CN114351142A - 抗菌搪瓷内胆的制备方法、抗菌搪瓷内胆及含其的热水器 - Google Patents

Abstract

本申请是关于一种抗菌搪瓷内胆的制备方法、抗菌搪瓷内胆及含其的热水器。该方法包括将二氧化钛与具有抗菌活性的金属材料混合，球磨后锻烧，制得抗菌材料；将搪瓷干粉与纯净水混合，加入抗菌材料，搅拌球磨后，制得含抗菌材料的搪瓷釉浆；将含所述抗菌材料的搪瓷釉浆涂覆在搪瓷内胆的内壁上，调整釉浆的吸附量，烘干烧结制得抗菌搪瓷内胆。本申请提供的方案，能够利用二氧化钛经紫外光照产生的光生电子可以将具有抗菌活性的金属材料还原成单质金属，使得通过本申请的制备方法制备的抗菌搪瓷内胆在低光照强度下(即二氧化钛产生的抗菌效果较弱)，同样能利用析出的单质金属(如金属银或金属铜)实现抗菌效果。

Description

抗菌搪瓷内胆的制备方法、抗菌搪瓷内胆及含其的热水器

技术领域

本申请涉及抗菌搪瓷内胆技术领域，尤其涉及一种抗菌搪瓷内胆的制备方法、抗菌搪瓷内胆及含其的热水器。

背景技术

目前，热水器搪瓷内胆由于内胆容积较大，储水量较多，当搪瓷内胆中长期储水而不使用时，水中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等便会滋生，不仅对水的质量造成影响，也会危害用户的健康，而且热水器内胆拆卸不方便，清洗困难，容易造成污染的恶性循环，影响用户的正常使用。随着人们越发注重生活品质，因此，急需开发具有抗菌、抑菌功能的搪瓷内胆。

相关技术中，行业中也有人尝试采用纳米二氧化钛光触媒催化搪瓷内胆，但需要通过较强的紫外光照射才能实现抗菌效果，当水质较差，水中含杂质较多时，内部的紫外光照射到距离较远的区域的光照强度会下降，导致低光照强度下的水不能很好的被杀菌，影响杀菌效果，且在杀菌过程中，一直高光照强度也会增加用电量，因此在采用纳米二氧化钛光触媒催化进行杀菌时，需要制备一种在低光照强度下依然具备抗菌效果的搪瓷内胆。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种抗菌搪瓷内胆的制备方法、抗菌搪瓷内胆及含其的热水器，该抗菌搪瓷内胆的制备方法、抗菌搪瓷内胆及含其的热水器，能够利用二氧化钛经紫外光照产生的光生电子可以将具有抗菌活性的金属材料还原成单质金属，使得通过本申请的制备方法制备的抗菌搪瓷内胆在低光照强度下(即二氧化钛产生的抗菌效果较弱)，同样能利用析出的单质金属(如金属银或金属铜)实现抗菌效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、将二氧化钛与具有抗菌活性的金属材料混合，球磨后在800～900℃的温度下锻烧，制得抗菌材料；

S2、将重量比为100：30～100：40的搪瓷干粉与纯净水混合，按照重量比加入按搪瓷干粉占比0.5％～1.5％的上述抗菌材料，搅拌球磨后，制得含抗菌材料的搪瓷釉浆；

S3、采用搪瓷工艺将含所述抗菌材料的搪瓷釉浆涂覆在搪瓷内胆的内壁上，调整釉浆的吸附量至20～24g，在120～150℃的温度下烘干25～40min，然后在830～870℃高温下烧结8～12min，形成抗菌搪瓷内胆涂层，制得抗菌搪瓷内胆。

