自清洁抗菌玻璃质搪瓷板制造技术

本发明专利技术提供了一种自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板。所述板包括脱碳金属基底，所述脱碳金属基底具有按顺序设置在所述金属基底之上的至少一个底釉、第一层搪瓷面釉以及第二层搪瓷面釉。所述第二、最外层搪瓷面釉具有多于一种纳米改性剂，每种纳米改性剂的含量至少为釉料的0.1重量百分比。所述纳米改性剂包括氧化锌、氧化银、氧化锆、二氧化硅、氧化铜、硼酸、氧化铝、氧化镁、氧化钙以及二氧化钛。所述玻璃质搪瓷板在經過850℃或更高温度多次烧制之后，具有小于约20度的水接触角；对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果至少为99％，或抗菌活性值至少为2.0；光泽度介于80和95之间。80和95之间。80和95之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自清洁抗菌玻璃质搪瓷板
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年7月3日递交的第62/870,073号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的全部公开内容以引入的方式并入本文。


[0003]本专利技术大体涉及玻璃质搪瓷板，更具体地，涉及自清洁、亲水、抗菌、有光泽、耐酸且耐用的玻璃质搪瓷板。

技术介绍

[0004]玻璃质搪瓷已广泛应用于需要坚硬、耐用、耐刮擦和不褪色表面的各种应用中。本文中使用的术语“玻璃质搪瓷”涉及通过加热熔合到基底上的氧化物和/或玻璃材料的薄层。玻璃质搪瓷包括用于器具的涂层、建筑涂层、街道标志、用于隧道墙、轨道站和其它高流量公共场所的涂层。一般来说，选择玻璃质搪瓷是因为易于清洁和维护，使用寿命长，并且不易燃。
[0005]然而，在许多人流密集的高流量场所，例如公共交通车站，由于受到接触或与打喷嚏或咳嗽使喷出的飞沫接触，环境有利于细菌的传播。在封闭的环境中，允许细菌生长的表面促进了这种细菌向表面的传播和从表面向他人的传播。
[0006]因此，在本领域中需要改进玻璃质搪瓷表面以抵抗细菌的生长。还需要改进自清洁玻璃质搪瓷表面，进一步减少细菌生长的机会。

