光催化陶瓷制品以及其生产方法

申请号 CN200980158954.2 申请日 2009-06-19 公开(公告)号 CN102438967A 公开(公告)日 2012-05-02
申请人 格兰尼迪芬德股份公司; 发明人 乔瓦尼·佩利西里; 安东内拉·图奇; 伊利莎·拉姆巴尔迪;
摘要 本 发明 涉及一种用于生产经处理制品的方法,该方法包括在陶瓷 基础 产品的表面上施加 比表面积 为5至20m2/g的TiO2粉末的第一顶层的步骤,在所述陶瓷基础产品的表面上已经以这样的方式先前沉积了无机 粘合剂 的第二层以获得中间制品;以及加热步骤,在所述加热步骤期间,加热中间制品。
权利要求

1.一种用于生产经处理制品的方法,所述方法包括:表面处理步骤,在所述表面处理步骤期间,将无机粘合剂施加在包含陶瓷材料的基础产品的表面上;施加步骤,所述施加步
2
骤在所述表面处理步骤之后,并且在所述施加步骤期间,将比表面积在约5至约20m/g范围内的TiO2粉末至少部分地沉积在所述无机粘合剂上以便获得中间制品;以及加热步骤,在所述加热步骤期间,加热所述中间制品。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述无机粘合剂包含:相对于所述无机粘合剂自身总重量的30wt%至50wt%的SiO2;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至30wt%的Al2O3;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至40wt%的B2O3;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至15wt%的BaO;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至
15wt%的CaO;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至5wt%的MgO;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至35wt%的ZnO;相对于所述无机粘合剂自身总重量的5wt%至20wt%的Na2O和K2O的总和;以及相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至10wt%的Li2O。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法,其中,所述TiO2粉末具有利用扫描电子显微镜-SEM测得的平均直径大于或等于0.20μm且小于或等于1μm的TiO2颗粒。
4.根据权利要求3所述的方法,其中,所述TiO2颗粒具有大于或等于0.2μm的平均直径。
5.根据权利要求1所述的方法,其中,以无机粘合剂颗粒的形式施加所述无机粘合剂,所述无机粘合剂颗粒具有利用扫描电子显微镜(SEM)测得的大于或等于3μm且小于或等于15μm,更尤其是小于或等于8μm的平均直径。
6.根据权利要求1所述的方法,其中,相对于所施加的所述无机粘合剂和所述TiO2颗粒的重量总和,所述TiO2粉末的重量百分比大于或等于23wt%,并且更尤其是小于
50wt%。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,包括制备所述基础产品的步骤,在制备所述基础产品的步骤期间,借助于压制和随后的热处理来获得所述基础产品;制备所述基础产品的步骤先于所述施加步骤。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在所述表面处理步骤期间,将无机粘合剂的含悬浮液施加在所述基础产品上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在所述施加步骤期间,将TiO2粉末的含水悬浮液沉积在所述无机粘合剂上。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在所述表面处理步骤期间,所述基础产品处于130℃至230℃范围的温度下。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在所述施加步骤期间,所述基础产品处于130℃至230℃范围的温度下。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,所述加热步骤包括热处理步骤,在所述热处理步骤期间,将所述中间制品保持在550至900℃范围的温度下。
