項目名稱:
衛生潔具用自清潔、抗菌復合功能釉
項目簡介:
高檔衛生潔具的品質除了體現在機械性能(如強度、硬度、耐磨性),白度,耐腐蝕性能,耐氣候性能,色彩,外觀設計等以外,還體現在使用過程中的功能性,如抗污性、殺菌性能等。國外自清潔和抗菌功能潔具研究較早,技術比較成熟,而國內由于研究較晚和技術創新力不足,加之國外企業對我國在高檔衛生潔具生產領域的技術封鎖,使得國內衛生潔具生產企業在高檔衛生潔具領域的競爭逐漸處于劣勢。
目前自清潔和抗菌衛生潔具主要存在以下問題:第一,功能單一化。如抗污衛生潔具不具備殺菌性能,或者抗菌衛生潔具不具備抗污性能;第二,自清潔或抗菌功能的耐久性差,主要由于功能層脫離或老化引起的,不能滿足衛生潔具的長期使用要求;第三,由于衛生潔具表面的乳濁釉中含有大量的ZrO2或ZrSiO4等微晶,在堿性的環境中使用時,會導致潔具表面的粗糙度增加,從而降低或失去抗污能力。
因此,開發具有永久持續的自清潔、抗菌功能的功能釉,并能夠與衛生潔具表面具有牢固結合性能。一方面可以提升國內企業生產衛生潔具的檔次,打破國外企業在高檔衛生潔具生產領域的技術封鎖;同時又可以提高人們的生活質量和改善環境,因而具有深遠的意義和廣闊市場前景。
本項目提出采用集成創新技術研發一種復合功能釉賦予衛生潔具的自清潔、抗菌功能。研發技術包括三個方面:首先,對乳濁釉配方組成、燒成制度等工藝研究和優化基礎上,獲得較高質量的乳濁釉;其次,開發一種與乳濁釉性能相適應、且具有抗菌性能的超平滑透明釉、并施一薄層于乳濁釉上(透明釉厚度小于0.1 mm),在不降低原有釉面白度基礎上,提高釉面平整度,到達提高抗污和抗菌性能。其中抗菌劑以負載型添加到釉中,可以有效提高釉的抗菌性能;最后,開發與釉層相匹配的納米薄膜施于釉表面,利用納米薄膜的微/納米結構的
疏水性能、光觸媒抗菌以及光降解污染物等性能進一步提高衛生潔具的抗污和抗菌性能。
技術指標:
項目所開發的復合功能釉應用于衛生潔具,所制備的樣品性能如下:
(1)樣品白度達到70,光澤度良好,表面平均粗糙度(平整度)為25 nm, 普通潔具表面粗糙度大于為200 nm,顯著降低樣品表面的粗糙度,減低污染物對樣品表面的附著力,提高自潔能力。
(2)經廣州工業微生物檢測中心檢測,樣品24 h對大腸桿菌殺菌效率達到90%以上,達到JC/T897-2014規定標準。
(3)樣品表面具有良好的疏水性能,潤濕角達到66°,普通潔具表面對水的潤濕角為34°,研發試樣對水的潤濕角約是普通潔具的1.9倍。
(4)利用模擬污染物(亞甲藍溶液,濃度10 mg/L)對樣品表面進行光降解實驗,在模擬太陽光照射24 h,對模擬污染物降解率達到100%。
成本概算:
本項目開發的自清潔、抗菌復合功能釉可以在現有衛生潔具生產線上應用,無需添加或改造現有生產線,可以減少設備投資成本;此外,復合功能釉所應用的原料,都是陶瓷行業生產常用原料,價格低廉,可以顯著降低生產成本。以現有生產普通潔具坐便器為例,如使用本項目開發的復合功能釉,成本增加約10%,利潤可以增加50%以上,產品具有良好性價比和競爭力。
項目市場前景:
近年來,我國衛生潔具年產量已達到6000多萬件,成為世界第一生產大國,但高檔產品所占比例僅為10%。由于國外知名品牌產品企業(如美標、科勒和東陶等)大量進入,并占據著高檔衛生潔具銷售的相當份額。此外,由于國內衛生潔具企業起步較晚和技術創新力較弱,加之國外企業對我國在高檔衛生潔具生產領域的技術封鎖,使得國內衛生潔具生產企業在高檔衛生潔具領域的競爭逐漸處于劣勢。
通過市場調研發現,隨著國家提倡節能減排的綠色生活方式和人們生活質量的提高,對具有自清潔、抗菌衛生潔具的需求量逐年增加,市場需求量大,因此該類產品具有良好經濟效益和廣闊市場前景。
樣品中試現場照片

圖1 釉料球磨現場

圖2 溶膠制備現場

圖3 施乳濁釉現場

圖4 施自潔釉現場

圖5 釉燒現場

圖6 納米涂層熱處理現場