專利名稱：用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層及其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種抗污膜層及其制備工藝，特別是指一種用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層及其制備工藝。
背景技術：
乳濁釉(俗稱蓋地釉或大白釉)是一種對瓷胎具強效遮蓋力的釉層材料，由于它能大幅提高陶瓷制品的白度，對陶瓷表面具良好的裝飾效果，因而在陶瓷潔具、建材瓷磚及搪瓷制品等領域獲得廣泛應用。半乳濁釉(亦稱半透明釉)則是在透明釉層中，引入適量乳濁齊U，以達到遮蓋瓷坯缺陷提高釉面白度的半透半乳混合釉層。隨著優質高檔陶瓷礦物原料資源日趨緊缺，價格不斷企漲，為了降低坯料成本，實現劣材優用，乳濁釉/半乳濁釉在日用陶瓷制品上的應用，也日益受到相關廠家的青睞。乳濁釉/半乳濁釉是通過在釉層材料中引入不相混熔的乳濁劑微粒或釉熔體再析晶分相，產生多晶界光折射、散射效應，得以實現乳濁遮蓋效果的。相較于普通透明釉，乳濁釉/半乳濁釉的上述工藝特性，造成其釉面的內在微觀缺陷——較低的平滑度較高的粗糙度。這一缺陷使的乳濁釉/半乳濁釉陶瓷器具在使用過程中極易沾污結垢。陶瓷潔具和陶瓷日用品與人們的家居生活息息相關。相伴而來的陶瓷器具清洗保潔工作，亦成了人們每天必做的繁瑣家務，以陶瓷潔具為代表的乳濁釉和其它半乳濁釉陶瓷用品，因其易吸污結垢，對人們日常生活的困擾尤甚；此外，陶瓷器具清洗過程施加的洗潔劑，既給生態環境帶來不利影響，也 給人的身體健康留下隱患；因此，人們切盼陶瓷廠家能提供抗污潰易清洗的陶瓷器具(尤其是衛生潔具)，以便能從瑣碎耗時的清洗勞動中解脫出來。長期以來，國內外陶瓷行業的技術人員為實現這一目標進行了不懈的努力，也取得了一定的成果，如針對乳濁釉陶瓷潔具，在其釉面涂布有機復合抗污功能膜技術，或者在其釉面涂布不同功能層的復合釉層技術，或者釉漿細化增密技術等，這些技術在提高陶瓷抗污易潔性能方面，雖有一定的效果，但因技術本身的缺陷，使其產品在實際應用中，或者抗污時效較為短暫、效果不彰(由于現有技術的抗污膜層是在已燒結的陶瓷制成品上施加的，所以該涂層與陶瓷本體的結合力度較弱而容易脫落，即涂層覆蓋的持久性較差，抗污時效短暫)；或者生產成本高企；或者工藝程序繁冗；這些因素都制約了抗污易潔陶瓷器具在市場上的大規模推廣應用。
發明內容
鑒于現行陶瓷抗污工藝技術的局限性，本發明提供一套全新的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層及其制備工藝，以克服現有技術存在的抗污時效較為短暫、抗污效果不彰，生產成本高企和生產工藝程序繁冗等問題。該工藝創新性體現在(I)擯棄在成品釉面上常溫涂復有機無機復合憎水抗污功能膜的工藝思路。采用以高活性堿金屬、堿土金屬離子化合物為膜材，與釉坯同步高溫焙燒熱液固結成膜的新工藝；(2)擯棄傳統的乳濁礦漿釉，疊加抗污功能釉漿層的懸濁液態施釉工藝，改之以利用陶瓷生釉坯對堿金屬、堿土金屬鹽溶液吸附滲透再升析的毛細管效應，通過噴施溶液實現對生釉坯面的離子溶液納米態滲析復膜。本發明是基于陶瓷材料表面物理化學效應的機理提出的。研究表明，陶瓷釉面的微觀性狀，如表面粗糙度、缺陷(氣泡、針孔、微裂紋、晶界紋等)的數量大小及形態都是影響其抗污性能的主要因素。陶瓷制品的乳濁釉/半乳濁釉表面看似光亮平滑，但在放大鏡或顯微鏡下，其表面卻是凹凸不平，氣孔密布。正是乳濁釉/半乳濁釉層存在的微觀缺陷，使其表面成了藏污納垢之所。平滑致密的釉面可提高陶瓷表面憎水性，改善液體在釉面的流態，減少污染物在釉面的滯留。因此消除釉面微觀缺陷，改善釉面表觀質量，是提高陶瓷釉面抗污性能最直接也是最有效的技術途徑。相關研究還表明，陶瓷的抗污性能還與陶瓷釉面的表面能大小有關。陶瓷器具在使用中與水體長期接觸，釉面很容易與水發生反應生成水化層，在靜電引力的作用下，一些堿金屬、堿土金屬陽離子(礦、Na+、Li+、Mg2+、Ca2+等)會從釉層內部擴散到水化層中，吸附在帶負電荷的02_離子周圍。當一些末端帶有羥基的污染物(如油酸、氨基酸、著色有機物等)靠近釉面時，容易與水化層的金屬離子發生離子交換反應，使污物變成親水性物質，減少了污染物對陶瓷釉面的沾附力，使其能夠在較小外力作用下脫離釉層表面。采用在釉層硅酸鹽網絡結構中壓縮共價鍵結合的Si02組成區域，擴大離子鍵結合的堿金屬離子組成區域，構建連續的堿金屬離子網絡通道的技術措施，能大大增加釉層堿金屬、堿土金屬離子逸出機率和擴散能力，從而確保釉面抗污易潔功能得到進一步強化。正是根據上述陶瓷釉面抗污易潔機理，本發明引入全新的高活性堿金屬、堿土金屬玻璃網絡改變劑為膜層材料；采用與之相匹配的鹽溶液離子滲析納米復膜技術。在高溫燒結條件下，高活性堿金屬、堿土金屬離子鹽膜層與乳濁釉層界面發生傳質熔融，其熱液在乳濁釉表面流動鋪展，冷卻后形成高致密度高平滑度的堿金屬、堿土金屬玻璃膜層(該膜層屬淺表性混融膜，為保持釉 層的乳濁效果，應避免發生釉層深度熔融)，從而達到擯除污垢積聚空間的抗污目的。同時該膜層還建構出連續的堿金屬、堿土金屬離子通道網絡體系，增大了堿金屬、堿土金屬離子從釉層中逸出機率和擴散能力。促進水分子團氫鍵斷裂，活化水分子，從而增大堿金屬、堿土金屬離子與污物羥基的離子交換反應能力，增加污物的水溶性，削弱污物的附著力，使污潰與釉面水化層相互疏離。最終賦予衛生潔具等陶瓷器具的拒污易潔功能。本發明采用如下技術方案