13.根据权利要求12所述的方法,其中,所述热处理步骤具有长于或等于20分钟的持续时间。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,在所述施加步骤期间,相对于所述
2
基础产品的表面施加量范围在0.3至3g/m 的TiO2。
15.一种按照在前述权利要求任一项中所限定的方法获得的经处理制品。
16.一种可按照在权利要求1至14任一项中所限定的方法获得的经处理制品。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的经处理制品,包括:基础产品;底层,所述底层设置在所述基础产品的表面上并包括无机粘合剂;以及第一顶层,所述第一顶层包含TiO2颗粒并以这样的方式沉积在所述无机粘合剂的顶部使得所述底层设置在所述基础产品和所述第一顶层之间;所述TiO2颗粒具有大于或等于0.20μm的平均直径。
18.根据权利要求17所述的制品,其中,所述TiO2颗粒具有小于或等于0.8μm的平均直径,更尤其是大于或等于0.2μm的平均直径。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的制品,其中,相对于所述无机粘合剂和所述底层以及所述第一顶层的所述TiO2颗粒的重量总和,所述TiO2颗粒的重量百分比大于或等于23wt%,更尤其是小于50wt%。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的制品,其中,所述无机粘合剂包含:相对于所述无机粘合剂自身总重量的30wt%至50wt%的SiO2;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至30wt%的Al2O3;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至40wt%的B2O3;
相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至15wt%的BaO;
相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至15wt%的CaO;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至5wt%的MgO;相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至35wt%的ZnO;相对于所述无机粘合剂自身总重量的5wt%至20wt%的Na2O和K2O的总和;以及相对于所述无机粘合剂自身总重量的0wt%至10wt%的Li2O。
21.根据权利要求15至20中任一项所述的制品,包括:基础产品;底层,所述底层设置在所述基础产品的表面上并且包括无机粘合剂;以及第一顶层,所述第一顶层包含TiO2颗粒并以这样的方式位于所 述无机粘合剂的顶部,使得所述底层设置在所述基础产品和所
2
述第一顶层之间;所述TiO2颗粒具有在5至20m/g范围内的比表面积。

说明书全文

光催化陶瓷制品以及其生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及用于生产一种制品的方法并且涉及所述制品。

背景技术

[0002] 在陶瓷材料的领域中,已知用TiO2涂布物体,使得它们将呈现光催化性能。通常利用溶胶-凝胶系统和/或通过施加纳米二颗粒来制作涂层以便获得这样的材料,其易于清洁并且能够部分地净化来自有机污染物的空气。为了使TiO2有效地粘附于物体的表面,经常使用有机聚合物
[0003] 用于用二氧化钛涂布陶瓷物体的已知方法以及由此获得的制品具有许多缺点,下文提及一些缺点。
[0004] 溶胶-凝胶法的使用可以引起有机化合物的排放,所述有机化合物是污染物并且潜在地不利于健康。
[0005] 已知技术是相当不灵活的,并且不能用于不同类型的瓷砖。因此不可能获得各种美学效应。
[0006] 获得的催化效应相对较差并且经常不是可再生的。
[0007] TiO2层与物品的粘附的坚固性相对较低。
