本发明涉及抗菌紫砂陶瓷技术领域，尤其涉及一种缓释型抗菌紫砂陶瓷及其制备工艺。
背景技术：
紫砂泥具备良好的可塑性，较小的干燥收缩率，生坯强度高，透气性好，焙烧温度范围值宽等特点，制备得到的紫砂陶瓷结构致密，表现出一种砂质效果。紫砂陶瓷主要应用在日用器具、园林陶、雕塑品、工艺陈设品领域，特别是应用于日用器具具有天然、富含微量元素的特点，深受人们喜爱，紫砂陶瓷作为日用器具特别是餐饮用器具的代表，担当着非常重要的角色。如今，随着消费者在选购器皿用品时越发注重健康元素，抗菌紫砂陶瓷应运而生。目前国内具有杀菌、抗菌的紫砂陶瓷产品主要通过在紫砂陶瓷毛坯表面涂一层含有杀菌、抗菌功能的玻璃釉料，如含有具有光敏杀菌、抗菌功能的含二价、四价钛离子(ti 2、ti 4)的釉料，但是存在表层釉料容易脱落，抗菌耐久性差的问题，无法达到持续抗菌的效果。
技术实现要素：
针对背景技术提出的问题，本发明的目的在于提出一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，通过该制备工艺制备紫砂陶瓷，能够使杀菌离子缓慢释放出来，达到缓释杀菌效果，杀菌、抗菌效果好且持久稳定。
本发明的另一目的在于提出使用上述缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺制备得到的缓释型抗菌紫砂陶瓷，具有缓释性广谱杀菌、抗菌功能，可应用在日用器具、餐饮用器具中，抗菌、杀菌效果好，抗菌、杀菌性能稳定持久。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，包括以下步骤：
a、将经陈化处理的紫砂泥加入硼酸水溶液中练泥，然后密封陈化并晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
b、称取硝酸银和硝酸锌并一同溶于去离子水中，制得抗菌离子溶液待用；
c、将所述步骤a制得的紫砂陶瓷毛坯进行脱结晶水处理和预烧结处理，然后降温至室温；
d、将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤b制得的抗菌离子溶液中浸泡，然后取出干燥；
e、将紫砂陶瓷毛坯进行二次烧结，然后降温至室温，制得所述缓释型抗菌紫砂陶瓷。
优选的，所述步骤a中，所述硼酸水溶液的质量浓度为4～10％，加入量为每10g所述紫砂泥加入1ml所述硼酸水溶液中。
优选的，所述步骤b中，所述抗菌离子溶液中的硝酸银的质量浓度为5～10％，所述抗菌离子溶液中的硝酸锌的质量浓度为15～25％。
优选的，所述步骤c中，所述脱结晶水处理为将所述紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行脱结晶水烧结，所述烧结炉先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃并保温30min。
优选的，所述步骤c中，所述预烧结处理为所述紫砂陶瓷毛坯在烧结炉中进行所述脱结晶水处理后进行预烧结，所述烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700～800℃下保温30～60min，经所述脱结晶水处理和预烧结处理后得到的所述紫砂陶瓷毛坯的孔隙率为10～20％。
优选的，所述步骤d中，所述紫砂陶瓷毛坯在所述抗菌离子溶液中的浸泡时间为30～60s。
优选的，所述步骤e中，将紫砂陶瓷毛坯进行二次烧结为将所述紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中，所述烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100～1150℃的烧结温度下保温30min，经所述二次烧结后，降温至室温，得到的所述缓释型抗菌紫砂陶瓷的孔隙率为1.5～2.5％。
优选的，所述步骤a中，将经陈化处理的紫砂泥加入硼酸水溶液中练泥的练泥温度为90～100℃，练泥时间为1～3h，密封陈化的陈化时间为24～48h。
一种缓释型抗菌紫砂陶瓷，使用所述缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺制备得到。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过加入硼酸水溶液练泥，将硼酸引入紫砂泥中，在烧结时硼酸与硅铝酸盐反应生成硼酸盐硼氧三角玻璃体，且通过预烧结处理使所述紫砂陶瓷毛坯形成微小的空隙，通过在所述抗菌离子溶液中浸泡，所述紫砂陶瓷毛坯对所述抗菌离子溶液中的具有广谱杀菌、抗菌功能的ag 和zn2 进行吸附，ag 和zn2 可较好地融入硼酸盐硼氧三角玻璃体中，同时利用硼酸盐玻璃具有对水一定的微溶性，可以缓慢的溶解在水中，这样就使具有广谱杀菌、抗菌功能的ag 和zn2 杀菌离子从硼酸盐硼氧三角玻璃体中缓慢微量的释放出来，起到了具有缓释效果的杀菌、抗菌作用，在使用时停留在紫砂陶瓷表面的ag 和zn2 杀菌离子能够起杀菌、抗菌作用，在对紫砂陶瓷进行清洗的过程中ag 和zn2 杀菌离子能够从硼酸盐硼氧三角玻璃体中缓慢微量的释放出来，达到缓释杀菌效果，杀菌、抗菌效果好且持久稳定。
具体实施方式
一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，包括以下步骤：
a、将经陈化处理的紫砂泥加入硼酸水溶液中练泥，然后密封陈化并晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