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，其特征在于所述制備工藝包括下述步驟
A.配制鹽溶液將共計10 40重量份的堿金屬離子化合物和/或堿土金屬離子化合物加入到60 90重量份的水中，攪拌均勻形成鹽溶液；
B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器的內壁受水表面上，噴施的陶瓷生釉坯應具一定干度，以能吸附一定量的溶液為限；器腔內壁污水長期接觸、浸沒部位最易沾染污潰，應適當增加噴施量。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。更為具體地
步驟A中鹽溶液的配制優選比例為堿金屬離子化合物的重量份為6 25份，堿土金屬離子化合物的重量份為4 15份。上述堿金屬離子化合物為鋰離子化合物、鈉離子化合物、鉀離子化合物中的一種或者幾種；更為具體地，該鋰離子化合物為LiCl，該鈉離子化合物為NaCl，該鉀離子化合物為 KCl。上述堿土金屬離子化合物為鎂離子化合物、鈣離子化合物中的一種或者兩種；更為具體地，該鎂離子化合物為MgCl2 · 6H20，該鈣離子化合物為CaCl2。步驟B中鹽溶液的噴施強度為2000 3000ml/ m2，以不造成生釉粉層流淌為限。一種抗污膜層，該抗污膜層為由上述用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。由上述對本發明的描述可知，和現有技術相比，本發明具有如下優點
(1)技術應用具有普適性本技術能與各陶瓷廠家不同工藝類型，不同燒成制式的生產流程兼容鏈接。對坯釉·配方無特定要求，凡是施用乳濁釉/半乳濁釉的常規陶瓷制品，無須調整原有坯釉配方，無需變更燒成溫度(燒成溫度在1200 1300°C間)均可適用；
(2)技術操作具有易行性實施本工藝，無須對原生產流程作大幅更改，只需在原施釉工序末端嵌入本工段即可。操作時對準生釉坯工件內壁受水面噴施溶液即可，手噴機施兩相宜，員工無需專門培訓；
(3)抗污性能的持久性高活性堿金屬、堿土金屬離子鹽膜層與乳濁釉層發生淺表性熔融結合，形成的一體化的抗污膜層，耐磨蝕不脫落，抗污時效性長；
(4)工藝效果具有衍生性實施本工藝除了賦予陶瓷乳濁釉面抗污易潔功能外，還能提高釉面的亮度、白度，改善釉面美感；
(5)施行成本具有經濟性選用普通堿金屬、堿土金屬離子鹽作膜層劑，材料價廉易購，且施用量少，經初步測算，每個潔具材料費不超過3元。(6)實用性為使用者的日常清洗保潔提供了便利，減輕了清洗工作量，節省了清洗作業洗滌劑用量和用水量，既有利于環境的保護，也降低了使用者的保潔成本。
具體實施例方式本發明的抗污膜層的制備可由下述的具體實施方式
實現
實施方式一
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，該制備工藝包括下述步驟
A.配制鹽溶液將15份的LiCl和6份的MgCl2·6Η20 —同加入到79份的普通自來水中，攪拌均勻形成鹽溶液；
B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯的器腔內壁受水面上，噴施的陶瓷生釉坯應具一定干度，以能吸附一定量的溶液為限；噴施強度為2000 3000ml/IIf，以不造成生釉粉層流淌為限。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。一種抗污膜層，該抗污膜層為由本實施方式的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。實施方式二
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，該制備工藝包括下述步驟A.配制鹽溶液將6份的LiCl和15份的MgCl2·6Η20 —同加入到79份的普通自來水中，攪拌均勻形成鹽溶液；
B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器腔內壁的受水面上，噴施強度為2000 3000ml/ m%以不造成生釉粉層流淌為限。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。一種抗污膜層，該抗污膜層為由本實施方式用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。實施方式三
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，該制備工藝包括下述步驟