进一步地，在抗菌搪瓷内胆中设置紫外灯。

进一步地，在抗菌搪瓷内胆中设置驱动装置，所述驱动装置的驱动功率包括高功率模式和低功率模式，用于控制所述紫外灯的功率。

进一步地，所述搪瓷内胆制备步骤包括：将热水器内胆焊接成型；将内胆进行喷砂处理，使得喷砂粗糙度达到Rz＞25μm，Ra＞3μm，清洁度≥Sa2.5。

进一步地，所述二氧化钛的粒径为30～40nm。

进一步地，所述抗菌活性的金属材料包括含银的化合物，和/或含铜的化合物。

进一步地，所述含银的化合物为0.5％～3％的硝酸银，所述含铜的化合物为0.5％～3％的硝酸铜。

进一步地，所述抗菌搪瓷内胆涂层的厚度为200-350μm。

本申请还提供一种抗菌搪瓷内胆，其采用上述的抗菌搪瓷内胆的制备方法制得。

本申请还提供了一种热水器，所述热水器包括上述的抗菌搪瓷内胆。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：通过将二氧化钛与具有抗菌活性的金属材料充分混合制成抗菌材料，因掺杂的金属材料可以防止二氧化钛电子-空穴对的复合，促进电子-空穴对的有效分离，从而使二氧化钛抗菌性能更加稳定，再将抗菌材料加入到搪瓷干粉和纯净水的混合物中制得搪瓷釉浆，然后将搪瓷釉浆通过搪瓷工艺涂覆到搪瓷内胆的内壁上，形成抗菌搪瓷内胆涂层，从而制得抗菌搪瓷内胆，利用二氧化钛经紫外光照产生的光生电子可以将具有抗菌活性的金属材料还原成单质金属，使得通过本申请的制备方法制备的抗菌搪瓷内胆在低光照强度下(即二氧化钛产生的抗菌效果较弱)，同样能利用析出的单质金属(如金属银或金属铜)实现抗菌效果，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀菌率均在95％以上，满足对抗菌效果的要求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的抗菌搪瓷内胆制备方法的流程图；

图2是本申请实施例示出的抗菌搪瓷内胆的剖面示意图；

图3是图2中A的放大示意图。

附图标记说明：

1、上封头组件；2、下封头组件；3、内胆中段；4、抗菌搪瓷内胆涂层；5、紫外灯。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

热水器搪瓷内胆由于内胆容积较大，储水量较多，当搪瓷内胆中长期储水而不使用时，水中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等便会滋生，不仅对水的质量造成影响，也会危害用户的健康，行业中也有人尝试采用纳米二氧化钛光触媒催化搪瓷釉，但需要通过较强的紫外光照射才能实现抗菌效果，当水质较差，水中含杂质较多时，内部的紫外光照射到距离较远的区域的光照强度会下降，导致低光照强度下的水不能很好的被杀菌，影响杀菌效果

针对上述问题，本申请实施例提供一种抗菌搪瓷内胆的制备方法、抗菌搪瓷内胆及含其的热水器方法，能够利用二氧化钛经紫外光照产生的光生电子可以将具有抗菌活性的金属材料还原成单质金属，使得通过本申请的制备方法制备的抗菌搪瓷内胆在低光照强度下(即二氧化钛产生的抗菌效果较弱)，同样能利用析出的单质金属(如金属银或金属铜)实现抗菌效果。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

实施例一

参阅图1，一种抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、将二氧化钛与具有抗菌活性的金属材料混合，球磨后在800～900℃的温度下锻烧，制得抗菌材料；

S2、将重量比为100：30～100：40的搪瓷干粉与纯净水混合，按照重量比加入按搪瓷干粉占比0.5％～1.5％的上述抗菌材料，搅拌球磨后，制得含抗菌材料的搪瓷釉浆；

S3、采用搪瓷工艺将含所述抗菌材料的搪瓷釉浆涂覆在搪瓷内胆的内壁上，调整釉浆的吸附量至20～24g，在120～150℃的温度下烘干25～40min，然后在830～870℃高温下烧结8～12min，形成抗菌搪瓷内胆涂层，制得抗菌搪瓷内胆。

