坯后，釉料即暴露在空气中；由于釉料喷涂后，直接暴露于空气中，会滋生大量的细菌、病菌以及有毒的霉菌；且菌落大量繁殖后，经过烧制，得到的陶瓷存在较大的色差，带有杂色；且现有烧制后的釉料同样容易滋生菌落，对生活质量造成很大的影响，例如：与人接触的地砖、吃饭的饭碗。
为避免细菌在陶瓷表面大量滋生，行业中也有从业者在陶瓷釉料中添加抗菌剂，进行达到陶瓷抗菌的目的。现有技术中，抗菌剂一般选用重金属离子如银离子、铜离子或有机抗菌剂如尼泊金酯类等；但由于没有对抗菌剂进行专门的保护和强化，烧制后，抗菌剂的抗菌性能会一定程度上的受到破坏，进而降低陶瓷的抗菌性能。并且，在陶瓷釉料中添加了抗菌剂后往往只能进行低于800℃的低温烧结工艺，否则抗菌陶瓷难以达到相应的国家标准。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种耐高温烧制，且不管是在烧制前还是烧制后，釉料都具有优异的抗菌性能的喷墨打印用的抗菌数码釉料。
本发明的另一个目的在于提供一种上述抗菌数码釉料的制备方法。
本发明的在一个目的在于提供一种采用上述抗菌数码釉料的功能陶瓷。
为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。
一种喷墨打印用抗菌数码釉料，其特征在于，按重量组份主要包括以下原料：釉料基料15-25份，功能树脂2-6份，纳米磷酸银0.2-0.8份，悬浮剂0.05-0.12份，醋酸乙酯20-40份；所述釉料基料主要由石英、锆英石、碳酸钡、锂辉石、钾长石、钠长石、石灰石、氧化锌、以及膨润土组成；所述功能树脂为PMMA以及丙烯酸的混合，比例为1:0.3-0.8。
更为优选的是，所述喷墨打印用抗菌数码釉料按重量组份主要包括以下原料：釉料基料18-24份，功能树脂3-5份，纳米磷酸银0.3-0.7份，悬浮剂0.07-0.11份，醋酸乙酯25-35份。
更为优选的是，所述喷墨打印用抗菌数码釉料还包括分散剂，所述分散剂组份为2-5份。
更为优选的是，所述分散剂为分散剂BYK163或者分散剂EFKA4400。
更为优选的是，所述喷墨打印用抗菌数码釉料还包括消泡剂，所述消泡剂组份为0.2-0.5份。
更为优选的是，所述消泡剂为矿物油或者有机硅。
更为优选的是，所述悬浮剂为蓖麻油衍生物或者改性氢化蓖麻油。
如上所述的一种喷墨打印用抗菌数码釉料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将釉料基料、功能树脂加入至一半的醋酸乙酯中，在分散机作用下分散5-15min，使釉料基料、功能树脂在醋酸乙酯分散均匀，制得混合物a；S2.将混合物a加入至研磨机中研磨，研磨至粒径50-150nm，得到浆料b；S3.将纳米磷酸银、悬浮剂以及另一半的醋酸乙酯加入至浆料b，在120-200r/min的搅拌速度下，搅拌20-30min，进行500-800目过滤，得到抗菌数码釉料。
更为优选的是，所述步骤S3中还将分散剂以及消泡剂加入至浆料b中。
一种功能陶瓷，其特征在于，包括如下制备步骤：1）制备砖坯；2）在砖坯表面淋底釉；3）在底釉表面喷如上所述的一种喷墨打印用抗菌数码釉料，抗菌数码釉料厚度为0.2-0.3mm；入窑烧成，烧成温度为1150-1300℃，烧成时间为50-80分钟，制得功能陶瓷。
本发明的有益效果是。
