[发明专利]一种非银粉状固溶体抗菌剂的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种固溶体技术，特别涉及一种非银粉状固溶体抗菌剂的制备方法和应用方法。

背景技术

自上一世纪八十年代起，日本及后来的国内一些机构，先后开发并生产出含银无机抗菌剂(或称银系列抗菌剂)，已应用到塑料等多个行业，制成了大批空前的、具有自动杀抑附着产品表面的致病微生物的全新产品，受到了广泛欢迎。

但是，国内外提出的发明专利及其技术方法，都存在一些缺陷。除了加工原料价高，加工技术方法复杂，成本提高，新产品的附加值加大，厂家及用户难以接受外，抗菌剂中银离子遇光或热变色，致使使用了抗菌剂的产品无法呈现白色或鲜艳的彩色。一定时间后，抗菌产品变黑、泛黄，从而使产品丧失了商品价值。

发明内容

本发明为了克服上述技术缺陷，本发明提出了一种成本低、工艺简单的非银粉状固溶体抗菌剂的制备方法。

固溶体是自然界中广泛存在一种化学现象：离子或离子团之间可以互换。这一过程称固溶体(Solid solution)。即采用某种方法，使一种材料的结晶结构中，溶解了另一种材料的离子后，仍然保持该原材料的结构(主晶格)。生成固溶体可分两类：一种是置换型固溶体。即原材料中的晶格位置，被另一种溶解的材料的离子所置换。金属氧化物生成的固溶体，一般都属于金属离子置换。例如：MgO—CoO、MgO—CaO、PbTiO₃--PbZrO₃、Al₂O₃—Cr₂O₃、Cu—Zn等等。另一种是间隙性固溶体。即另一种材料的离子进入原材料主晶格后，占据其原有的间隙位置。人们常常用固溶体原理，制备或开发各种各样的新材料，以满足对材料的新要求。比如：如果把这种溶解了另一材料离子的固溶体，加热到一定温度后，其结构可能变成均匀、有序的结构，从而使其力学性能更强，这种方法称作固溶强化。

固溶是指用水做溶媒，通过水合方法，将锌、铜、铝等金属离子，反复多次地、高浓度的、无所不在地固溶到氧化物或氢氧化物、氧化钛、磷酸三钙等结晶表层形成一种新的复合氧化物--缓释型固溶体。使用X先衍射法对固溶后的氢氧化物粉末表明：和原来氢氧化钙的结晶构造相当，说明二价金属离子已经固溶到氢氧化钙中了。因为氧化物或氢氧化物在水中属微溶或微难溶物质，若将抗菌有效成分锌、铜离子固溶到其中之后，便具有了显著的抗菌效果。因为氧化物或氢氧化物属固体碱，常常用作树脂等材料的耐热、耐候制剂，它的分解开始温度在300℃以上。若将其用在树脂中，就不会出现分解、发泡等现象。

因此，基于上述技术，本发明的技术方案如下：一种非银粉状固溶体抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)向反应釜中加水；

(2)加入具有抗菌功能的金属离子锌盐或铜盐或二者混合物，搅拌、溶解，使其浓度为0.5～2mol/L；

(3)加入氧化物或氢氧化物,使其浓度为1～3mol/L；

(4)将水溶液搅拌10分钟～2小时；

(5)用离心机或压滤机使水溶液固液分离，得到滤饼；

(6)对滤饼进行清洗、研磨得到非银粉状固溶体抗菌剂。既可以采用湿法研磨，又可以采用干法研磨。前者可使用球磨机等直接研磨滤饼，然后再烘干成粉；后者要先将滤饼烘干成粉，再用气流磨等研磨。湿法研磨结果，平均颗粒可达1微米左右，但二次絮凝会使颗粒大小差别较大；干法研磨结果，平均颗粒仅为10个微米左右，但颗粒大小较均衡。

所述锌或铜盐为硝酸锌、硝酸铜、醋酸锌、醋酸铜、氯化锌、氯化铜等一种或几种。

所述氧化物或氢氧化物为氧化钙、氧化镁、氢氧化钙或氢氧化镁。

所述水是去离子水、纯净水或普通自来水。

本发明还公开了利用上述方法制备的非银粉状固溶体抗菌剂在陶瓷上的应用。

所述非银粉状固溶体抗菌剂在陶瓷上的应用，其应用方法之一包括如下步骤：

(Ⅰ)以100～300℃的温度将抗菌剂烘干、除水；

(Ⅱ)将陶瓷的釉料原料用研磨设备加水研磨，制成普通釉浆；

(Ⅲ)按釉浆总重量3～5％的比例添加抗菌剂后，再进行研磨，使抗菌剂和釉料充分亲合、分散，得到抗菌釉浆；

(Ⅳ)挂釉，挂釉过程中不断搅动釉浆；

(Ⅴ)干燥，并以高于原烧结温度10～30℃的温度烧结，制成抗菌陶瓷制品，所述原有烧结温度通常为800℃～1300℃。

所述非银粉状固溶体抗菌剂在陶瓷上的应用，其应用方法之二包括如下步骤：