[0008] 生产成本经常较高。

发明内容

[0009] 本发明的目的是提供也用于生产制品的方法和一种制品,该制品将能够至少部分地克服已知技术的缺点,并且同时将是容易的和经济上有利的。
[0010] 根据本发明,提供了用于生产制品的方法以及所述制品,如在随后独立权利要求并且优选在直接或间接从属于独立权利要求的任一权利要求中所陈述的。

具体实施方式

[0011] 根据本发明的第一方面,提供了用于生产经处理制品的方法。该方法包括表面处理的步骤,在表面处理步骤期间,将有机粘合剂施加在包含(尤其是构造自)陶瓷材料的基础产品的表面上。该方法进一步包括第二施加步骤,其是在表面处理步骤之后,并且其间,2
比表面积为约5至约20m/g的TiO2粉末至少部分地沉积在无机粘合剂上以获得中间制品;
以及加热步骤,在加热步骤期间,加热中间制品。
[0012] 通常,经处理的制品是瓷砖(tile)。
[0013] 根据一些实施方式,TiO2粉末具有10至20m2/g的比表面积。有利地,TiO2粉末具2
有10至15m/g的比表面积。
[0014] 比表面积是指样品的表面积和重量之间的比率。
[0015] 利用 气 体 吸附 (BET)法来 测 量 比表 面 积。 尤其 是,使用 FlowSorb II2300 设备,并按照伴随的标准说明。
[0016] 根据一些实施方式,TiO2粉末具有(尤其构成自)平均直径大于或等于0.20μm且小于或等于1.0μm的颗粒。有利地,TiO2颗粒具有大于或等于0.2μm(尤其是,大于或等于0.2μm并且小于或等于0.8μm)的平均直径。根据一些实施方式,TiO2颗粒具有小于或等于0.5μm且大于或等于0.2μm的平均直径。
[0017] 除非另有明确规定,否则在本文中,利用扫描电子显微镜(SEM)来测量颗粒的直径。尤其是,使用连接至能量分散型X射线光谱仪(EDS)(Inca,Oxford Instruments,UK)的SEM(Zeiss EVO 40.D)。通过计算100个随机选择的颗粒的直径测量结果的平均值来计算平均直径。在所述颗粒已施加于基础产品(具体地说,关于二氧化钛颗粒,在无机粘合剂上)以前,测量颗粒的直径。
[0018] 上述方法包括基础产品的制备步骤,其间,通过压制、接着热处理来获得基础产品。基础产品的制备步骤先于施加步骤。
[0019] 有利地,在900至1250℃的温度下热处理基础产品30至70分钟的时间,特别是,以便获得基础产品的牢固固化
[0020] 根据一些实施方式,在施加步骤期间,将TiO2粉末的含悬浮液施加在无机粘合剂上。
[0021] 根据一些实施方式,相对于其自身的总重量,无机粘合剂包含30wt%至50wt%(有利地,35wt%至48wt%)的SiO2。相对于其自身的总重量,无机粘合剂包含0wt%至30wt%(有利地,0.3wt%至20wt%)的Al2O3。相对于其自身的总重量,无机粘合剂包含
0wt%至40wt%(有利地,5wt%至38wt%)的B2O3。相对于其自身的总重量,无机粘合剂包含0wt%至15wt%(有利地,0wt%至13wt%)的BaO。相对于其自身的总重量,无机粘合剂包含0wt%至15wt%(有利地,0.3wt%至20wt%)的CaO。相对于其自身的总重量,无机粘合剂包含0wt%至5wt%(有利地,0wt%至3wt%)的MgO。相对于其自身的总重量,无机粘合剂包含0wt%至35wt%(有利地,0wt%至30wt%)的ZnO。相对于其自身的总重量,无机粘合剂包含5wt%至20wt%(有利地,8wt%至18wt%)的Na2O+K2O。相对于其自身的总重量,无机粘合剂包含0wt%至10wt%(有利地,0wt%至5wt%)的Li2O。
[0022] 有利地,通过以相应百分比结合如上所述的部分成分或所有成分来构造无机粘合剂。换言之,无机粘合剂并不包含另外的成分。
[0023] 通常,无机粘合剂具有(尤其是,构成自)如在以下呈现的表1中规定的组成。
[0024] 表1
[0025]成分 相对于粘合剂总重量的重量百分比范围(100wt%)
SiO2 30-50
Al2O3 5-30
B2O3 0-30
BaO 0-15
CaO 5-15
MgO 0-5
ZnO 0-35
Na2O+K2O 5-20
Li2O 0-10
[0026] 根据一些有利的实施方式,无机粘合剂具有在550℃至800℃之间的软化温度(按照ISO540:2008标准来测量软化温度)。