b、称取硝酸银和硝酸锌并一同溶于去离子水中，制得抗菌离子溶液待用；
c、将所述步骤a制得的紫砂陶瓷毛坯进行脱结晶水处理和预烧结处理，然后降温至室温；
d、将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤b制得的抗菌离子溶液中浸泡，然后取出干燥；
e、将紫砂陶瓷毛坯进行二次烧结，然后降温至室温，制得所述缓释型抗菌紫砂陶瓷。
银的化学结构决定了银具有较高的催化能力，高氧化态银的还原性极高，足以使其周围空间产生原子氧。原子氧具有强氧化性从而可以灭菌，因此ag 可以强烈地吸引细菌体中蛋白酶上的巯基(-sh)，迅速与其结合在一起，使蛋白酶丧失活性，导致细菌死亡，ag 和zn2 在很低的质量浓度下即能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，当细菌被ag 和zn2 杀灭后，ag 和zn2 又游离出来，再与其它菌落接触，周而复始地进行上述过程，发挥新一轮的抗菌、杀菌作用。由于紫砂泥的主要成分是高岭土，而高岭土主要成分为硅铝酸盐，在混练紫砂泥时，加入硼酸水溶液练泥，将硼酸引入紫砂泥中，在紫砂陶瓷烧结时硼酸可以降低烧结温度，且硼酸与硅铝酸盐反应生成硼酸盐硼氧三角玻璃体，此时对所述紫砂陶瓷毛坯进行脱结晶水处理和预烧结处理，通过预烧结处理使所述紫砂陶瓷毛坯形成多个微小的空隙，然后将所述紫砂陶瓷毛坯放入所述抗菌离子溶液中浸泡，通过所述紫砂陶瓷毛坯在预烧结处理后形成的微小空隙对所述抗菌离子溶液中的具有广谱杀菌、抗菌功能的ag 和zn2 进行吸附，由于硼酸盐硼氧三角玻璃体是一种良好的ag 和zn2 离子载体，ag 和zn2 杀菌离子可较好地融入硼酸盐硼氧三角玻璃体中，同时利用硼酸盐玻璃具有对水一定的微溶性，可以缓慢的溶解在水中，这样就使具有广谱杀菌、抗菌功能的ag 和zn2 杀菌离子从硼酸盐硼氧三角玻璃体中缓慢微量的释放出来，起到了具有缓释效果的杀菌、抗菌作用，在使用时停留在紫砂陶瓷表面的ag 和zn2 杀菌离子能够起杀菌、抗菌作用，在对紫砂陶瓷进行清洗的过程中ag 和zn2 杀菌离子能够从硼酸盐硼氧三角玻璃体中缓慢微量的释放出来，达到缓释杀菌效果，杀菌、抗菌效果好且持久稳定。
优选的，所述步骤a中，所述硼酸水溶液的质量浓度为4～10％，加入量为每10g所述紫砂泥加入1ml所述硼酸水溶液中。
硼酸进入玻璃态有两种玻璃体，一种是硼酸盐硼氧四面玻璃体，是四方体立体结构，其化学稳定性高，不易被水溶液溶解；另一种是硼酸盐硼氧三角玻璃体，其化学稳定性比较差，其特点是可以让杀菌金属离子稳定地保留在硼酸盐硼氧三角玻璃体中，并且硼酸盐硼氧三角玻璃体可以缓慢的溶解在水中，可同时将杀菌金属离子缓慢释放出来。在进行烧结时，所述紫砂陶瓷毛坯中的k2o、na2o、cao、mgo等碱和碱土金属氧化物部分参与玻璃化反应为硼氧玻璃体提供部分氧原子形成硼酸盐硼氧四面玻璃体，剩余的形成硼酸盐硼氧三角玻璃体，在烧结时ag 和zn2 主要富集在硼酸盐硼氧三角玻璃体区域，限定所述硼酸水溶液的质量浓度及用量，当所述硼酸水溶液的质量浓度低于4％或用量过低时，由于所述紫砂陶瓷毛坯中的碱金属和碱土金属氧化物过多，参与玻璃化反应的硼酸基本都形成硼酸盐硼氧四面玻璃体，此时制得的紫砂陶瓷缓释效果差，当所述硼酸水溶液的质量浓度大于10％时或用量过多时，由于烧结温度低，玻璃化只在所述紫砂陶瓷毛坯的颗粒表面进行，此时多余的硼酸不参与玻璃化。
优选的，所述步骤b中，所述抗菌离子溶液中的硝酸银的质量浓度为5～10％，所述抗菌离子溶液中的硝酸锌的质量浓度为15～25％。
ag 和zn2 在很低的质量浓度下即能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，当细菌被ag 和zn2 杀灭后，ag 和zn2 又游离出来，再与其它菌落接触，周而复始地进行上述过程，发挥新一轮的抗菌、杀菌作用。限定所述抗菌离子溶液中的硝酸银的质量浓度和硝酸锌的质量浓度，控制所述紫砂陶瓷毛坯吸附的所述抗菌离子溶液中的ag 和zn2 含量，从而控制ag 和zn2 在所述紫砂陶瓷毛坯中的有效含量，保证杀菌效果，如果添加量过低，则杀菌效果差，添加量过高，过多的ag 和zn2 在所述紫砂陶瓷毛坯对离子的吸附达到饱和后留在溶液中，造成浪费，此外，所述抗菌离子溶液中的硝酸锌的质量浓度比硝酸银的质量浓度高，是因为部分zn2 参与硼酸盐硼氧三角玻璃体的形成，有助于提高抗菌紫砂陶瓷的缓释效果，起到稳定缓释作用。
优选的，所述步骤c中，所述脱结晶水处理为将所述紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行脱结晶水烧结，所述烧结炉先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃并保温30min。
所述烧结炉先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃为所述紫砂陶瓷毛坯的脱水阶段，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min为所述紫砂陶瓷毛坯排除(al2o3·2sio2·2h2o)结晶水的阶段，由于在升温过程中，容易使所述紫砂陶瓷毛坯的内部和表面产生干裂纹，通过缓慢升温，避免所述紫砂陶瓷毛坯开裂。
优选的，所述步骤c中，所述预烧结处理为所述紫砂陶瓷毛坯在烧结炉中进行所述脱结晶水处理后进行预烧结，所述烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700～800℃下保温30～60min，经所述脱结晶水处理和预烧结处理后得到的所述紫砂陶瓷毛坯的孔隙率为10～20％。
