[发明专利]一种抗菌纳米复合薄膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗菌纳米复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：采用纳米银与聚合物分子模板制备银纳米结构膜层材料；将纳米颗粒载体分散固定于所述银纳米结构膜层材料中，形成多孔复合薄膜；在需要抗菌表面处理的体系或功能薄膜表面沉积上述多孔复合薄膜。本发明所公开的制备方法的工艺步骤简便易行，制备得到的活性碳或二氧化钛与纳米材料银结合形成的多孔薄膜，既增强纳米银材料的结构稳定性，同时活性碳或二氧化钛吸附的纳米银可长期稳定的释放活性银离子，解决目前设备表面抗菌消毒处理技术中应用的难点问题。

技术领域

本发明涉及功能材料表面处理技术领域，尤其涉及一种抗菌纳米复合薄膜及其制备方法。

背景技术

银器皿从远古即为人类生活宝贵用品，其优良特性之一是表面具有良好的抗菌功能。在水体或容易滋生细菌与微生物的体系中，设备表面镀银(如表面蒸镀或电镀银等)是一种常用的抗菌表面处理方法；保持抗菌有效性和持续性是此类产品表面处理技术的关键。纳米结构银具有粒径小、比表面大，由此形成的高吸附能可对微生物结构与生物活性产生影响：一方面可改变细胞膜的通透性，如与细胞膜蛋白基团巯基、氨基等结合，改变细菌或微生物的代谢进程使得细胞消亡；另一方面纳米结构银表面释放出的银离子(Ag⁺)，可以破坏细胞的DNA与部分蛋白酶，断裂DNA分子从而导致细胞灭亡。相比于体相银结构，纳米银具有更高比表面和更强银离子释放活性，使其在水体中可长期保持抗菌有效性。纳米结构银目前在俄罗斯宇航局、美国航天中心载人航天项目中广泛应用于航天器循环水杀菌消毒系统；民用方面纳米银作为抗菌添加剂用于各种抗菌织物、建材涂料、食品包装、净水处理、生活日用品等方面；此外纳米银在医疗器械、创伤防感染胶剂、导尿管、妇科栓剂和各种炎症相关的抗菌治疗等医学上同样应用广泛。

表面处理所采用的纳米结构银及其复合薄膜的制备方法有很多种，如将活性纳米银颗粒加入活性碳载体，二者结合进行水体杀菌消毒【J.Chem.Technol.Biotechnol.2008,83,1177】，但是该种应用条件下纳米银颗粒与活性碳载体随时间流失而需定期补充大量纳米银材料；或者专利WO 2012/140520 A2公开了应用体系表面直接原位形成纳米银复合薄膜成为一种长期高效释放银离子的功能镀层，但是其中传统功能镀层制备方法中用到的膜法如溶胶-凝胶法对银纳米结构的尺寸和表面活性不能有效控制，在流动体系中不能有效解决银纳米颗粒表面释放银离子长期稳定性问题。

因此亟待一种银纳米颗粒表面释放银离子释放活性高且保持长期稳定性的抗菌纳米复合薄膜及其制备方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌纳米复合薄膜能同时满足银纳米颗粒表面银离子释放活性高且保持长期稳定性。

为了解决上述问题，一方面，本发明公开了一种抗菌纳米复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

S1、采用纳米银与聚合物分子模板制备银纳米结构膜层材料；

S2、将纳米颗粒载体分散固定于所述银纳米结构膜层材料中，形成多孔复合薄膜；

S3、在需要抗菌表面处理的体系或功能薄膜表面沉积上述多孔复合薄膜。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述步骤S1具体包括：

S101、在还原性有机溶剂中溶解聚合物分子模板，制备得到聚合物分子模板溶液；

S102、在所述聚合物分子模板溶液中加入预设量的可溶性银化合物，通过加热反应合成银纳米结构膜层材料。

作为本发明实施方式的进一步改进，所述步骤S1具体包括：

S101、在有机溶剂N’N二甲基甲酰胺中溶解聚合物分子模板聚乙烯吡咯烷酮，制备得到聚合物分子模板溶液；

S102、在所述聚合物分子模板溶液中加入预设量的可溶性银化合物，通过加热一步反应合成银纳米材料聚合物混合液；