[0027] 有利地,加热步骤包括热处理阶段,其间,将中间制品保持在等于或高于无机粘合剂的软化温度的温度下。
[0028] 可以利用加热显微镜按照ISO540:2008标准来确定软化温度。
[0029] 有利地,在热处理步骤期间,将中间制品保持在550℃至900℃的温度下。有利地,在热处理步骤期间,将中间制品保持在大于或等于600℃(尤其是,低于或等于850℃)的温度下。
[0030] 根据一些实施方式,热处理的步骤具有长于或等于20分钟的持续时间。有利地,热处理的步骤具有短于或等于100分钟的持续时间。根据具体实施方式,热处理的步骤具有短于或等于75分钟的持续时间。
[0031] 根据一些实施方式,无机粘合剂包含(尤其是,构成自)平均直径大于或等于3μm且小于或等于15μm的无机粘合剂颗粒。有利地,无机粘合剂的颗粒具有大于或等于3μm且小于或等于8μm的平均直径。如上所述的尺寸使得可以在加热以后获得均匀和更少应的无机粘合剂。
[0032] 根据一些实施方式,以含水悬浮液的形式(尤其是,包含0.3wt%至10wt%的粘合剂量)施加无机粘合剂。以这样的方式施加悬浮液使得中间制品在其表面上具有0.005至2 2
0.02g/cm 的悬浮液以及中间(和/或经处理)制品在其表面上具有0.50至5g/m 的粘合剂。有利地,利用气刷在10至40巴的压力下进行施加。
[0033] 根据一些实施方式,相对于粘合剂的干重,粘合剂的含水悬浮液包含0.0至0.5wt%(尤其是,0.1至0.5wt%)的抗絮凝剂。
[0034] 根据一些实施方式,相对于二氧化钛的干重,二氧化钛的含水悬浮液包含0wt%至2wt%(尤其是,1wt%至2wt%)的抗絮凝剂。
[0035] 有利地,抗絮凝剂具有酸钠和/或丙烯酸钠基质。根据一些实施方式,基于硅酸钠的抗絮凝剂包含14.3wt%的Na2O、3.3wt%的P2O5、以及25.5wt%的SiO2(相对于抗絮凝剂的总重量的重量百分比),并被设计成降低附聚物形成的险。
[0036] 有利地,相对于水的容积,二氧化钛的含水悬浮液具有1至30g/l的TiO2粉末的浓度。
[0037] 有利地,在施加步骤期间,施加一定量的二氧化钛的悬浮液使得中间制品在其自2
身表面上将呈现0.005至0.03g/cm 的二氧化钛的悬浮液。中间制品(和/或经处理的制
2
品)在其自身表面上具有0.3至3g/m 的TiO2。
[0038] 根据一些实施方式,借助于气刷来施加TiO2粉末。有利地,在10至40巴的压力下施加TiO2粉末。
[0039] 应该强调的是,选择粘合剂的量和TiO2的量之间的重量比,以便获得这样的经处理制品,其是耐久的并且同时具有高光催化活性。在这方面,应该指出,相对于两个施加层的二氧化钛和无机粘合剂的总和,二氧化钛的重量百分比有利地为大于或等于23wt%并且尤其小于50wt%。
[0040] 同样地,相对于两个施加层的二氧化钛和无机粘合剂的总和,无机粘合剂的重量百分比为大于或等于50wt%并且有利地小于77wt%。
[0041] 有利地,在表面处理步骤期间,基础产品在130℃至230℃(有利地,150℃至200℃)的温度下。
[0042] 在施加无机粘合剂期间,基础产品具有相对高温度的事实使得粘合剂本身可以均匀分布在基础产品的表面上。
[0043] 当以含水悬浮液施加粘合剂时,这是特别有用的,因为水的快速蒸发可以在基础产品的对应于表面缺陷(例如,极小尺寸的凹陷)的区域防止粘合剂的累积。
[0044] 以类似于上述的方式,有利地,在施加步骤期间,基础产品在130℃至230℃(有利地,150℃至200℃)的温度下。
[0045] 根据一些有利的实施方式,为了在表面处理步骤期间(以及有利地在施加步骤期间)使基础产品处于相对高的温度(如上所述),在表面处理步骤以前,加热基础产品(例如,在特意设计的窑内)。应该强调的是,在这些情况下,基础产品的热容量使得在表面处理步骤期间(以及有利地,施加步骤期间)基础产品本身能够维持相对高的温度(基础产品的温度相对缓慢地下降)。
[0046] 通过进行一些测试,可以实验上显示,用于从基础制品(和/或其上已施加有无机粘合剂的基础制品)表面获得干燥(即,含水成分的蒸发)的最有利的条件。
[0047] 根据本发明的第二方面,提供了用于获得经处理制品的方法。该方法包括表面处理的步骤,在此步骤期间,将无机粘合剂施加在包含(尤其是构造自)陶瓷材料的基础产品的表面上。该方法进一步包括施加步骤,其至少部分地跟随表面处理步骤并在其间将具有(尤其是构成自)平均直径大于或等于0.20μm的Ti2O的颗粒的Ti2O粉末至少部分地沉积在无机粘合剂上,以便获得中间制品;以及加热步骤,其间加热中间制品。