通过预烧结处理使所述紫砂陶瓷毛坯形成微小的空隙，然后将所述紫砂陶瓷毛坯放入所述抗菌离子溶液中浸泡，通过所述紫砂陶瓷毛坯在预烧结处理后形成的微小空隙对所述抗菌离子溶液中的具有广谱杀菌、抗菌功能的银离子、锌离子进行吸附，先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700～800℃下保温30～60min，控制预烧结时的升温速率，可以控制所述紫砂陶瓷毛坯形成细小空隙，如果保温温度过低或者保温时间过短，将导致所述紫砂陶瓷毛坯的孔隙率过高，保温温度过高或者保温时间过长，将导致所述紫砂陶瓷毛坯的孔隙率过低，为了让所述抗菌离子溶液能够更好地进入所述紫砂陶瓷毛坯中并被所说紫砂陶瓷毛坯吸收，需控制保温时间及保温温度，保证所述紫砂陶瓷毛坯的孔隙率为10～20％，如果孔隙率过低，则所述抗菌离子溶液难以进入所述紫砂陶瓷毛坯，如果孔隙率过高，则所述抗菌离子溶液进入所述紫砂陶瓷毛坯的深度过深，进入过深的抗菌离子难以释放出来，影响缓释效果。
优选的，所述步骤d中，所述紫砂陶瓷毛坯在所述抗菌离子溶液中的浸泡时间为30～60s。
由于ag 和zn2 杀菌离子主要在紫砂陶瓷的外层具有溶出杀菌功能，控制所述紫砂陶瓷毛坯在所述抗菌离子溶液中的浸泡时间，通过浸泡使所述紫砂陶瓷毛坯的外层实现对ag 和zn2 杀菌离子的饱和吸收，如果浸泡时间太长，则ag 和zn2 杀菌离子进入所述紫砂陶瓷毛坯的深度太深，进入所述紫砂陶瓷毛坯深处的ag 和zn2 杀菌离子基本没有机会浸出，如果浸泡时间太短，则所述紫砂陶瓷毛坯的对ag 和zn2 杀菌离子的吸附太少，紫砂陶瓷的抗菌、杀菌效果减弱。
优选的，所述步骤e中，将紫砂陶瓷毛坯进行二次烧结为将所述紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中，所述烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100～1150℃的烧结温度下保温30min，经所述二次烧结后，降温至室温，得到的所述缓释型抗菌紫砂陶瓷的孔隙率为1.5～2.5％。
通过对所述紫砂陶瓷毛坯进行二次烧结，所述烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，快速升温避免所述紫砂陶瓷毛坯中的ag 和zn2 杀菌离子挥发损失，在900℃下保温30min，使所述紫砂陶瓷毛坯中的高岭土的硅铝酸盐与硼酸进行充分反应，ag 和zn2 杀菌离子进入硼酸盐硼氧三角玻璃体，经过二次烧结后，降温至室温，得到的所述缓释型抗菌紫砂陶瓷的密度高，致密度高，此时控制所述二次烧结的烧结温度，在升温至1100～1150℃下保温30min，从而控制缓释型抗菌紫砂陶瓷的孔隙率，才能保证水溶液通过孔隙进入所述缓释型抗菌紫砂陶瓷，此时硼酸盐硼氧三角玻璃体有效释放杀菌离子，所述二次烧结的烧结温度越高，孔隙率越低，如果孔隙率过低，则缓释作用差，所述二次烧结的烧结温度越低，孔隙率越高，过高的孔隙率将降低所述缓释型抗菌紫砂陶瓷的强度。
优选的，所述步骤a中，将经陈化处理的紫砂泥加入硼酸水溶液中练泥的练泥温度为90～100℃，练泥时间为1～3h，密封陈化的陈化时间为24～48h。
将经陈化处理的紫砂泥加入硼酸水溶液中练泥的练泥温度控制在90～100℃，如果温度过高将使得硼酸水溶液过早挥发，则无法提供足够的硼酸与硅铝酸盐反应生成硼酸盐硼氧三角玻璃体，此时缓释效果差，经过练泥和陈化，使得所述紫砂泥的泥料更均匀，提高其可塑性能和致密度。
一种缓释型抗菌紫砂陶瓷，使用所述缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺制备得到。
通过所述的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺制备得到的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷，具有缓释性广谱杀菌、抗菌功能，可应用在日用器具、餐饮用器具中，抗菌、杀菌效果好，抗菌、杀菌性能稳定持久。
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
性能测试：
1、抗菌率测定：根据《jc/t897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能》的试验方法测定抗菌率。
2、抗菌耐久性测定：根据《jc/t897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能》的试验方法测定抗菌耐久性。
3、缓释性能测定：将相同厚度、面积的紫砂陶瓷样片采用去离子水在恒温25℃下浸泡10天后，取浸泡液检测银离子浓度，然后再对该样品重复下次试验，每次检测间隔为10天，进行四次取样并测量结果记录。
实施例1
一种缓释型抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为4％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌15g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为15％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700℃下保温30min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡30s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种缓释型抗菌紫砂陶瓷。
