[发明专利]载银络合离子坡缕石型无机抗菌剂

说明书

本发明涉及到一种无机抗菌剂的制备方法，具体地讲，涉及到以坡缕石为载体，以银有机络合离子为抗菌组分的无机抗菌剂的制备方法。

抗菌剂是指能够抑制微生物生长繁殖或将其杀灭的物质，抗菌剂可按其载体分为有机抗菌剂和无机抗菌剂两大类型，无机抗菌剂大多是采用多孔状的沸石、活性白土等具有离子交换性能的无机物为载体，利用所载的银、铜、锌等金属离子或氧化物、络合物或一些光催化材料所具有的抗菌力发挥抗菌、杀菌作用，使其具有抗菌性强，耐高温稳定性好，安全性好的特性。目前无机抗菌剂在日本、美国等西方发达国家中已广泛应用于日用陶瓷、装饰材料及日常生活用品的各个领域，无机抗菌剂由于其耐久性好、对人体和环境安全性高，国际上从八十年代后期开始重视无机抗菌剂研制，用于制作无机抗菌剂的基材以往多为多孔状的沸石、活性白土等具有离子交换性的载体，但由于多孔状的沸石、活性白土都存在比表面积小、分散性差，以致其吸附性能弱，影响抗菌组分吸附，使抗菌剂的应用领域和应用效果受到限制。随着具有高比表面积的活性炭纤维的出现，以活性炭纤维为载体的无机抗菌剂得到迅速发展，但由于活性炭纤维成本高，使用其制作的无机抗菌剂价格也升高，因此使其应用范围受到影响，为降低成本，同时提高无机抗菌剂自身吸附能力、分散性等性能，开始研究利用以坡缕石为载体，以银离子为抗菌组分的无机抗菌剂。这种无机抗菌剂由于利用了坡缕石为载体，显著地降低了成本，然而作为抗菌组分的金属银离子在抗菌剂中易转化为金属银，金属银又会转化为氧化银，从而影响无机抗菌剂的抗菌持久性，特别是在对颜色要求较高的材料中的应用。

本发明的目的就是要制备一种提高抗菌持久性并且价格低廉的无机抗菌剂。

本发明的无机抗菌剂是以层链状硅酸盐粘土矿物坡缕石为载体，它具有大的比表面积，很强的吸附性及分散性，以物理化学性能稳定的银有机络合离子为抗菌组分制作而成，其工艺流程包括银有机络合离子的制备、坡缕石酸活化处理与抗菌剂的制备工序三部分：

(1)银有机络合离子的制备：

选用化学纯的有机物2.2｀联吡啶与可溶性银盐水溶液，以摩尔数比为0.5-2∶1混合加入反应容器中，在40-80℃温度下，搅拌反应0.5-2小时，最后冷却至常温制得银有机络合离子备用。

(2)坡缕石酸活化处理工序如下：

选用纯度大于90％的土状坡缕石经破碎研磨至小于140目，与浓度为0.5-2M的盐酸，以固∶液＝1∶1-5混合后加入反应釜中，在80-100℃温度下，搅拌反应1-2h对坡缕石进行酸活化，然后在离心机中离心脱水、洗涤，之后放入烘箱中，在100-150℃条件下烘干，最后研磨至粒度小于200目，制得吸附性能有了明显改善的酸活化坡缕石载体。

(3)抗菌剂的制备工序如下：

将(1)中制得的银有机络合离子配制成浓度为0.001-0.01M的溶液，与(2)中制得的酸活化坡缕石载体以固∶液＝1∶15-25混合后放入反应釜中，在30-60℃的条件下进行搅拌反应5-10小时。然后将反应液放入离心机中进行离心水洗，去除多余的银有机络合离子后，进行自然风干或在烘箱中烘干，最后进行研磨至粒度小于200目的粉末，即制得本发明的坡缕石型无机抗菌剂。

本发明中所述的无机抗菌剂载体坡缕石可用同族矿物海泡石代替。

实现本发明的坡缕石型无机抗菌剂的最佳制备方法是：

首先选用化学纯的有机物2.2｀联吡啶与硝酸银水溶液，以摩尔数比为1∶1混合加入反应容器中，在60℃温度下，搅拌反应1小时，冷却至常温制得银有机络合离子备用。

接着对坡缕石进行酸活化处理工序，即选用纯度大于90％的土状坡缕石经破碎研磨至小于140目，与浓度为1M的盐酸，以固∶液＝1∶3混合后加入反应釜中，在95℃温度条件下，搅拌反应1.5h对坡缕石进行酸活化处理，然后在离心机中离心脱水、洗涤，之后放入烘箱中，在150℃条件下烘干，最后研磨至粒度小于200目，制得吸附性能有了明显改善的酸活化坡缕石载体，然后将酸活化处理后的坡缕石载体与浓度为0.005M的银有机络合离子水溶液以固∶液＝1∶20混合后放入反应釜中，在50℃的条件下进行搅拌反应6小时。然后将反应液放入离心机中进行离心水洗，去除多余的银有机络合离子后，进行自然风干或在烘箱中烘干，最后进行研磨至粒度小于200目的粉末，即制得本发明的载银络合离子坡缕石型无机抗菌剂。

本发明的载银络合离子坡缕石型无机抗菌剂经北京市石景山区卫生防疫站抗菌性能实验，实验表明该抗菌剂具有良好的抗菌性能。本发明的载银络合离子坡缕石型无机抗菌剂耐高温稳定性好，在800℃下加热1个小时不变色并仍具有明显的抗菌性能；该无机抗菌剂抗菌持久性好，紫外线照射或2个月光照颜色无变化；本发明的无机抗菌剂对人体的健康无不利影响；而且与市场上以沸石、活性白土或炭纤维为载体的无机抗菌剂相比，价格低廉，具有显著的经济效益。另外，作为抗菌剂载体的坡缕石、海泡石，其特有的层链状晶体结构使其晶体内部分布有十分发育的沸石孔道结构，并且针状集合体具有交织多孔结构，使其表现出特有的大比表面积，强吸附性。同时坡缕石、海泡石作为粘土矿物具有很强的分散性能，能均匀地分散于各种应用材料中。本发明的无机抗菌剂可作为填料或涂抹材料应用于装饰材料、医用材料、及日常生活用品的各个领域。