步骤S1中，所述二氧化钛选用粒径为30～40nm的二氧化钛，选用此粒径的理由是由于纳米二氧化钛的小尺寸效应、量子效应和诱导效应使光吸收带蓝移，可使原来在紫外波段没有吸收能力的常规材料通过纳米化技术的改造，而产生宽频带强紫外线吸收力，实验证明，30～40nm的纳米二氧化钛微粒具有对各种波长光的吸收带有宽化和蓝移现象的特点，可作为拓宽吸收的光波波长的材料。

所述具有抗菌活性的金属材料包括含银的化合物和/或含铜的化合物，具体为所述含银的化合物为0.5％～3％的硝酸银，所述含铜的化合物为0.5％～3％的硝酸铜。因掺杂的具有抗菌活性的金属材料可以防止电子-空穴对的复合，促进电子-空穴对的有效分离，从而使二氧化钛抗菌性能更加稳定，其中金属中以银的抗菌能力最强，为了降低使用含银化合物的成本，可以选用含铜的化合物，也可以将二者混合使用。

所述的球磨时间为30min，转速为200～350r/min，经过球磨后，可以使二氧化钛与具有抗菌活性的金属材料充分混合在一起，再经过800～900℃的高温锻烧后制得抗菌材料，此方法中原料二氧化钛和具有抗菌活性的金属材料均为市售，材料易得，工艺简单，适用于工业生产。

步骤S2中，将重量比为100：30～100：40的搪瓷干粉与纯净水混合，此处所述的纯净水必须是达到工业纯水标准的纯净水，严禁使用自来水，以防影响最终的抗菌效果，按照重量比加入按搪瓷干粉占比0.5％～1.5％的上述抗菌材料，搅拌240min～360min，球磨60min～120min，使得抗菌材料充分分散在搪瓷干粉和纯净水制成的搪瓷釉浆中，静止老化360min～480min，让搪瓷釉浆中的气体排出，会产生一定程度的沉降现象，此时表面层溶液可以除去，从而减少了游离物质，使釉浆的流动性能更稳定，不仅能提高瓷面质量，也能使搪瓷釉浆更满足涂搪的要求。

步骤S3中，所述搪瓷工艺包括流搪工艺、摇搪工艺、浸搪工艺、喷搪工艺中的一种，采用搪瓷工艺将含所述抗菌材料的搪瓷釉浆涂覆在搪瓷内胆的内壁上，调整釉浆的吸附量至20～24g，因为吸附量越大，使用的搪瓷釉浆越多，制得的抗菌搪瓷内胆越厚，减少了抗菌搪瓷内胆的容积，也会造成材料的浪费，如吸附量过小，会使得搪瓷内胆基材露出造成腐蚀，也容易达不到抗菌的效果；通过将含所述抗菌材料的搪瓷釉浆涂覆在搪瓷内胆的内壁上形成抗菌搪瓷内胆涂层，所述抗菌搪瓷内胆涂层的厚度为150-500μm，优选的抗菌搪瓷内胆涂层的厚度为200-350μm，这样的厚度既满足对搪瓷内胆基材的遮盖能力与抗菌效果，又避免了材料的浪费；然后在120～150℃的温度下烘干25～40min，去除搪瓷釉浆中的自由水，再在830～870℃高温下烧结8～12min，得到不易脱落的抗菌搪瓷内胆。

在本实施例一中，通过将二氧化钛与具有抗菌活性的金属材料充分混合制成抗菌材料，因掺杂的金属材料可以防止二氧化钛电子-空穴对的复合，促进电子-空穴对的有效分离，从而使二氧化钛抗菌性能更加稳定，再将抗菌材料加入到搪瓷干粉和纯净水的混合物中制得搪瓷釉浆，然后将搪瓷釉浆通过搪瓷工艺涂覆到搪瓷内胆的内壁上，形成抗菌搪瓷内胆涂层，从而制得抗菌搪瓷内胆，利用二氧化钛经紫外光照产生的光生电子可以将具有抗菌活性的金属材料还原成单质金属(如将银离子或铜离子还原成金属银或铜)，使得通过本申请的制备方法制备的抗菌搪瓷内胆在低光照强度下(即二氧化钛产生的抗菌效果较弱)，同样能利用析出的单质金属(如金属银或金属铜)实现抗菌效果，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀菌率均在95％以上，满足对抗菌效果的要求。