[0048] 根据一些实施方式,TiO2颗粒具有小于或等于1.0μm的平均直径。有利地,TiO2颗粒具有大于或等于0.2μm(尤其是大于或等于0.2μm且小于或等于0.8μm)的平均直径。根据一些实施方式,TiO2颗粒具有小于或等于0.5μm但大于或等于0.2μm的平均直径。
[0049] 使用根据本发明的氧化钛粉末,实验已惊人地表明,可以获得这样的经处理制品,其在相当长的时间内是非常活性的(即,易于清洁和/或具有用于净化空气的高容量)并且其并不需要使用有机聚合物。尤其是,已经注意到,在加热步骤期间,粉末的颗粒以令人惊讶的方式彼此结合(它们结合在一起)以产生非常活性的和耐久的外层。在这方面,应该强调的是,呈现上述特性的粉末到现在为止被认为不适合用来使表面具有活性,正是因为它们具有有限的活性表面。
[0050] 还应当强调的是,以上描述的根据本发明的粉末还是易处理的和相对非挥发性的。具有更小尺寸的粉末可以潜在地对操作者带来健康风险。
[0051] 根据一些实施方式,按照以上描述并参照本发明的第一方面来实施本发明的第二方面的方法。
[0052] 根据本发明的第三方面,提供了经处理的制品,其是按照针对本发明的第一方面和/或第二方面所描述的所获得的。
[0053] 根据本发明的第四方面,提供了经处理的制品,其可以按照针对本发明的第一方面和/或第二方面所描述的来获得。
[0054] 根据具体实施方式,经处理的制品是瓷砖。
[0055] 根据本发明的第五方面,提供了经处理的制品,该经处理的制品包括:基础产品;底层,其设置在基础产品的表面上并且包含(更尤其是,构成自)无机粘合剂;以及第一顶层,其包含(更尤其是,构成自)TiO2颗粒并且以这样的方式沉积在无机粘合剂上使得底层设置在基础产品和第一顶层之间。
[0056] 有利地,无机粘合剂和TiO2颗粒是按照针对本发明的第一方面和/或第二方面所描述的加以限定。
[0057] 尤其是,根据一些有利的实施方式,相对于二氧化钛和无机粘合剂的重量总和,TiO2的重量百分比大于或等于23wt%并且有利地小于50wt%。
[0058] 同样地,相对于两个施加层的二氧化钛和无机粘合剂的总和,无机粘合剂的重量百分比为大于或等于50wt%并且有利地小于77wt%。
[0059] 根据一些实施方式,经处理的制品在其自身表面上具有0.3至3g/m2的TiO2。
[0060] 该范围已确定为在所涉及的抗性、效率、以及成本之间的最佳折衷。
[0061] 根据一些实施方式,经处理的制品是按照本发明的第三方面或第四方面加以限定的。
[0062] 以本申请人的名义提交的专利申请PCTIT0900028的全部内容以引用方式结合于本文。
[0063] 本发明的另外的特点将来自一些实施例的随后描述,上述实施例仅通过非限制性说明而提供。
[0064] 实施例1
[0065] 将无机粘合剂″F263″(由IRIS S.p.A GLAZES DIVISION经销),其具有在表2中给出的化学组成以及670℃的软化点(软化温度范围是通过利用加热显微镜按照ISO540:2008标准加以确定的),作为含水悬浮液施加在温度为130℃的烧结陶瓷产品的表面上。悬浮液具有2.6wt%重量百分比(相对于悬浮液的总重量)的F263。借助于气刷Airless(由AirPower 经销)利用30巴的压力进行施加。以这样的方式调节
2
施加的悬浮液的量,使得相对于陶瓷产品的表面施加大约0.008g/cm 的F263悬浮液。
[0066] 这时,在130℃下干燥样品10分钟。接着施加0.7μm的二氧化钛粉末的含水悬2
浮液(KRONOS 1077,具有11.5m/g的比表面积和平均直径D(v.0.5),其是借助于激光粒度仪,尤其是,利用激光粒度仪MastersizerMicroplus Ver.2.19(MalvernLtd)测得的。所述悬浮液具有8g/l的二氧化钛浓度(粉末重量/水体积)。借助于气刷Airless(由Air Power 经销)利用30巴的压力进行施加。调节施加的悬浮液的
2 2
量以相对于陶瓷产品的表面施加大约0.008g/cm 的二氧化钛悬浮液,其相当于0.63g/m 的TiO2。
