一种热水器用抗菌搪瓷内胆及其制造方法

摘要

本发明提供一种热水器用抗菌搪瓷内胆，包括内胆基体，及设置在内胆基体表面的搪瓷涂层，其中，所述搪瓷涂层包括底层和表面抗菌层，该表面抗菌层内设有吸附抗菌粒子的气相二氧化硅粉体。优选地，所述抗菌粒子为纳米银粉、纳米铜粉、纳米氧化铜粒子以及纳米磷酸银粒子的成分组合，所述抗菌粒子的粒径在纳米尺度。本发明通过在搪瓷图层中掺入二氧化硅粉体，使得抗菌粒子富集于搪瓷表面，以少量的银就能起到良好的抗菌效果。同时，由于添加的抑菌粒子主要分布在搪瓷表层，搪瓷基体成分基本未变，保留了涂层机械以及耐蚀性能。本发明还提供一种上述搪瓷内胆的制造方法。

说明书

技术领域

本发明涉及贮水加热器零部件制造领域，尤其涉及一种热水器用抗菌搪瓷内胆及其制造方法。

背景技术

市面上使用的电热水器的品种和款式越来越多，功能也不尽相同。而现在的电热水器内胆依据材质不同，一般可分为三类，一是在碳钢基体内壁上加金属镀层或者内衬塑料树脂层；二是采用不锈钢焊接而成，三是在碳钢基体上涂覆搪瓷材料制成搪瓷内胆。由于水中氯离子的纯在，前两种热水器水胆的抗蚀能力有限。因此，搪瓷内胆因具有耐蚀性和实用寿命长等优点，因此目前应用最为广泛。

现有的技术中，搪瓷内胆因为储水较多，往往较大，因此在热水器水胆中常年都有储水，如较长时间不用，形成死水，易于滋生细菌。对使用者健康不利。因此有必要采用抗菌工艺，抑制长时间储水的细菌滋生。而水质如长期不使用等问题引起的“死水说”一直是电热水器产品技术的一大难题。

目前，抗菌搪瓷是最有前途的电热水器水胆抗菌方法。传统的抗菌搪瓷最普遍的添加剂是采用无机银盐为抗菌剂，通常银盐的添加量需要在2%以上；这将极大增大生产成本，不易于在大表面积的电热水器内胆上使用，且对搪瓷层本身原有的各项性能产生不利的影响。此外，也有文献提及采用复合抗菌剂，主要是有机银抗菌剂以及光触媒共同作用。由于热水器内胆处于一个封闭的环境，因此光触媒在此不能具有杀菌能力。有文献提出采用多层搪瓷涂层，但是多层搪瓷需要多次烧结，工艺繁琐，耗能大，也增加了生产成本。

有鉴于此，极为有必要开发一种制造成本低、制造工艺简单、抗菌效果好的新型热水器用搪瓷储水内胆。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的一个目的在于开发一种制造成本低、对搪瓷性能影响小，且抗菌效果好的热水器用搪瓷内胆。

本发明的另一个目的在于提供一种生产工艺简单的热水器用搪瓷内胆制造方法。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案。

一种热水器用抗菌搪瓷内胆，包括内胆基体，及设置在内胆基体表面的搪瓷涂层，其特征在于，所述搪瓷涂层包括底层和表面抗菌层，该表面抗菌层内设有吸附抗菌粒子的气相二氧化硅粉体。

作为改进地，所述抗菌离子为纳米银粉、纳米铜粉、纳米氧化铜粒子以及纳米磷酸银粒子中的一种或几种。

作为改进地，所述搪瓷涂层中包括：重量百分比为0.5-3%，粒径范围在30nm-50nm的纳米铜粉；重量百分比为0-0.4%，粒径范围在20nm-60nm的纳米银粉；重量百分比为0.2-0.8%，粒径范围在150nm-250nm的气相二氧化硅粉体；重量百分比为0.1-0.5%，粒径范围在100nm-500nm的磷酸银粒子；以及重量百分比为0-0.5%，粒径范围在100nm-600nm的氧化铜粒子。