验证实验说明：

S1、将粒径在30～40nm的二氧化钛与0.5％～3％硝酸银混合，球磨30min后在800～900℃的温度下锻烧，制得抗菌材料；

S2、将重量比为100：30～100：40的搪瓷干粉与纯净水混合，加入抗菌材料，所述抗菌材料按搪瓷干粉重量的添加比例为0.5％～1.5％，搅拌240min～360min，球磨60min～120min，再静止老化360min-480min，制得具有抗菌材料的搪瓷釉浆；

S3、采用搪瓷内胆钢板激光切割加工成50*50mm的搪瓷试板，在试板上喷涂具有抗菌材料的搪瓷釉浆，控制单面喷涂釉浆的吸附量在1～2g，在120～150℃温度下烘干25～40min，然后在830～870℃高温下烧结8～12min，制作成抗菌搪瓷试板；

采用GB 21551.2-2010《家用和类似用途电器的抗菌、除菌、净化功能抗菌材料的特殊要求》标准进行抗菌测试，在自然光下抗金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌率都在98～99.9％以上；搪瓷试板进行2000h的阳光暴晒实验和400h的耐开水实验以后，抗菌效果保持不变。

实施例二

目前大多采用紫外灯对二氧化钛进行光触媒抗菌的热水器，在杀菌过程中，需要一直提供光源，为了满足抗菌效果需要高光照强度，但这会增加用户的用电量，为了解决上述问题，本申请提出了相应的方案，请参阅图2-图3，具体为：

在上述实施例一的方法基础上，本申请的抗菌搪瓷内胆，包括上封头组件1、下封头组件2、内胆中段3以及抗菌搪瓷内胆涂层4，在抗菌搪瓷内胆内设置紫外灯5，所述紫外灯5与所述上封头组件1相连接，可选地，所述紫外灯5可以设置在内胆中段3、下封头上2或者附属固定在其他零件上，在所述紫外灯5外侧设置紫外灯罩，将紫外灯5与抗菌搪瓷内胆中的水进行隔离；在抗菌搪瓷内胆中设置驱动装置，所述驱动装置与所述紫外灯相连接，所述驱动装置的驱动功率包括高功率模式和低功率模式，用于控制所述紫外灯的功率，在高功率模式下，所述紫外灯的功率为40W～50W(现有技术中，热水器内胆的表面积约为2.5平方米，需要紫外灯的功率为40W～50W才能满足抗菌的要求)，在低功率模式下，所述紫外灯的功率为4W，紫外光波的波长在200～385mm。

在本申请实施例中，采用紫外灯对二氧化钛进行光触媒抗菌的热水器，因杀菌过程中，需要一直提供光源，当采用高功率模式下的紫外灯进行杀菌时，用户的用电量较大，不利于节能，在本申请提供的低功率模式下，利用抗菌搪瓷内胆涂层中的二氧化钛经紫外光照产生的光生电子可以将具有抗菌活性的金属材料还原成单质金属，使得通过本申请的制备方法制备的抗菌搪瓷内胆在节能的低光照强度下，同样能利用析出的单质金属(如金属银或金属铜)实现抗菌效果，其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀菌率均在95％以上，在节能的基础上同样满足对抗菌效果的要求。

