[发明专利]一种长效复合抗菌材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种长效复合抗菌材料及其制备方法和应用，该材料各组分按重量百分比计包括80%‑90%二氧化硅微粉、5%‑15%三氧化二铝微粉、1%‑5%纳米钛氧化物微粉、1%‑5%抗菌纳米金属和/或抗菌纳米金属氧化物。本发明提供的长效复合抗菌材料，通过真空电镀工艺可沉积在玻璃、塑料、硅胶、树脂、金属等各种材质表面形成致密牢固的复合抗菌膜层，抗菌性能持久稳定，并具有广效、高效、无毒等特点，更好的满足人们日常健康防护的需要，市场应用前景广泛。

技术领域

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种长效复合抗菌材料及其制备方法和应用。

背景技术

自新冠疫情爆发以来，大家对卫生环境安全意识提升，越来越多的人开始关注并重视健康防护功能产品，特别是具备抗菌功能的日常产品市场需求越来越大。《2019-2024年抗菌材料市场预估报告》预测到2024年抗菌材料市场将达到123亿美元以上。除了家电、包装、汽车、医疗、建材等常规领域抗菌材料的需求，对与身体频繁接触如手机，眼镜等自用物品的抗菌需求也成为大家积极关注的重点。

现有的抗菌材料可分为有机材料和无机材料两种，有机材料即通过植物提取或者人工合成醛类、酚类、唑类、季铵盐类、双呱类等化合物。具有杀菌速度快，杀菌能效高，但有机抗菌剂耐热性差，易分解，有效期短。无机抗菌材料又包括金属类抗菌剂以及光催化活性抗菌剂，如银、钛、锌等金属及其离子化合物。

有机抗菌剂多以分散液形式，使用喷涂或者浸泡后以涂层方式附着在产品结构表面，虽具有抗菌效果好，但持久性差。无机抗菌材料既可以与各种材料共混，然后挤压或注塑成型，如市场上已具有抑菌性能的抗菌塑料、抗菌陶瓷等，该类产品抗菌成分被材料包覆，效果持久性好，但存在抗菌成分少且抗菌成分难以发挥效能导致抗菌效果差，良好抗菌效果就需要增加抗菌成分，成本甚至超出产品价值；也可以采用有机抗菌剂方式涂覆在材料表面，抗菌效果好，但附着力差，在手划、擦拭等作用下涂层磨损脱落，抗菌不持久。因此如何能够寻找到一种新型抗菌材料，既满足抗菌性能，又能够实现持久抗菌，更好的满足人们日常健康防护的需要，是抗菌产品行业和材料技术人员面前的挑战和机遇。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明的目的在于提供一种长效复合抗菌材料，同时提供其制备方法和应用是本发明的又一目的。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种长效复合抗菌材料，各组分按重量百分比计包括：80%-90%二氧化硅微粉、5%-15%三氧化二铝微粉、1%-5%纳米钛氧化物微粉、1%-5%抗菌纳米金属和/或抗菌纳米金属氧化物；

优选的，所述纳米钛氧化物为纳米一氧化钛、纳米二氧化钛、纳米三氧化二钛、纳米五氧化三钛中一种或多种。

优选的，所述抗菌纳米金属为纳米银粉、纳米铜粉、纳米锌粉中的一种或多种，所述抗菌纳米金属氧化物为纳米氧化银微粉、纳米氧化锌微粉中的一种或多种。

一种长效复合抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：

S1:在球磨罐中加入硬质磨球，依次加入计算量的二氧化硅微粉、三氧化二铝微粉，密封后抽真空连续高速研磨2小时，再依次加入计算量的纳米钛氧化物微粉、抗菌纳米金属微粉和/或抗菌纳米金属氧化物微粉，然后真空状态下二次研磨2小时进行密混处理制得密混粉料；

S2：将S1制得的密混粉料装入橡胶磨具后通过静压以压缩粉料间空隙，并压制成密实的固体，再通过造粒机重新破碎成粒径范围为1-3mm大小颗粒；

S3：将S2制得的混合颗粒在真空条件下进行高温烧结，在准熔融条件下各材料分子结构间完成充分融合结合，即制得复合抗菌材料。