实施例2
一种缓释型抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为5％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌25g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为25％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至750℃下保温40min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡40s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1125℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种缓释型抗菌紫砂陶瓷。
实施例3
一种缓释型抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为8％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银8g和硝酸锌20g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为8％、硝酸锌质量浓度为20％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至800℃下保温30min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡50s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1150℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种缓释型抗菌紫砂陶瓷。
对比例1
一种抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为1％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌15g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为15％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700℃下保温40min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡40s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种抗菌紫砂陶瓷。
对比例2
一种抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为5％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌10g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为10％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700℃下保温30min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡30s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种抗菌紫砂陶瓷。
对比例3
一种抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为5％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌15g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为15％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至650℃下保温30min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡30s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种抗菌紫砂陶瓷。
对比例4
一种抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为5％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌15g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为15％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700℃下保温20min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡30s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种抗菌紫砂陶瓷。
对比例5
一种抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为5％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌15g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为15％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至850℃下保温30min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡30s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种抗菌紫砂陶瓷。
对比例6
一种抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为5％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌15g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为15％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700℃下保温70min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡30s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种抗菌紫砂陶瓷。
对比例7
一种抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为5％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌15g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为15％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700℃下保温30min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡15s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种抗菌紫砂陶瓷。
对比例8
一种抗菌紫砂陶瓷，按以下步骤制备：
(1)将经陈化处理的宜兴丁山黄龙山紫砂泥加入质量浓度为5％硼酸水溶液中练泥1h，练泥温度为90℃，密封陈化24h后晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
(2)称取硝酸银5g和硝酸锌15g并一同溶于100ml去离子水中，制得硝酸银质量浓度为5％、硝酸锌质量浓度为15％的抗菌离子溶液待用；
(3)将步骤(1)制得的紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉，先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃保温30min，进行脱结晶水处理，然后进行预烧结处理，烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700℃下保温30min，然后自然降温至室温；
(4)将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤(2)制得的抗菌离子溶液中浸泡30s，取出干燥；
(5)将紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行二次烧结，烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1200℃的烧结温度下保温30min，然后自然降温至室温，得到一种缓释型抗菌紫砂陶瓷。
对实施例1至3和对比例1至8制得的紫砂陶瓷进行性能检测，结果如表1、表2所示。
表1-实施例和对比例性能测试(抗菌率和抗菌耐久性)
表2-实施例和对比例性能测试(缓释性能)
由表1和表2测试结果可知，实施例1-3制得的抗菌紫砂陶瓷的抗菌性能好，达到《jc/t897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能》指标，抗菌率≥90％，抗菌耐久性≥85％，且经过缓释性能测试，实施例1-3能够缓慢释放出ag 杀菌离子，具有稳定的缓释作用，由于通过加入硼酸水溶液练泥，在烧结时硼酸与硅铝酸盐反应生成硼酸盐硼氧三角玻璃体，且通过预烧结处理使所述紫砂陶瓷毛坯形成微小的空隙，通过在所述抗菌离子溶液中浸泡，所述紫砂陶瓷毛坯对所述抗菌离子溶液中的具有广谱杀菌、抗菌功能的ag 和zn2 进行吸附，ag 和zn2 可较好地融入硼酸盐硼氧三角玻璃体中，同时利用硼酸盐玻璃具有对水一定的微溶性，可以缓慢的溶解在水中，在经历四次缓释性能测试取样时，仍能够从测试液中测试出ag 杀菌离子的含量，达到了缓慢释放杀菌离子的缓释杀菌效果，杀菌、抗菌效果好且持久稳定。
对比例1制得到的抗菌紫砂陶瓷的抗菌率、抗菌耐久性都明显下降，且在缓释性能测试的试验中在第一次检测时测得银离子浓度很高，而在第二次检测时测得银离子浓度很低，在第三和第四次检测即检测不到银离子浓度，由于对比例1中硼酸水溶液的质量浓度过低，在参与紫砂陶瓷毛坯的玻璃化反应时基本都形成对抗菌离子无缓释作用的硼酸盐硼氧四面玻璃体，因此制得的抗菌紫砂陶瓷缓释效果差，此时经浸泡抗菌离子溶液，抗菌离子只停留在抗菌紫砂陶瓷表面，容易游离出来，因此抗菌性能、抗菌耐久性较差；
