项目名称:
卫生洁具用自清洁、抗菌复合功能釉
项目简介:
高档卫生洁具的品质除了体现在机械性能(如强度、硬度、耐磨性),白度,耐腐蚀性能,耐气候性能,色彩,外观设计等以外,还体现在使用过程中的功能性,如抗污性、杀菌性能等。国外自清洁和抗菌功能洁具研究较早,技术比较成熟,而国内由于研究较晚和技术创新力不足,加之国外企业对我国在高档卫生洁具生产领域的技术封锁,使得国内卫生洁具生产企业在高档卫生洁具领域的竞争逐渐处于劣势。
目前自清洁和抗菌卫生洁具主要存在以下问题:第一,功能单一化。如抗污卫生洁具不具备杀菌性能,或者抗菌卫生洁具不具备抗污性能;第二,自清洁或抗菌功能的耐久性差,主要由于功能层脱离或老化引起的,不能满足卫生洁具的长期使用要求;第三,由于卫生洁具表面的乳浊釉中含有大量的ZrO2或ZrSiO4等微晶,在碱性的环境中使用时,会导致洁具表面的粗糙度增加,从而降低或失去抗污能力。
因此,开发具有永久持续的自清洁、抗菌功能的功能釉,并能够与卫生洁具表面具有牢固结合性能。一方面可以提升国内企业生产卫生洁具的档次,打破国外企业在高档卫生洁具生产领域的技术封锁;同时又可以提高人们的生活质量和改善环境,因而具有深远的意义和广阔市场前景。
本项目提出采用集成创新技术研发一种复合功能釉赋予卫生洁具的自清洁、抗菌功能。研发技术包括三个方面:首先,对乳浊釉配方组成、烧成制度等工艺研究和优化基础上,获得较高质量的乳浊釉;其次,开发一种与乳浊釉性能相适应、且具有抗菌性能的超平滑透明釉、并施一薄层于乳浊釉上(透明釉厚度小于0.1 mm),在不降低原有釉面白度基础上,提高釉面平整度,到达提高抗污和抗菌性能。其中抗菌剂以负载型添加到釉中,可以有效提高釉的抗菌性能;最后,开发与釉层相匹配的纳米薄膜施于釉表面,利用纳米薄膜的微/纳米结构的
疏水性能、光触媒抗菌以及光降解污染物等性能进一步提高卫生洁具的抗污和抗菌性能。
技术指标:
项目所开发的复合功能釉应用于卫生洁具,所制备的样品性能如下:
(1)样品白度达到70,光泽度良好,表面平均粗糙度(平整度)为25 nm, 普通洁具表面粗糙度大于为200 nm,显著降低样品表面的粗糙度,减低污染物对样品表面的附着力,提高自洁能力。
(2)经广州工业微生物检测中心检测,样品24 h对大肠杆菌杀菌效率达到90%以上,达到JC/T897-2014规定标准。
(3)样品表面具有良好的疏水性能,润湿角达到66°,普通洁具表面对水的润湿角为34°,研发试样对水的润湿角约是普通洁具的1.9倍。
(4)利用模拟污染物(亚甲蓝溶液,浓度10 mg/L)对样品表面进行光降解实验,在模拟太阳光照射24 h,对模拟污染物降解率达到100%。
成本概算:
本项目开发的自清洁、抗菌复合功能釉可以在现有卫生洁具生产线上应用,无需添加或改造现有生产线,可以减少设备投资成本;此外,复合功能釉所应用的原料,都是陶瓷行业生产常用原料,价格低廉,可以显著降低生产成本。以现有生产普通洁具坐便器为例,如使用本项目开发的复合功能釉,成本增加约10%,利润可以增加50%以上,产品具有良好性价比和竞争力。
项目市场前景:
近年来,我国卫生洁具年产量已达到6000多万件,成为世界第一生产大国,但高档产品所占比例仅为10%。由于国外知名品牌产品企业(如美标、科勒和东陶等)大量进入,并占据着高档卫生洁具销售的相当份额。此外,由于国内卫生洁具企业起步较晚和技术创新力较弱,加之国外企业对我国在高档卫生洁具生产领域的技术封锁,使得国内卫生洁具生产企业在高档卫生洁具领域的竞争逐渐处于劣势。
通过市场调研发现,随着国家提倡节能减排的绿色生活方式和人们生活质量的提高,对具有自清洁、抗菌卫生洁具的需求量逐年增加,市场需求量大,因此该类产品具有良好经济效益和广阔市场前景。
样品中试现场照片
图1 釉料球磨现场
图2 溶胶制备现场
图3 施乳浊釉现场
图4 施自洁釉现场
图5 釉烧现场
图6 纳米涂层热处理现场