技术实现思路

[0007]在一个方面，本专利技术提供了一种自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板。本专利技术涉及的板至少包括金属基底、界面涂层(或称为底釉)、第一搪瓷层(第一层搪瓷面釉)和第二搪瓷层，第二搪瓷层可以是所述板的最外层搪瓷面釉。第一层搪瓷面釉设置在底釉之上。第二层搪瓷面釉设置在第一层搪瓷面釉之上。用于形成第二层搪瓷面釉的组合物包括作为抗菌剂、自清洁剂和/或功能性外加剂的多种纳米改性剂，其中所述纳米改性剂中的每一种的含量至少为釉料的总重量的0.1重量百分比。在一个实施例中，抗菌剂选自于氧化锌、氧化银、氧化铜和硼酸。在其它实施例中，自清洁剂选自于二氧化硅和二氧化钛。在另一实施例中，功能性外加剂选自于氧化铝、氧化镁、氧化钙和氧化锆。分别用于形成第一层搪瓷面釉和第二层搪瓷面釉的第一组合物和第二组合物中,还需包括由釉料、硅砂、粘土和水组成的釉料混合物。玻璃质搪瓷板具有小于约20度的低水接触角，60度的光泽度(GU)介于80至95之间，且对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果至少为99％，或抗菌活性值(R)至少为2.0。
[0008]在另一方面，本专利技术提供了一种用于制造本专利技术的玻璃质搪瓷板的方法。该方法包括：对玻璃质搪瓷板的金属基底进行预处理，包括除油、除锈和中和；在脱碳金属基底的两个表面上覆盖界面涂层作为底釉；对脱碳金属板的表面进行干燥；涂覆用于形成第一搪
瓷层的第一组合物，以提供更好的搪瓷环境和保护；将第一组合物置于熔炉中以粘结到玻璃质搪瓷板的金属基底，包括将第一组合物烧制到850℃或更高温度；将炉温保持在850℃或更高温度第一段时间；将炉温冷却至约熔炉所处的室温；涂覆用于形成第二搪瓷层的第二组合物，第二组合物包含与第二组合物中的其它组分充分混合的多种纳米改性剂；将第二组合物置于熔炉中，在850℃或更高温度下烧制；将炉温保持在850℃或更高温度第二段时间；以及将炉温冷却至约熔炉所处的的室温，以获得具有最外表面的玻璃质搪瓷板。可以重复涂覆用于形成组合物的搪瓷面釉的步骤、烧制和冷却循环，直至形成具有所需最外表面的板。
[0009]在一实施例中，金属基底是脱碳钢基底。
[0010]在另一实施例中，作为抗菌剂的纳米改性剂中的每一种的含量为组合物中釉料重量的0.1重量百分比至15重量百分比。优选地，抗菌剂的总含量为组合物中釉料重量的0.1重量百分比至10重量百分比。更优选地，抗菌剂的总含量为组合物中釉料重量的5重量百分比至8重量百分比。
[0011]在其它实施例中，作为自清洁剂的纳米改性剂中的每一种的含量为0.1重量百分比至5重量百分比。
[0012]在又一实施例中，作为功能性外加剂的纳米改性剂中的每一种的含量为0.1重量百分比至15重量百分比。优选地，功能性外加剂的含量为0.1重量百分比至10重量百分比。更优选地，功能性外加剂的含量为0.1重量百分比至5重量百分比。
[0013]在一个实施例中，用于形成最外层搪瓷面釉的第二组合物或后续组合物中纳米改性剂的总重量百分比约为组合物中釉料重量的7％至10％。
[0014]在一示例性实施例中，作为选自于氧化锌、氧化银、氧化铜和硼酸的抗菌剂的纳米改性剂的总重量百分比约为5％至8％，其中约60％至95％的抗菌剂是氧化锌。
[0015]在其它实施例中，底釉具有约80μm或更大的厚度。
[0016]在另一实施例中，底釉在约70℃下干燥约20分钟。
[0017]在又一实施例中，第一层搪瓷面釉的厚度为80
±
10μm。
[0018]在另一实施例中，第一组合物、第二组合物和/或后续组合物在熔炉中在约20分钟内从室温烧制到约850℃或更高温度。
[0019]在其它实施例中，用于将第一组合物、第二组合物和/或后续组合物在熔炉中保持在850℃或更高温度的第一时间段或第二时间段约为5分钟。
[0020]在另一实施例中，通过充分混合釉料混合物和本专利技术的纳米改性剂制备用于形成第二、最外层搪瓷面釉的第二组合物或后续组合物。
[0021]例如，为了制备20kg批次的第二组合物或后续组合物，至少可能需要约120分钟；为了制备50kg批次的第二组合物或后续组合物，至少可能需要约400分钟。
附图说明
[0022]图1示出了根据一实施例的玻璃质搪瓷板的示意图。
[0023]图2示出了关于如何制备根据本专利技术一实施例的玻璃质搪瓷板的示例。
[0024]以下结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明。
具体实施方式
[0025]1.玻璃质搪瓷板概述
[0026]详细参照附图，图1示意性地示出了根据本专利技术的一个方面提供的玻璃质搪瓷板。该板包括在诸如钢基底之类的金属基底上的各层搪瓷涂层，具有可选芯材和背衬层，具体取决于板的应用(例如，厚度和刚性要求、如何将板安装到墙壁或其它表面上等)。基层10是具有受控低碳含量或无碳含量的钢板。通过控制碳含量，增强了后续搪瓷层与钢基底的结合。底釉20包括釉料和其它金属氧化物，这些金属氧化物增加了钢与搪瓷涂层之间的结合。例如，底釉可以包括促进涂层与钢粘附的钴铜氧化物。钴铜氧化物可以与铁形成合金，并且以这种方式，增加了后续搪瓷层对钢基底的粘附性。如本文所使用的，术语“釉料”涉及通常作为熔融材料熔化、淬火(例如，将熔融混合物倒入水浴中)和造粒的玻璃或陶瓷组合物。当在含氧气氛围中烧制时，在钢表面上形成氧化铁层，其与底釉中的氧化物结合。
[0027]第一面釉层30由釉料、少量粘土和二氧化硅的组合形成。通常，用于颜色和其它表面添加剂的颜料保留用于第二面釉层40。第二面釉层40由釉料、少量粘土和二氧化硅的组合以及如本文所述的纳米改性剂形成，纳米改性剂中的每一种的含量约至少为0.1重量百分比，具体地为0.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，包括：脱碳金属基底；底釉，设置在所述脱碳金属基底之上；第一层搪瓷面釉，设置在所述底釉之上；第二层搪瓷面釉，设置在所述第一层搪瓷面釉之上，所述第二层搪瓷面釉包括以下多于一种纳米改性剂，所述纳米改性剂的含量至少为每种所述纳米改性剂的0.1重量百分比：氧化锌(ZnO)、氧化银(Ag2O)、氧化锆(ZrO2)、二氧化硅(SiO2)、氧化铜(CuO)、硼酸(H3BO3)、氧化铝(Al2O3)、氧化镁(MgO)、氧化钙(CaO)以及二氧化钛(TiO2)，其中所述纳米改性剂是一种抗菌剂，选自于氧化锌、氧化银、氧化铜和硼酸，所述氧化锌、氧化银、氧化铜和硼酸的含量约为5重量百分比至8重量百分比，其中约60％至95％的所述抗菌纳米改性剂是氧化锌，其中所述玻璃质搪瓷板在850℃或更高温度多次烧制所述第一层搪瓷面釉和所述第二层搪瓷面釉至少5分钟后，具有小于约20度的水接触角，60度的光泽度介于80和95之间，以及对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性值至少为2.0。2.根据权利要求1所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，还包括与所述脱碳金属基底相邻设置的芯材。3.根据权利要求2所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，还包括与所述芯材相邻设置的背板。4.根据权利要求2所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，所述芯材包括硅酸钙板。5.根据权利要求2所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，所述芯材包括铝蜂窝结构。6.根据权利要求1所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，所述第一层搪瓷面釉和所述第二层搪瓷面釉中的每一个还包括釉料、硅砂、粘土和水。7.根据权利要求1所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，所述纳米改性剂的总含量约为所述第二层搪瓷面釉的7重量百分比至10重量百分比。8.根据权利要求1所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，所述玻璃质搪瓷板的水接触角约为18度或更小。9.根据权利要求1所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，所述玻璃质搪瓷板对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌活性值至少为2.0。10.根据权利要求1所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，所述脱碳金属基底是脱碳钢基底。11.根据权利要求1所述的自清洁、亲水、抗菌、耐酸、有光泽且耐用的玻璃质搪瓷板，其特征在于，所述底釉的厚度至少为80μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：周颂刚，樊勇，沈文龙，梁伟强，梁启峰，
申请(专利权)人：葆冈工程有限公司，
类型：发明
国别省市：