作为改进地，所述搪瓷涂层中含有分散剂，分散剂的重量百分比占搪瓷涂层0.2-0.5%。

作为改进地，所述分散剂为硅酸盐类和/或碱金属磷酸盐类无机分散剂，该无机分散剂为水玻璃，三聚磷酸钠，六偏磷酸钠，焦磷酸钠中的一种或几种。

作为改进地，所述分散剂为有机分散剂；该有机分散剂为三乙基己基磷酸，十二烷基硫酸钠，甲基戊醇，纤维素衍生物，聚丙烯酰胺，古尔胶，脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。

本发明提供的一种热水器用抗菌搪瓷内胆，通过在搪瓷涂层中掺入气相二氧化硅粉体，利用气相二氧化硅的比表面积大、吸附力强和抗沉淀性能将抗菌粒子吸附在搪瓷涂层表面形成表面抗菌层，使得搪瓷涂层表面抗菌粒子富集，从而达到以少量的银粒子就取得良好的抗菌效果，节约抗菌搪瓷涂层的制造成本。同时，由于添加的抗菌粒子主要富集在表面抗菌层，而底层与内胆基体接触部位成分变化不大，因此对搪瓷本身的力学以及耐腐蚀性能影响不大；与内胆的结合力好，耐腐蚀性能强。此外，抗菌粒子的粉体粒径在纳米尺度，便于从涂层中溢出，具有良好的抗菌性能，抗大肠杆菌和葡萄球菌达到90-99％。

进一步地，本发明还提供一种基于上述抗菌搪瓷内胆的制造方法，包括：

第一步，内胆成型，将内胆基体通过焊接制造成型；

第二步，喷砂处理，采用喷砂工艺去除内胆内壁的表面氧化层；

第三步，涂层涂覆烧结，首先，采用浸涂法将搪瓷涂层浆料均匀涂覆在内胆内壁，在70℃-100℃下烘烤10-20分钟；然后，在750℃-910℃下烧结10-20分钟，形成抗菌搪瓷涂层。

作为改进地，所述涂层涂覆烧结步骤之前包括涂层制备步骤，所述涂层制备步骤具体为：首先按涂层的重量百分比取：0.5-3.0%粒径在30nm-50nm的纳米铜粉，0-0.4%粒径在20nm-60nm的纳米银粉，0.2-0.8%粒径在150nm-250nm的纳米气相二氧化硅粉体，0.1-0.5%粒径在100nm-500nm的磷酸银粒子，0-0.5%粒径在100nm-600nm的氧化铜粒子；然后将上述粉料与水混合，加入分散剂，采用超声波分散器分散；最后将分散后的粉体加入搪瓷浆料中，高速搅拌。

作为改进地，所述分散剂为有机分散剂或盐类无机分散剂，分散剂的重量百分比为0.2-0.5%。

作为改进地，所述分散剂三乙基己基磷酸，十二烷基硫酸钠，甲基戊醇，纤维素衍生物，聚丙烯酰胺，古尔胶，脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种。

本发明提供的抗菌搪瓷内胆制造方法，通过在涂层中掺入气相二氧化硅粒子，使得在涂层烧结时，气相二氧化硅粒子吸附抗菌离子并上浮至涂层表面形成表面抗菌层，达到只需一次烧结就实现涂层表面抗菌粒子富集的效果，制造工艺简单，加工成本低。

附图说明

图1所示为本发明提供的抗菌搪瓷内胆局部剖视图；

图2所示为本发明提供的抗菌搪瓷内胆制造方法流程图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明的实质，下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。

抗菌搪瓷内胆实施例

如图1所示，一种热水器用抗菌搪瓷内胆，包括内胆基体1，及设置在内胆基体1表面的搪瓷涂层2，其中，所述搪瓷涂层包括底层3和表面抗菌层4，该表面抗菌层4内设有吸附抗菌粒子的气相二氧化硅粉体5。优选地，所述抗菌粒子为纳米银粉、纳米铜粉、纳米氧化铜粒子以及纳米磷酸银粒子。

其中，所述抗菌粒子的组成和粒径如下：纳米铜粉的重量百分比为0.5-3%，粒径范围在30nm-50nm；纳米银粉的重量百分比为0-0.4%，粒径范围在20nm-60nm；磷酸银粒子的重量百分比为0.1-0.5%，粒径范围在100nm-500nm；氧化铜粒子的重量百分比为0-0.5%，粒径范围在100nm-600nm。所述气相二氧化硅粉体重量百分比为0.2-0.8%，粒径范围在150nm-250nm。其他实施方式中，所述抗菌离子为纳米银粉、纳米铜粉、纳米氧化铜粒子以及纳米磷酸银粒子中的一种或几种，不限于本实施例。