[0067] 二氧化钛的体积为二氧化钛和无机粘合剂(F263)的体积总和的15vol%;相对于二氧化钛和无机粘合剂(F263)的重量总和,二氧化钛的重量百分比为23.2wt%。
[0068] 由此获得的(经无机粘合剂和二氧化钛处理的)样品立即在单层辊道窑Solar mod.F.R.S.2.5/300/1250℃(由Solar Impianti s.r.l.制造)中以下面的热循环进行烧制:从室温至710℃的温度预热11分钟,在710℃的烧制区中24分钟,以及冷却24分钟,共59分钟。
[0069] 表2
[0070]相对于粘合剂的总重量的重量百分比组成(102wt%)
SiO2 44wt%
Al2O3 4wt%
B2O3 25wt%
BaO 9wt%
CaO 2wt%
ZnO 5wt%
Na2O+K2O 11wt%
Li2O 2wt%
[0071] 实施例2
[0072] 向无机粘合剂″F263″(由IRIS S.p.A GLAZESDIVISION经销),其具有在表2给出的化学组成以及670℃的软化点(软化温度范围是通过利用加热显微镜按照ISO540:2008标准来确定的),添加0.5wt%(相对于粘合剂的重量)的抗絮凝剂Reoflux E/1380(LAMBERTICERAMIC -Reoflux E/1380主要是硅酸钠并且
相对于其自身的总重量包含:14.3wt%的Na2O、3.3wt%的P2O5、25.5wt%的SiO2)。
[0073] 将由此获得的混合物作为含水悬浮液施加在温度为130℃的烧结陶瓷产品的表面上。悬浮液具有重量百分比(相对于总重量)为2.6wt%的F263。借助于气刷Airless(由Air Power 经销)利用30巴的压力进行施加。以这样的方式调节悬浮液的施加量2
以相对于陶瓷产品的表面施加大约0.008g/cm 的F263悬浮液。
[0074] 这时,在130℃下干燥样品10分钟。向二氧化钛粉末(KRONOS 1077,比表面积2
为11.5m/g),以这样的方式添加1.5wt%(相对于二氧化钛的重量)的抗絮凝剂Reoflux E/1380(LAMBERTI CERAMIC )以获得混合物。
[0075] 然后将由此获得的混合物的含水悬浮液施加在陶瓷产品(对其已经施加无机粘合剂)的表面上。所述悬浮液具有8g/l的二氧化钛的浓度(粉末的重量/水的体积)。借助于气刷Airless(由Air Power 经销)利用30巴的压力进行施加。以这样的方2
式调节悬浮液的施加量以相对于陶瓷产品的表面施加大约0.008g/cm 的二氧化钛悬浮液,
2
其相当于0.63g/m 的TiO2。
[0076] 二氧化钛的体积为二氧化钛和无机粘合剂(F263)的体积总和的15vol%,而重量百分比(再次相对于二氧化钛)则为23.2wt%。
[0077] 由此获得的(经无机粘合剂和二氧化钛处理的)样品立即在单层辊道窑Solar mod.F.R.S.2.5/300/1250℃(由Solar Impianti s.r.l.制造)中以下面的热循环进行烧制:从室温至710℃的温度预热11分钟,在710℃的烧制区中30分钟,冷却24分钟,共65分钟。
[0078] 实施例3
[0079] 将无机粘合剂″FC-37010″(由Ferro Italia S.p.A.经销),其具有在表3中给出的化学组成并具有借助于扫描电子显微镜(SEM Zeiss EVO 40.D)测得的4μm的平均直径和650℃的软化点(软化温度范围是利用加热显微镜按照ISO540:2008标准来确定的),作为含水悬浮液施加在温度为180℃的烧结陶瓷产品的表面上。悬浮液具有9g/l的无机粘合剂的浓度。借助于气刷Airless(由Air Power 经销)利用35巴的压力2
进行施加。调节悬浮液的施加量以相对于陶瓷产品的表面施加大约0.01g/cm 的FC-37010
2
的悬浮液,其相当于0.9g/m 的无机粘合剂。
[0080] 这时,在180℃下干燥样品10分钟。向二氧化钛的粉末(KRONOS1077,比表面积为2
11.5m/g)添加1.0wt%(相对于二氧化钛的重量)的抗絮凝剂Reoflux NF08/64(LAMBERTI CERAMIC )以获得混合物。
[0081] 接着,将由此获得的混合物的含水悬浮液(其中借助于扫描电子显微镜(SEM)测得的二氧化钛的平均直径为0.2μm)施加在陶瓷产品(其中已经施加无机粘合剂)的表面上。所述悬浮液具有8g/l的二氧化钛的浓度(粉末的重量/水的体积)。借助于气刷Airless(由Air Power 经销)利用35巴的压力进行施加。调节悬浮液的施加量以相对于陶瓷产品的表面施加大约0.01g/cm2的二氧化钛的悬浮液,其相当于0.8g/m2的TiO2。
