科技成果登记信息公示——光催化材料在瓷砖表面的低温固定技术及高效降解甲醛大理石瓷砖的研制

来源:本网访问量:-发布时间:2020-04-09
成果名称:光催化材料在瓷砖表面的低温固定技术及高效降解甲醛大理石瓷砖的研制
登记日期:2020-03-27
完成单位:清远市简一陶瓷有限公司,佛山市简一陶瓷有限公司
完成人员:杨君之,吴世斌,许林峰,皮小萌,林亮标,唐赋,区邦熙,江泽锋,王梁,黄先培,郭惠法,宋建锋,黄山平,刘齐兴,刘从付,高凌雨,胡文华
研究起止日期:2017-01-04至2018-12-31
主要应用行业:制造业
高新技术领域:新材料
评价单位:广东省建筑材料行业协会 、广东陶瓷协会
评价日期:2020-01-13
成果简介:1、立项背景、技术原理和应用领域 目前建筑陶瓷行业大部分企业推出能净化空气的功能性瓷砖,比如负离子瓷砖、阳光瓷砖、能量瓷砖、量子瓷砖等。这次瓷砖一般是在釉里面混入放射性物质钍,其产生的高能射线可以引起空气电离,从而达到净化空气的效果,但这种方法无法使有机分子发生分解。部分企业将瓷砖与硅藻泥结合,利用硅藻泥的吸附作用生产出除甲醛瓷砖。这种吸附作用不属于降解甲醛,当环境温度升高时,吸附的甲醛会重新释放到室内环境中,引起甲醛超标。因此,如何使瓷砖加附降解甲醛功能成为业内急切解决的问题。 针对光催化材料无法在低温条件下牢固附着到瓷砖表面的问题,清远市简一陶瓷有限公司、佛山市简一陶瓷有限公司研发出一种功能类似水泥的新型材料,可将具有可见光活性的光催化材料牢固地附着到大理石瓷砖表面。这种材料常态是一种粘度和水一样的液态,经过催化作用和400℃以下的烘烤,可以变成像玻璃一样坚硬的固态。该项技术解决了光催化材料的催化活性和附着性不可兼得的矛盾。使光催化材料的降解甲醛功能,可以与大理石瓷砖完美的结合起来。 2、成果的主要技术创新点 (一)材料方面的创新 (1)可见光光催化材料的研制 本项目通过低温液相法合成稳定的纳米二氧化钛分散液,再配合一定技术手段实现金属元素与非金属元素复合掺杂改性制备出一款具有可见光活性的光催化材料,由于纳米二氧化钛合成和改性分步进行,可有效避免杂质离子的引入,因此制备的可见光光催化材料活性强、杂质少、稳定性高,综合计算价格也不到进口产品的50%。 (2)低温固化蜡水的研制 本项目开发了一种作用类似于水泥的机硅类的蜡水,将光催化材料粒子附着到瓷砖表面。这种有机硅树脂经交联、缩聚、固化后可以在瓷砖表面形成一层致密透明的无机膜,完全硬化后形成一层高度致密、透明度高的无机涂层。这层无机膜与之前获得的凹凸物理结构牢牢地咬合在一起,并通过化学键与釉结合起来,最后和瓷砖融为一体,不同于涂料涂覆瓷砖表面形成的双层结构。固化后的无机膜的硬度随固化程度提高而增加,因此具有优异的耐磨性。同时由于固化涂层渗透到釉面凹凸结构中,因此在使用过程中与釉面同时被磨损,提高了涂层的耐磨性能。光催化材料粒子以埋入和嵌入的方式与蜡层紧密结合在一起,所以蜡层的性能决定了光催化材料的粘附性和耐久性。 (二)工艺方面的创新 本项目利用了以前瓷砖防滑技术中的刻蚀工艺,并创新性的引入打蜡工艺和喷射工艺。将这两种工艺结合起来,使光催化材料粒子可以通过埋入和嵌入的方式与蜡层如同混凝土一样形成一个坚固的整体。而蜡层又通过化学键和机械咬合的方式与粗糙的瓷砖表面牢固地结合起来。这样就实现了光催化材料粒子在瓷砖表面的牢固附着。 (1)打蜡工艺 通过打蜡工艺使光催化材料粒子与蜡水均匀混合,将光催化材料粒子全部埋入到蜡层中,主要工艺难度体现在三个方面:第一是将光催化材料粒子均匀分散到蜡层中;第二是保证后续的喷射工艺能够顺利进行;第三是保证砖面干净通透,不影响砖面效果。 (2)喷射工艺 采用高压喷射工艺将光催化材料雾化成非常细小的液滴,然后快速射入瓷砖表面的蜡层中,实现光催化材料粒子与蜡层的嵌入式结合。由于雾化效果非常好,使得瓷砖表面能均匀结合一层光催化材料功能层,同时保证砖面效果不受影响。 3、主要技术性能指标 经第三方机构检测,采用本项目技术的产品各项物理和化学性能指标均达到国家标准GB/T 4100-2016(附录G)《陶瓷砖 附录G 干压陶瓷砖E≤0.5%Bla类瓷质砖》各项指标要求。放射性达到GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》A类要求(详见相关产品检验报告)。 “降解甲醛大理石瓷砖”的24h甲醛去除率达到70%(QB/T2761-2006)、48h甲醛净化效率高达90.1%(JC/T1074-2008)。 4、 对促进行业科技进步的作用和意义 (1)本项目有力地推动了行业的技术进步和自主创新能力。本项目实现了大理石瓷砖降解甲醛从无到有的突破,满足了客户的实际需求。同时,创新性地解决了“低温固定技术”和“降解甲醛技术”中存在的材料和工艺技术问题,将瓷砖产品和环保行业技术完美地结合起来,为行业的跨界技术问题的研究提供了新的研发思路。 (2)本项目有力地促进了行业间技术的整合应用。“光催化材料在瓷砖表面的低温固定技术及高效降解甲醛大理石瓷砖的研制”项目的成功实施,为其它行业的先进技术在陶瓷行业的跨界应用提供了一个很好的范例,值得其它企业参考。 (3)简一降解甲醛大理石瓷砖的推出,给客户提供了高品质的产品,满足了客户对健康家居环境的需求。


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