一、通过在喷墨打印用釉料体系中加入纳米磷酸银，由于磷酸银的磷酸根离子体积以及电荷都比较大，同时结合特定的釉料基料和功能树脂，不仅可以保证银离子的稳定性，而且能够强化抗菌效果，使得喷墨打印用抗菌釉料能耐1150℃以上的高温烧制，且不管是在烧制前还是烧制后，釉料都具有优异的抗菌性能；特别地，在经过高温烧制后，陶瓷砖的抗菌性能还能进一步提升。
二、采用醋酸乙酯作为溶剂，并在制备抗菌数码釉料时，先将釉料基料、功能树脂加入至一半的醋酸乙酯分散、研磨，然后将纳米磷酸银、悬浮剂以及另一半的醋酸乙酯加入；这样不仅可以使得银离子分散十分均匀，而且利于银离子与釉料基料、功能树脂的结合；进一步强化对银离子的保护。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
实施例1。
一种喷墨打印用的抗菌数码釉料，按重量组份计主要包括以下原料：釉料基料18份，功能树脂3份，纳米磷酸银0.7份，悬浮剂0.07份，醋酸乙酯35份。
其中，所述釉料基料主要包括石英、锆英石、碳酸钡、锂辉石、钾长石、钠长石、石灰石、氧化锌以及膨润土；功能树脂为PMMA与丙烯酸混合，其混合比例为1:0.3；悬浮剂为改性氢化蓖麻油。
实际制备上述抗菌数码釉料时，包括以下步骤：1）将釉料基料、功能树脂加入至一半的醋酸乙酯中，在分散机作用下分散15min，使釉料基料、功能树脂在醋酸乙酯分散均匀，制得混合物a；2）将混合物a加入至研磨机中研磨，研磨至粒径50-150nm，得到浆料b；3）将纳米磷酸银、悬浮剂以及另一半的醋酸乙酯加入至浆料b，在200r/min的搅拌速度下，搅拌20min，进行500目过滤，得到抗菌数码釉料。
实际利用上述抗菌数码釉料来制备功能陶瓷时，包括以下步骤：1）制备砖坯；2）在砖坯表面淋底釉；3）在底釉表面喷上述的抗菌数码釉料，抗菌数码釉料厚度为0.2mm；4）入窑烧成，烧成温度为1150℃，烧成时间为80分钟，制得功能陶瓷。
实施例2。
一种喷墨打印用的抗菌数码釉料，按重量组份计主要包括以下原料：釉料基料15份，功能树脂6份，纳米磷酸银0.2份，悬浮剂0.12份，醋酸乙酯20份，消泡剂0.2份。
其中，所述釉料基料主要包括石英、锆英石、碳酸钡、锂辉石、钾长石、钠长石、石灰石、氧化锌、以及膨润土；所述功能树脂为PMMA与丙烯酸混合，其混合比例为1:0.6；所述悬浮剂为改性氢化蓖麻油；所述消泡剂为矿物油。
实际制备上述抗菌数码釉料时，包括以下步骤：1）将釉料基料、功能树脂加入至一半的醋酸乙酯中，在分散机作用下分散12min，使釉料基料、功能树脂在醋酸乙酯分散均匀，制得混合物a；2）将混合物a加入至研磨机中研磨，研磨至粒径60nm，得到浆料b；3）将纳米磷酸银、悬浮剂、矿物油以及另一半的醋酸乙酯加入至浆料b，在140r/min的搅拌速度下，搅拌24min，进行600目过滤，得到抗菌数码釉料。
实际利用上述抗菌数码釉料来制备功能陶瓷时，包括以下步骤：1）制备砖坯；2）在砖坯表面淋底釉；3）在底釉表面喷上述的抗菌数码釉料，抗菌数码釉料厚度为0.3mm；4）入窑烧成，烧成温度为1180℃，烧成时间为60分钟，制得功能陶瓷。
实施例3。
一种喷墨打印用的抗菌数码釉料，按重量组份计主要包括原料：釉料基料24份，功能树脂5份，纳米磷酸银0.3份，悬浮剂0.11份，醋酸乙酯25份，分散剂2份。
其中，所述釉料基料主要包括石英、锆英石、碳酸钡、锂辉石、钾长石、钠长石、石灰石、氧化锌、以及膨润土；功能树脂为PMMA与丙烯酸混合，其混合比例为1:0.8；悬浮剂为浮剂蓖麻油衍生物；分散剂为分散剂BYK163。