进一步地，所述搪瓷涂层2中还包含有分散剂，分散剂的重量百分比占搪瓷涂层0.2-0.5%；本实施例中，优选的分散剂为水玻璃。其他实施方式中，所述分散剂为有机物分散剂三乙基己基磷酸，十二烷基硫酸钠，甲基戊醇，纤维素衍生物，聚丙烯酰胺，古尔胶，脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种；或为无机分散剂三聚磷酸钠，六偏磷酸钠，焦磷酸钠中的一种或几种；或为其他硅酸盐类和/或碱金属磷酸盐类，不限于本实施例。

本实施例提供的一种热水器用抗菌搪瓷内胆，在传统搪瓷的粉体中混入纳米银粉末、纳米铜粉末、纳米氧化铜粒子、纳米磷酸银粒子等抗菌粒子以及气相二氧化硅粒子，利用气相二氧化硅粒子的比表面积大、表面吸附力强、分散性能好的优点，使得抗菌粒子富集于搪瓷表面形成表面抗菌层，从而达到以少量的银就能起到良好抗菌效果的目的。同时，由于添加的抗菌粒子主要分布在表面抗菌层，而底层搪瓷成分基本没变，保留了涂层的机械以及耐蚀性能；结合力好，耐腐蚀性能强。此外，抗菌粒子的粉体粒径在纳米尺度，便于从涂层中溢出，具有良好的抗菌性能，抗大肠杆菌和葡萄球菌达到90-99％。

抗菌搪瓷内胆制造方法实施例

如图2所示，本发明还提供一种基于上述抗菌搪瓷内胆的制造方法，具体制造步骤如下。

第一步step1，内胆成型，将内胆基体通过焊接制造成型。

第二步step2，喷砂处理，采用喷砂工艺去除内胆内壁的表面氧化层。

第三步step3，涂层涂覆烧结，首先，采用浸涂法将搪瓷涂层浆料均匀涂覆在内胆内壁，在70℃-100℃下烘烤10-20分钟；然后，在750℃-910℃下烧结10-20分钟，形成抗菌搪瓷涂层。

其中，在涂层涂覆烧结步骤之前还包括步骤涂层制备step。所述步骤涂层制备step具体操作为：首先按涂层的重量百分比取：0.5-3.0%粒径在30nm-50nm的纳米铜粉，0-0.4%粒径在20nm-60nm的纳米银粉，0.2-0.8%粒径在150nm-250nm的纳米气相二氧化硅粉体，0.1-0.5%粒径在100nm-500nm的磷酸银粒子，0-0.5%粒径在100nm-600nm的氧化铜粒子；然后将上述粉料与水混合，加入分散剂，采用超声波分散器分散；最后将分散后的粉体加入搪瓷浆料中，高速搅拌，保证粉体均匀分散在搪瓷浆料中。本实施例中，优选的涂层制备步骤在第二步喷砂处理，其他实施例中根据实际情况调整，不限于本实施例。

进一步地，所述分散剂的重量百分比占搪瓷涂层0.2-0.5%；本实施例中，优选的分散剂为水玻璃。其他实施方式中，所述分散剂为有机物分散剂三乙基己基磷酸，十二烷基硫酸钠，甲基戊醇，纤维素衍生物，聚丙烯酰胺，古尔胶，脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或几种；或为无机分散剂三聚磷酸钠，六偏磷酸钠，焦磷酸钠中的一种或几种；或为其他硅酸盐类和/或碱金属磷酸盐类，不限于本实施例。

本实施例提供的一种热水器用抗菌搪瓷内胆制造方法，通过在搪瓷涂层中掺入气相二氧化硅粒子，使得在烧结时，气相二氧化硅粒子吸附抗菌离子并上浮至搪瓷涂层表面形成表面抗菌层，达到只需一次烧结就实现搪瓷涂层表面抗菌粒子富集的效果，制造工艺简单，加工成本低。

以上具体实施方式对本发明的实质进行了详细说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制。显而易见地，在本发明实质的启示下，本技术领域普通技术人员还可进行许多改进和修饰，需要注意的是，这些改进和修饰都落在本发明的权利要求保护范围之内。