[0082] 因此相对于两个施加层的二氧化钛和无机粘合剂的重量,二氧化钛的重量百分比为47wt%。
[0083] 由此获得的(经无机粘合剂和二氧化钛处理的)样品立即在单层辊道窑Solar mod.F.R.S.2.5/300/1250℃(由Solar Impianti s.r.l.制造)中以下面的热处理进行烧制:从室温可达652℃的温度预热11分钟,在652℃的烧制区中24分钟,以及冷却24分钟,共59分钟。
[0084] 表3
[0085]重量百分比组成
SiO2 42.5wt%
Al2O3 0.5wt%
B2O3 34wt%
MgO 0.8wt%
CaO 7.9wt%
Na2O+K2O 14.3wt%
[0086] 实施例4
[0087] 将无机粘合剂″FC-37010″(由Ferro Italia S.p.A.经销),其具有在表3中给出的化学组成并具有借助于扫描电子显微镜(SEM Zeiss EVO 40.D)测得的4μm的平均直径以及650℃的软化点(软化温度范围是利用加热显微镜按照ISO540:2008标准确定的),作为含水悬浮液施加在温度为200℃的烧结陶瓷产品的表面上。悬浮液具有9g/l的无机粘合剂的浓度。借助于气刷Airless(由Air Power 经销)利用25巴的压力2
进行施加。调节悬浮液的施加量以相对于陶瓷产品的表面施加大约0.01g/cm 的FC-37010
2
的悬浮液,其相当于0.9g/m 的无机粘合剂。
2
[0088] 向二氧化钛的粉末(KRONOS 1077,比表面积为11.5m/g)添加1.0wt%(相对于二氧化钛的重量)的抗絮凝剂Reoflux NF08/64(LAMBERTICERAMIC )以获得混合物。
[0089] 接着,将由此获得的混合物的含水悬浮液(其中借助于扫描电子显微镜(SEM)测得的二氧化钛的平均直径为0.2μm)在通过由陶瓷产品本身供给的热量获得的瞬间干燥以后,立即施加在陶瓷产品的表面(其中已经施加无机粘合剂)上。所述悬浮液具有8g/l的二氧化钛的浓度(粉末的重量/水的体积)。借助于气刷Airless(由Air Power经销)利用25巴的压力进行施加。调节悬浮液的施加量以相对于陶瓷产品的表面施加大2 2
约0.01g/cm 的二氧化钛的悬浮液,其相当于0.8g/m 的TiO2。
[0090] 因此,相对于两个施加层的二氧化钛和无机粘合剂的重量,二氧化钛的重量百分比为47wt%。
[0091] 由此获得的(经无机粘合剂和二氧化钛处理的)样品在单层辊道窑Carfer mod.C-AT 1650/83280(由Carfer Forni S.p.A.制造)中以下面的热处理立即进行烧制:从室温可达690℃的温度预热11分钟,在690℃的烧制区中24分钟,以及冷却40分钟,共75分钟。
[0092] 实施例5
[0093] 将无机粘合剂″FC-37010″(由Ferro Italia S.p.A.经销),其具有在表3中给出的化学组成并具有借助于扫描电子显微镜(SEM Zeiss EVO 40.D)测得的4μm的平均直径以及650℃的软化点(软化温度范围是利用加热显微镜按照ISO540:2008标准来确定的),作为含水悬浮液施加在温度为200℃的烧结陶瓷产品的表面上。悬浮液具有9g/l的无机粘合剂的浓度。借助于气刷Airless(由Air Power 经销)利用25巴的压力进2
行施加。调节悬浮液的施加量以相对于陶瓷产品的表面施加大约0.0075g/cm 的FC-37010
2
的悬浮液,其相当于0.7g/m 的无机粘合剂。
[0094] 向二氧化钛粉末(KRONOS 1077,比表面积为11.5m2/g)添加1.0wt%(相对于二氧化钛的重量)的抗絮凝剂Reoflux NF08/64(LAMBERTICERAMIC )以获得混合物。
[0095] 然后将由此获得的混合物的含水悬浮液(其中借助于扫描电子显微镜(SEM)测得的二氧化钛的平均直径为0.2μm)在由陶瓷产品本身供给的热量获得的瞬间干燥以后,立即施加在陶瓷产品的表面(对其已经施加无机粘合剂)上。所述悬浮液具有8g/l的二氧化钛的浓度(粉末的重量/水的体积)。借助于气刷Airless(由Air Power 经销)利用25巴的压力进行施加。以这样的方式调节悬浮液的施加量以相对于陶瓷产品的表面2 2