A.配制鹽溶液將25份的LiCl和15份的MgCl2· 6H20 一同加入到60份的普通自來水中，攪拌均勻形成鹽溶液；
B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器腔內壁的受水面上，噴施強度為2000 3000ml/ m%以不造成生釉粉層流淌為限。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。一種抗污膜層，該抗污膜層為由本實施方式的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。實施方式四
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，該制備工藝包括下述步驟
A.配制鹽溶液將6份的LiCl和4份的MgCl2· 6H20 一同加入到90份的普通自來水中，攪拌均勻形成鹽溶液；
B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器腔內壁受水面上，噴施強度為2000 3000ml/m%以不造成生釉粉層流淌為限。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。一種抗污膜層，該抗污膜層為由本實施方式的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。實施方式五
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，該制備工藝包括下述步驟
A.配制鹽溶液將10份的NaCl、15份的LiCl和10份的CaCl2—同加入到65份的普通自來水中，攪拌均勻形成鹽溶液；
B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器腔內壁的受水面上，噴施強度為2000 3000ml/ m%以不造成生釉粉層流淌為限。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。一種抗污膜層，該抗污膜層為由本實施方式的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。實施方式六
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，該制備工藝包括下述步驟
A.配制鹽溶液將25份的IiCl加入到到75份的普通自來水中，攪拌均勻形成鹽溶
液；
B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器腔內壁的受水面上，噴施強度為2000 3000ml/ m%以不造成生釉粉層流淌為限。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷/搪瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。一種抗污膜層，該抗污膜層為由本實施方式的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。實施方式七
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，該制備工藝包括下述步驟
A.配制鹽溶液將25份的CaCI2加入到75份的普通自來水中，攪拌均勻形成鹽溶液；
B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器腔內壁的受水面上，噴施強度為2000 3000ml/ m%以不造成生釉粉層流淌為限。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。一種抗污膜層，該抗污膜層為由本實施方式的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。實施方式八
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，該制備工藝包括下述步驟
A.配制鹽溶液將7份的KC1、8份的LiCl、3份的MgCl2和3份的CaCl2—同加入到79份的普通自來水中，攪拌均勻形成鹽溶液； B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器腔內壁的受水面上，噴施強度為2000 3000ml/ m%以不造成生釉粉層流淌為限。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。一種抗污膜層，該抗污膜層為由本實施方式的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。實施方式九
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，該制備工藝包括下述步驟
A.配制鹽溶液將15份的LiNO3和6份的Ca(NO3) 2 一同加入到79份的普通自來水中，攪拌均勻形成鹽溶液；
