科技成果登記信息公示——光催化材料在瓷磚表面的低溫固定技術及高效降解甲醛大理石瓷磚的研制

成果名稱：	光催化材料在瓷磚表面的低溫固定技術及高效降解甲醛大理石瓷磚的研制
登記日期：	2020-03-27
完成單位：	清遠市簡一陶瓷有限公司,佛山市簡一陶瓷有限公司
完成人員：	楊君之,吳世斌,許林峰,皮小萌,林亮標,唐賦,區邦熙,江澤鋒,王梁,黃先培,郭惠法,宋建鋒,黃山平,劉齊興,劉從付,高凌雨,胡文華
研究起止日期：	2017-01-04至2018-12-31
主要應用行業：	制造業
高新技術領域：	新材料
評價單位：	廣東省建筑材料行業協會、廣東陶瓷協會
評價日期：	2020-01-13
成果簡介：	1、立項背景、技術原理和應用領域目前建筑陶瓷行業大部分企業推出能凈化空氣的功能性瓷磚，比如負離子瓷磚、陽光瓷磚、能量瓷磚、量子瓷磚等。這次瓷磚一般是在釉里面混入放射性物質釷，其產生的高能射線可以引起空氣電離，從而達到凈化空氣的效果，但這種方法無法使有機分子發生分解。部分企業將瓷磚與硅藻泥結合，利用硅藻泥的吸附作用生產出除甲醛瓷磚。這種吸附作用不屬于降解甲醛，當環境溫度升高時，吸附的甲醛會重新釋放到室內環境中，引起甲醛超標。因此，如何使瓷磚加附降解甲醛功能成為業內急切解決的問題。針對光催化材料無法在低溫條件下牢固附著到瓷磚表面的問題，清遠市簡一陶瓷有限公司、佛山市簡一陶瓷有限公司研發出一種功能類似水泥的新型材料，可將具有可見光活性的光催化材料牢固地附著到大理石瓷磚表面。這種材料常態是一種粘度和水一樣的液態，經過催化作用和400℃以下的烘烤，可以變成像玻璃一樣堅硬的固態。該項技術解決了光催化材料的催化活性和附著性不可兼得的矛盾。使光催化材料的降解甲醛功能，可以與大理石瓷磚完美的結合起來。 2、成果的主要技術創新點（一）材料方面的創新（1）可見光光催化材料的研制本項目通過低溫液相法合成穩定的納米二氧化鈦分散液，再配合一定技術手段實現金屬元素與非金屬元素復合摻雜改性制備出一款具有可見光活性的光催化材料，由于納米二氧化鈦合成和改性分步進行，可有效避免雜質離子的引入，因此制備的可見光光催化材料活性強、雜質少、穩定性高，綜合計算價格也不到進口產品的50%。（2）低溫固化蠟水的研制本項目開發了一種作用類似于水泥的機硅類的蠟水，將光催化材料粒子附著到瓷磚表面。這種有機硅樹脂經交聯、縮聚、固化后可以在瓷磚表面形成一層致密透明的無機膜，完全硬化后形成一層高度致密、透明度高的無機涂層。這層無機膜與之前獲得的凹凸物理結構牢牢地咬合在一起，并通過化學鍵與釉結合起來，最后和瓷磚融為一體，不同于涂料涂覆瓷磚表面形成的雙層結構。固化后的無機膜的硬度隨固化程度提高而增加，因此具有優異的耐磨性。同時由于固化涂層滲透到釉面凹凸結構中，因此在使用過程中與釉面同時被磨損，提高了涂層的耐磨性能。光催化材料粒子以埋入和嵌入的方式與蠟層緊密結合在一起，所以蠟層的性能決定了光催化材料的粘附性和耐久性。（二）工藝方面的創新本項目利用了以前瓷磚防滑技術中的刻蝕工藝，并創新性的引入打蠟工藝和噴射工藝。將這兩種工藝結合起來，使光催化材料粒子可以通過埋入和嵌入的方式與蠟層如同混凝土一樣形成一個堅固的整體。而蠟層又通過化學鍵和機械咬合的方式與粗糙的瓷磚表面牢固地結合起來。這樣就實現了光催化材料粒子在瓷磚表面的牢固附著。（1）打蠟工藝通過打蠟工藝使光催化材料粒子與蠟水均勻混合，將光催化材料粒子全部埋入到蠟層中，主要工藝難度體現在三個方面：第一是將光催化材料粒子均勻分散到蠟層中；第二是保證后續的噴射工藝能夠順利進行；第三是保證磚面干凈通透，不影響磚面效果。（2）噴射工藝采用高壓噴射工藝將光催化材料霧化成非常細小的液滴，然后快速射入瓷磚表面的蠟層中，實現光催化材料粒子與蠟層的嵌入式結合。由于霧化效果非常好，使得瓷磚表面能均勻結合一層光催化材料功能層，同時保證磚面效果不受影響。 3、主要技術性能指標經第三方機構檢測，采用本項目技術的產品各項物理和化學性能指標均達到國家標準GB/T 4100-2016（附錄G）《陶瓷磚附錄G 干壓陶瓷磚E≤0.5%Bla類瓷質磚》各項指標要求。放射性達到GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》A類要求（詳見相關產品檢驗報告）。 “降解甲醛大理石瓷磚”的24h甲醛去除率達到70%（QB/T2761-2006）、48h甲醛凈化效率高達90.1%（JC/T1074-2008）。 4、對促進行業科技進步的作用和意義（1）本項目有力地推動了行業的技術進步和自主創新能力。本項目實現了大理石瓷磚降解甲醛從無到有的突破，滿足了客戶的實際需求。同時，創新性地解決了“低溫固定技術”和“降解甲醛技術”中存在的材料和工藝技術問題，將瓷磚產品和環保行業技術完美地結合起來，為行業的跨界技術問題的研究提供了新的研發思路。（2）本項目有力地促進了行業間技術的整合應用。“光催化材料在瓷磚表面的低溫固定技術及高效降解甲醛大理石瓷磚的研制”項目的成功實施，為其它行業的先進技術在陶瓷行業的跨界應用提供了一個很好的范例，值得其它企業參考。（3）簡一降解甲醛大理石瓷磚的推出，給客戶提供了高品質的產品，滿足了客戶對健康家居環境的需求。