施加大约0.0075g/cm 的二氧化钛悬浮液,其相当于0.6g/m 的TiO2。
[0096] 因此,相对于两个施加层的二氧化钛和无机粘合剂的重量,二氧化钛的重量百分比为46.2wt%。由此获得的(经无机粘合剂和二氧化钛处理的)样品在单层辊道窑Carfer mod.C-AT 1650/83280(由Carfer Forni S.p.A.制造)中以下面的热循环立即进行烧制:从室温到690℃的温度预热11分钟,在690℃的烧制区中24分钟,以及冷却40分钟,共75分钟。
[0097] 实施例6
[0098] 在水相中的光催化作用
[0099] 通过监测有机着色剂,靛蓝胭脂红(IC),的降解来评价在样品的液相中的光催化活性。在室温下在反应器内进行测试,其中上述反应器具有500ml的容积、包含按照在上述2
实施例中描述的方法制备的样品、以及具有大约16cm 的面积。着色剂的含水悬浮液具有
1ppm的初始IC浓度。所使用的光源是具有λmax=370nm的9W汞汽灯(Philips PL-S
2
9W/08/2P,NL),其放置在样品上以获得28W/m 的功率水平。为了有利于在溶液内的均匀性,将重复循环安置在反应器内。通过利用分光光度计(Uvikon923,F)测量在610nm波长处的吸光度来评价IC浓度的变化,从而利用以下关系来计算光降解指数η
[0100]
[0101] 其中C0是IC的初始浓度,即1ppm,而Cs是在规定照射时间以后的浓度。通过以固定的间隔,具体地在照射2、4、6、24、26、28以及30小时以后,从反应器获取溶液样品,来监测IC浓度的测量结果。
[0102] 在照射30小时以后,光降解指数的结果列在表4中。
[0103] 表4
[0104]
[0105] 为了评价光催化活性的耐久性,重复测试相同样品至少4次。测定的数值列在表5中。
[0106] 表5
[0107]η,wt%
实施例1 60-55
实施例2 30-25
实施例3 80-65
实施例4 70-50
实施例5 55-40
[0108] 为了获得老化对光催化活性值的影响的更好评估,还利用声波浴处理进行了机械应力测试。在为确定光催化活性进行第四次测试以后,对实施例1的样品进行持续时间为5分钟的超声波浴处理。然后进行测试以确定光催化活性,其在30小时时仍然呈现55wt%的明显高值。在第二次超声波浴处理以后,再次持续5分钟,与第一次测试相比,在
30小时时测得的光催化活性值并不呈现显著差异;即,它是约50wt%。
[0109] 对于目前市场上的陶瓷产品,当与(利用类似于以上描述的方法)记录的那些值相比时,所述值是特别显著的。应该指出的是,目前市场上的、标榜为具有光催化性能和涂布有二氧化钛的最好产品呈现低于10wt%的活性。
[0110] 在气相中的光催化作用
[0111] (按照UNI-11247-2007标准进行在水相中的光催化作用测试)。
[0112] 通过监测在照明下样品的NOx的降解来评价在样品的气相中的光催化活性。该测3
试涉及0.06m/h的气体流量,包含0.55ppm的NOx(0.15ppmNO2+0.4ppm NO)并具有45-60%
2
的湿度范围,其通过3升反应器,在反应器内放置有面积为64cm 的待测试样品,其中反应器的内部温度保持在26至27℃之间。
[0113] 用300W灯(Vitalux Osram)来照射样品的表面,其中以这样的方式来定位所述灯2
以在300和400nm之间具有20W/m 的辐射功率密度
[0114] 利用化学发光测量(Nitrogen Oxides Analyser,Model AC32M,Environment S.A.)来确定氧化氮的浓度变化。光催化活性,AF(以m/h为单位表示)计算如下:
[0115]
[0116] 其中CB和CL(以ppm为单位)分别是在黑暗中和在照明下在已达到恒定值以后的浓度,S是样品的面积(以m2为单位),F是气体流量(以m3/h为单位),而I是光通量的三维强度,它是通过关联实验测得的强度I′(以W/m2为单位表示)与1000W/m2所获得的,其对应于约100000Lux,即,在7月份正午阳光达到的平均值。
[0117] 表6示出,关于NOx(NO2+NO)的去除,样品,样品A和样品,标准样品的光催化活性
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