B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器腔內壁的受水面上，噴施強度為2000 3000ml/ m%以不造成生釉粉層流淌為限。C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。一種抗污膜層，該抗污膜層為由本實施方式的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。本發明的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的抗污易潔功能評價實驗對比取普通乳濁釉衛生潔具臺盆和經本發明的制備工藝處理的同規格臺盆(抗污臺盆)各一個；首先對比兩個臺盆釉面感觀，普通臺盆白度較低光澤暗淡，抗污臺盆白度較高光澤明亮，兩者差距明顯；再做抗污模擬仿真實驗用二臺盆裝盛同質洗澡污水至一定深度，靜置24小時，期間每隔8小時攪動3分鐘，到時放盡污水，觀察對比液面線污染情況，普通臺盆液面污水線痕較寬(約2 Cm)，污痕明顯，抗污臺盆污水線痕較細(約O. 5Cm)，污痕較淡；再用灑水器分別對準兩個臺盆污痕噴淋3分鐘，對比觀察噴淋清洗結果普通臺盆仍殘留暗灰色的液線污痕，須用餐紙擦拭，方能去凈；而抗污臺盆基本上清洗干凈不留污痕。通過上述模擬對比實驗，可以確認，本發明的抗污臺盆(可類推至同類陶瓷及搪瓷制品)具備抗污潰易清洗功能。上述僅為本發 明的具體實施方式
，但本發明的設計構思并不局限于此，凡利用此構思對本發明進行非實質性的改動并應用于生產的，均應屬于侵犯本發明保護范圍的行為。
權利要求
1.用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，其特征在于所述制備工藝包括下述步驟A.配制鹽溶液將堿金屬離子化合物和/或堿土金屬離子化合物加入到水中，攪拌均勻形成鹽溶液；B.噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器壁的受水面上；C.燒結將噴施有鹽溶液的陶瓷生釉坯按正常燒成工序進行燒成。
2.如權利要求1所述的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，其特征在于步驟A中堿金屬離子化合物和/或堿土金屬離子化合物的重量份為10 40份，水的重量份為60 90份。
3.如權利要求2所述的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，其特征在于步驟A中堿金屬離子化合物的重量份為6 25份，堿土金屬離子化合物的重量份為4 15份。
4.如權利要求2所述的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，其特征在于所述堿金屬離子化合物為鋰離子化合物、鈉離子化合物、鉀離子化合物中的一種或者幾種。
5.如權利要求4所述的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，其特征在于所述鋰離子化合物為LiCl，所述鈉離子化合物為NaCl，所述鉀離子化合物為KCl。
6.如權利要求2所述的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，其特征在于所述堿土金屬離子化合物為鎂離子化合物、鈣離子化合物中的一種或者兩種。
7.如權利要求6所述的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，其特征在于所述鎂離子化合物為MgCl2 · 6H20，所述鈣離子化合物為CaCl2。
8.如權利要求1所述的用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝，其特征在于步驟B中鹽溶液的噴施強度為2000 3000ml/ m2。
9.由權利要求1至8任一所述用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層的制備工藝制備的抗污膜層。
全文摘要
用于陶瓷乳濁釉/半乳濁釉的抗污膜層及其制備工藝，該制備工藝包括下述步驟配制鹽溶液將共計10～40重量份的堿金屬離子化合物和/或堿土金屬離子化合物加入到60～90份重量份的水中，攪拌均勻形成鹽溶液；噴施將該溶液噴施在陶瓷生釉坯器腔內壁的受水面上，噴施的陶瓷生釉坯應具一定干度，以能吸附一定量的溶液為限；燒結將噴施有鹽溶液的生釉坯按正常燒結工序進行燒結。本發明的抗污膜層的制備工藝能與不同的陶瓷生產流程兼容鏈接，對坯釉配方無特定要求，且無須對原生產流程作大幅更改；該制備工藝除了賦予陶瓷乳濁釉/半乳濁釉面抗污易潔功能外，還能提高釉面的亮度、白度，改善釉面美感，且成本較為低廉。
文檔編號C04B41/86GK103044085SQ20131003341
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者黃新開 申請人:黃新開