納米二氧化鈦在陶瓷行業(yè)應(yīng)該具有更大的應(yīng)用空間
陶瓷生產(chǎn)八大元素深為大家所知。K2O、Na2O、CaO、MgO、Al2O3、SiO2及Fe2O3、TiO2。前六種元素為我們所用,根據(jù)不同的產(chǎn)品需求,配制不同的配方。而后兩項,則作為著色元素,在很多情況下,我們都不希望在原料中見到。鐵元素自不必說,我們甚至?xí)谏a(chǎn)工藝中設(shè)置除鐵工藝,來削弱其著色影響。而鈦元素基本存在原料中,就很難除去,在很多情況下,人們對原料中的鈦束手無策。那么,我們可以了解下,其實鈦并非如我們所想,一無所用。
納米二氧化鈦存在著三種晶型,即板鈦礦、銳鈦礦及金紅石晶型。雖然在陶瓷生產(chǎn)知識中,我們認(rèn)為它是著色元素,實際上,在自然界中,納米二氧化鈦是自然產(chǎn)出最白的礦物。鈦白粉的名字就表明其特色就是白。而之所以二氧化鈦在陶瓷生產(chǎn)中被認(rèn)為是著色元素,對生產(chǎn)不利,主要是因為二氧化鈦在800℃之后,發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變,變成了帶顏色的晶型,從而著色。而在我們陶瓷生產(chǎn)中,往往溫度高達(dá)1000多℃,因此,在很多行業(yè)里表現(xiàn)優(yōu)異的二氧化鈦在陶瓷行業(yè)成了不利的因素。
在近幾年的陶瓷生產(chǎn)過程中,在最開始的時候,陶瓷原料對于鐵鈦元素基本上是采取嚴(yán)防的策略,以防止著色。但慢慢開始出現(xiàn)一些轉(zhuǎn)變,個別陶瓷公司對一些產(chǎn)品生產(chǎn)所需原料開始放寬鐵鈦的進(jìn)廠標(biāo)準(zhǔn)。如長石中的鐵含量從0.15%放大到0.2~0.4%,而鈦的含量也從0.1%以內(nèi)放大到0.2~0.3%以內(nèi)。主要是考慮到鐵鈦可以發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生的顏色化合物對于一些產(chǎn)品恰好相符。
除此以外,筆者認(rèn)為,在陶瓷行業(yè),二氧化鈦應(yīng)該具有更大的應(yīng)用空間,讓人們主動去用鈦而不是防鈦。這個就是二氧化鈦產(chǎn)品所對應(yīng)的自潔凈產(chǎn)品。顧名思義,通過合理的工藝,在陶瓷產(chǎn)品表面制備上一層二氧化鈦薄膜,可以讓陶瓷產(chǎn)品產(chǎn)生自潔凈效應(yīng),非常適合外墻和衛(wèi)生間陶瓷產(chǎn)品。
這個自潔凈的道理在于納米級別的銳鈦礦二氧化鈦的一個作用,在陽光的作用下,可以將水分子分解成氫原子和氧原子,而獨立存在的氧原子具有極強(qiáng)的氧化能力,能將產(chǎn)品表面的油污臟漬除去。這個道理類似于大家熟悉的洗衣粉,洗衣粉的除污漬的作用正是其中所含的NaClO在水中分解成NaCl和O原子,而氧原子可以除去污漬。其氧化能力之強(qiáng),十幾分鐘的洗衣服過程結(jié)束之后人們的手都會發(fā)白。
自潔凈產(chǎn)品很早就已在玻璃產(chǎn)品上有使用。日本早在2000年左右就在一些地方試用過相關(guān)產(chǎn)品,反饋很好。其生產(chǎn)過程,主要就是在玻璃產(chǎn)品生產(chǎn)后期,在生產(chǎn)線上600℃以下的一個區(qū)域內(nèi),安裝溶膠噴涂工藝設(shè)備。將納米級別的二氧化鈦溶膠噴在玻璃產(chǎn)品之上,溶膠在高溫下燒化,在玻璃上噴鍍上白色的二氧化鈦薄膜。國內(nèi)也有很多這樣的研究,深圳大學(xué)與浙江大學(xué)在450~550℃制備出5~50nm級別的二氧化鈦薄膜層,效果顯著。而制備的溶膠中進(jìn)行合理的摻雜,如SiO2摻雜和稀土離子摻雜,效果更好
目前,陶瓷產(chǎn)品占據(jù)了很大的裝修市場。從早期的陶瓷產(chǎn)品供不應(yīng)求,到現(xiàn)在依賴品質(zhì)和表面美學(xué)效果來打動消費者,相信在未來,具有特定功能效應(yīng)的陶瓷也會占據(jù)市場。而納米二氧化鈦涂層技術(shù),值得我們期待。