对比例2制得到的抗菌紫砂陶瓷的抗菌率、抗菌耐久性无法达到《jc/t897-2014抗菌陶瓷制品抗菌性能》指标，且缓释性能有所下降，由于对比例2在制备抗菌离子溶液时，抗菌离子溶液的硝酸锌质量浓度过低，使得抗菌离子溶液的zn2 抗菌离子减少，抗菌紫砂陶瓷对zn2 抗菌离子的吸附量减少，抗菌率降低，且此时zn2 过少，难以参与硼酸盐硼氧三角玻璃体的形成，使得抗菌耐久性和缓释效果较差；
对比例3和对比例4制得的抗菌紫砂陶瓷的抗菌率和抗菌耐久性差，且缓释性能测试结果较差，由于对比例3的预烧温度过低，对比例4的预烧时间过短，导致紫砂陶瓷毛坯的孔隙率过高，则此时抗菌离子溶液进入紫砂陶瓷毛坯的深度过深，进入过深的抗菌离子难以释放出来，当抗菌紫砂陶瓷浅表的抗菌离子释放完毕，则内部深处的抗菌离子无法释放，影响了抗菌效果和缓释效果；
对比例5和对比例6制得的抗菌紫砂陶瓷的抗菌率和抗菌耐久性差，且缓释性能测试结果较差，由于对比例5的预烧温度过高，对比例6的预烧时间过长，导致所述紫砂陶瓷毛坯的孔隙率过低，抗菌离子溶液难以进入所述紫砂陶瓷毛坯，仅停留在抗菌紫砂陶瓷的表面，容易游离出来，大大影响了抗菌紫砂陶瓷的抗菌效果和缓释效果；
对比例7制得的抗菌紫砂陶瓷的抗菌率、抗菌耐久性都明显下降，由于对比例7的紫砂陶瓷毛坯在浸泡抗菌离子溶液的浸泡时间过短，紫砂陶瓷毛坯的对ag 和zn2 杀菌离子的吸附太少，紫砂陶瓷的抗菌、杀菌效果减弱，且在缓释性能测试时少量的抗菌离子在抗菌紫砂陶瓷的表层很快游离出来，在缓释性能测试中第二次进行取样即无法检测出银离子浓度；
对比例8制得的抗菌紫砂陶瓷的抗菌率和抗菌耐久性差，且缓释性能测试结果较差，由于对比例8在二次烧结时的烧结温度过高，制得的抗菌紫砂陶瓷的孔隙率过低，在抗菌紫砂陶瓷内部的抗菌离子难以释放出来，抗菌效果和缓释缓释效果差。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
1.一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
a、将经陈化处理的紫砂泥加入硼酸水溶液中练泥，然后密封陈化并晾干，制得紫砂陶瓷毛坯；
b、称取硝酸银和硝酸锌并一同溶于去离子水中，制得抗菌离子溶液待用；
c、将所述步骤a制得的紫砂陶瓷毛坯进行脱结晶水处理和预烧结处理，然后降温至室温；
d、将紫砂陶瓷毛坯放入所述步骤b制得的抗菌离子溶液中浸泡，然后取出干燥；
e、将紫砂陶瓷毛坯进行二次烧结，然后降温至室温，制得所述缓释型抗菌紫砂陶瓷。
2.根据权利要求1所述的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述步骤a中，所述硼酸水溶液的质量浓度为4～10％，加入量为每10g所述紫砂泥加入1ml所述硼酸水溶液中。
3.根据权利要求1所述的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述步骤b中，所述抗菌离子溶液中的硝酸银的质量浓度为5～10％，所述抗菌离子溶液中的硝酸锌的质量浓度为15～25％。
4.根据权利要求1所述的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述步骤c中，所述脱结晶水处理为将所述紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中进行脱结晶水烧结，所述烧结炉先以110℃/h的升温速率从室温升至110℃，在110℃下保温30min后，以50℃/h的升温速率升温至500℃并保温30min。
5.根据权利要求1所述的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述步骤c中，所述预烧结处理为所述紫砂陶瓷毛坯在烧结炉中进行所述脱结晶水处理后进行预烧结，所述烧结炉先以50℃/h的升温速率从500℃升至600℃，然后以100℃/h的升温速率升温，在升温至700～800℃下保温30～60min，经所述脱结晶水处理和预烧结处理后得到的所述紫砂陶瓷毛坯的孔隙率为10～20％。
6.根据权利要求1所述的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述步骤d中，所述紫砂陶瓷毛坯在所述抗菌离子溶液中的浸泡时间为30～60s。
7.根据权利要求1所述的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述步骤e中，将紫砂陶瓷毛坯进行二次烧结为将所述紫砂陶瓷毛坯放入烧结炉中，所述烧结炉先以250℃/h的升温速率从室温升至900℃，在900℃下保温30min后，以200℃/h的升温速率升温，升温至1100～1150℃的烧结温度下保温30min，经所述二次烧结后，降温至室温，得到的所述缓释型抗菌紫砂陶瓷的孔隙率为1.5～2.5％。
8.根据权利要求1所述的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺，其特征在于，所述步骤a中，将经陈化处理的紫砂泥加入硼酸水溶液中练泥的练泥温度为90～100℃，练泥时间为1～3h，密封陈化的陈化时间为24～48h。
9.一种缓释型抗菌紫砂陶瓷，其特征在于，使用权利要求1～8任意一项所述的一种缓释型抗菌紫砂陶瓷的制备工艺制备得到。
技术总结