实际制备上述抗菌数码釉料时，包括以下步骤：1）将釉料基料、功能树脂加入至一半的醋酸乙酯中，在分散机作用下分散5min，使釉料基料、功能树脂在醋酸乙酯分散均匀，制得混合物a；2）将混合物a加入至研磨机中研磨，研磨至粒径50-150nm，得到浆料b；3）将纳米磷酸银、悬浮剂、分散剂以及另一半的醋酸乙酯加入至浆料b，在120r/min的搅拌速度下，搅拌30min，进行500目过滤，得到抗菌数码釉料。
实际利用上述抗菌数码釉料来制备功能陶瓷时，包括以下步骤：1）制备砖坯；2）在砖坯表面淋底釉；3）在底釉表面喷上述的抗菌数码釉料，抗菌数码釉料厚度为0.3mm；4）入窑烧成，烧成温度为1300℃，烧成时间为50分钟，制得功能陶瓷。
实施例4。
一种喷墨打印用的抗菌数码釉料，按重量组份计主要包括以下原料：釉料基料25份，功能树脂2份，纳米磷酸银0.8份，悬浮剂0.05份，醋酸乙酯20份，分散剂5份。
其中，所述釉料基料主要包括石英、锆英石、碳酸钡、锂辉石、钾长石、钠长石、石灰石、氧化锌、以及膨润土；功能树脂为PMMA与丙烯酸混合，其混合比例为1:0.5；悬浮剂为改性氢化蓖麻油；分散剂为EFKA4400。
实际制备上述抗菌数码釉料时，包括以下步骤：1）将釉料基料、功能树脂加入至一半的醋酸乙酯中，在分散机作用下分散12min，使釉料基料、功能树脂在醋酸乙酯分散均匀，制得混合物a；2）将混合物a加入至研磨机中研磨，研磨至粒径140nm，得到浆料b；3）将纳米磷酸银、悬浮剂、分散剂以及另一半的醋酸乙酯加入至浆料b，在180r/min的搅拌速度下，搅拌27min，进行600目过滤，得到抗菌数码釉料。
实际利用上述抗菌数码釉料来制备功能陶瓷时，包括以下步骤：1）制备砖坯；2）在砖坯表面淋底釉；3）在底釉表面喷上述的抗菌数码釉料，抗菌数码釉料厚度为0.2mm；4）入窑烧成，烧成温度为1200℃，烧成时间为70分钟，制得功能陶瓷。
实施例5。
一种喷墨打印用的抗菌数码釉料，按重量组份计主要包括以下原料：釉料基料18份，功能树脂4份，纳米磷酸银0.5份，悬浮剂0.07份，醋酸乙酯32份，分散剂3份，消泡剂0.5份。
其中，所述釉料基料主要包括石英、锆英石、碳酸钡、锂辉石、钾长石、钠长石、石灰石、氧化锌、以及膨润土；所述功能树脂为PMMA与丙烯酸混合，其混合比例为1:0.4；所述悬浮剂为气相二氧化硅；所述分散剂为分散剂BYK163；所述消泡剂为有机硅。
实际制备上述抗菌数码釉料时，包括以下步骤：1）将釉料基料、功能树脂加入至一半的醋酸乙酯中，在分散机作用下分散10min，使釉料基料、功能树脂在醋酸乙酯分散均匀，制得混合物a；2）将混合物a加入至研磨机中研磨，研磨至粒径50-150nm，得到浆料b；3）将纳米磷酸银、悬浮剂、分散剂、消泡剂以及另一半的醋酸乙酯加入至浆料b，在160r/min的搅拌速度下，搅拌28min，进行700目过滤，得到抗菌数码釉料。
实际利用上述抗菌数码釉料来制备功能陶瓷时，包括以下步骤：1）制备砖坯；2）在砖坯表面淋底釉；3）在底釉表面喷上述的抗菌数码釉料，抗菌数码釉料厚度为0.2mm；4）入窑烧成，烧成温度为1250℃，烧成时间为65分钟，制得功能陶瓷。
对比例1。
将实施例1中的纳米磷酸银替换为氯化银，其他条件保持不变。
对比例2。
将实施例1中的纳米磷酸银替换为有机抗菌剂为尼泊金酯类，其他条件保持不变。