实施例三

为了使含有抗菌材料的搪瓷釉浆更好的涂覆在内胆内壁上，使得抗菌搪瓷内胆涂层不易脱落，本申请提出了相应的方案，具体为：

在上述实施例一的方法基础上，制备搪瓷内胆主要包括以下步骤：将热水器内胆焊接成型，然后将热水器内胆进行喷砂处理，去除热水器内胆内侧表面的氧化皮和杂质，使热水器内胆表面形成大量的微坑，增大微观表面积，从而提高抗菌搪瓷内胆涂层的密着强度，具体为喷砂粗糙度达到Rz＞25μm，Ra＞3μm，清洁度≥Sa2.5。

在本申请实施例中，通过对焊接成型的热水器内胆进行喷砂处理，使喷砂粗糙度达到Rz＞25μm，Ra＞3μm，清洁度≥Sa2.5，能够将含有抗菌材料的搪瓷釉浆更好的涂覆在热水器内胆的内壁上，使得抗菌搪瓷内胆涂层不易脱落，从而提高抗菌搪瓷内胆的使用寿命。

实施例四

本申请还提供一种抗菌搪瓷内胆，其采用上述的抗菌搪瓷内胆的制备方法制得。

抗菌搪瓷内胆的制备方法可参阅上述实施例，此处不再赘述。

在本申请实施例中，通过上述制备方法制得的抗菌搪瓷内胆，在满足抗菌要求的前提下，可以节约使用银的成本或减少紫外灯的能耗。

实施例五

本申请还提供了一种热水器，所述热水器包括上述的抗菌搪瓷内胆。

抗菌搪瓷内胆可参阅上述实施例，此处不再赘述。

在本申请实施例中，当热水器内胆中长期储水而不使用时，水中的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等便会滋生，由于热水器包括上述的抗菌搪瓷内胆，不仅可以利用二氧化钛的光触媒催化进行杀菌，还可以利用使得二氧化钛经紫外光照产生的光生电子可以将具有抗菌活性的金属材料还原成单质金属进行杀菌，通过双重的抗菌效果，能够杀死水中95％以上的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌，还用户一个健康的水质。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将二氧化钛与具有抗菌活性的金属材料混合，球磨后在800～900℃的温度下锻烧，制得抗菌材料；

(2)将重量比为100：30～100：40的搪瓷干粉与纯净水混合，按照重量比加入按搪瓷干粉占比0.5％～1.5％的上述抗菌材料，搅拌球磨后，制得含抗菌材料的搪瓷釉浆；

(3)采用搪瓷工艺将含所述抗菌材料的搪瓷釉浆涂覆在搪瓷内胆的内壁上，调整釉浆的吸附量至20～24g，在120～150℃的温度下烘干25～40min，然后在830～870℃高温下烧结8～12min，形成抗菌搪瓷内胆涂层，制得抗菌搪瓷内胆。

2.根据权利要求1所述的抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，在抗菌搪瓷内胆中设置紫外灯。

3.根据权利要求2所述的抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，在抗菌搪瓷内胆中设置驱动装置，所述驱动装置的驱动模式包括高功率模式和低功率模式，用于控制所述紫外灯的功率。

4.根据权利要求1所述的抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，

所述搪瓷内胆制备步骤包括：

将热水器内胆焊接成型；

将内胆进行喷砂处理，使得喷砂粗糙度达到Rz＞25μm，Ra＞3μm，清洁度≥Sa2.5。

5.根据权利要求1所述的抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，所述二氧化钛的粒径为30～40nm。

6.根据权利要求1所述的抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，所述抗菌活性的金属材料包括含银的化合物，和/或含铜的化合物。

7.根据权利要求6所述的抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，

所述含银的化合物为0.5％～3％的硝酸银，所述含铜的化合物为0.5％～3％的硝酸铜。

8.根据权利要求1所述的抗菌搪瓷内胆的制备方法，其特征在于，所述抗菌搪瓷内胆涂层的厚度为200-350μm。

9.一种抗菌搪瓷内胆，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的抗菌搪瓷内胆的制备方法制得。

10.一种热水器，其特征在于，包括如权利要求9所述的抗菌搪瓷内胆。

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