对实施例1-5、对比例1-2分别进行烧制前砖坯釉料以及烧制后的瓷砖釉料抗菌率以及抗菌耐久性的性能测试，测试指标为《JC/T 897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能》，其标准为抗菌率≥90％，抗菌耐久性≥85％；测试结果如下：
由上表可以看出：将喷墨打印用的抗菌数码釉料喷在砖坯上，在烧制前砖坯以及烧制后陶瓷在抗菌性能非常优异，都能够在95%以上；显著优于现有的抗菌釉料。
通过上述原理的描述，所属技术领域的技术人员应当理解，本发明不局限于上述的具体实施方式，在本发明基础上采用本领域公知技术的改进和替代均落在本发明的保护范围，本发明的保护范围应由各权利要求项及其等同物限定之。具体实施方式中未阐述的部分均为现有技术或公知常识。
Claims (10)
1.一种喷墨打印用抗菌数码釉料，其特征在于，按重量组份主要包括以下原料：釉料基料15-25份，功能树脂2-6份，纳米磷酸银0.2-0.8份，悬浮剂0.05-0.12份，醋酸乙酯20-40份；所述釉料基料主要由石英、锆英石、碳酸钡、锂辉石、钾长石、钠长石、石灰石、氧化锌、以及膨润土组成；所述功能树脂为PMMA以及丙烯酸的混合，比例为1:0.3-0.8。
2.根据权利要求1所述的一种喷墨打印用抗菌数码釉料，其特征在于，按重量组份主要包括以下原料：釉料基料18-24份，功能树脂3-5份，纳米磷酸银0.3-0.7份，悬浮剂0.07-0.11份，醋酸乙酯25-35份。
3.根据权利要求1-2任一所述的一种喷墨打印用抗菌数码釉料，其特征在于，还包括分散剂，所述分散剂组份为2-5份。
4.根据权利要求3所述的一种喷墨打印用抗菌数码釉料，其特征在于，所述分散剂为分散剂BYK163或者分散剂EFKA4400。
5.根据权利要求1-2任一所述的一种喷墨打印用抗菌数码釉料，其特征在于，还包括消泡剂，所述消泡剂组份为0.2-0.5份。
6.根据权利要求5所述的一种喷墨打印用抗菌数码釉料，其特征在于，所述消泡剂为矿物油或者有机硅。
7.根据权利要求1-2任一所述的一种喷墨打印用抗菌数码釉料，其特征在于，所述悬浮剂为蓖麻油衍生物或者改性氢化蓖麻油。
8.一种喷墨打印用抗菌数码釉料的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1-2任一所述的喷墨打印用抗菌数码釉料，包括以下步骤：
S1.将釉料基料、功能树脂加入至一半的醋酸乙酯中，在分散机作用下分散5-15min，使釉料基料、功能树脂在醋酸乙酯分散均匀，制得混合物a；
S2.将混合物a加入至研磨机中研磨，研磨至粒径50-150nm，得到浆料b；
S3.将纳米磷酸银、悬浮剂以及另一半的醋酸乙酯加入至浆料b，在120-200r/min的搅拌速度下，搅拌20-30min，进行500-800目过滤，得到抗菌数码釉料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，还将分散剂以及消泡剂加入至浆料b中。
10.一种功能陶瓷，其特征在于，包括如下制备步骤：
1）制备砖坯；
2）在砖坯表面淋底釉；
3）在底釉表面喷如权利要求1-2任一所述的一种喷墨打印用抗菌数码釉料，抗菌数码釉料厚度为0.2-0.3mm；
入窑烧成，烧成温度为1150-1300℃，烧成时间为50-80分钟，制得功能陶瓷。
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