CN1385076A

CN1385076A - 一种纳米磷酸盐抗菌组合物及其制备方法

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Publication number: CN1385076A
Application number: CN 02102186
Authority: CN
Inventors: 魏丽乔; 许并社; 卢英兰
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2022-01-21
Also published as: CN1316894C

Abstract

本发明涉及一种纳米磷酸盐抗菌组合物及其制备方法,特别是采用纳米技术,通过控制其NH₄H₂PO₄、AgNO₃、ZnSO₄、纳米磷酸锆等组分和含量以及制备方法步骤,得到色泽稳定性好,抗菌广谱性好,并具有较好的物理、力学、光学性能,特别是应用于陶瓷、建材等高温的材料中,优显出特别的效果,提高了抗菌材料的应用范围和应用等级。

Description

一种纳米磷酸盐抗菌组合物及其制备方法

技术领域：本发明涉及一种无机抗菌组合物，特别是用于陶瓷、建材等高温材料加工中的纳米磷酸盐抗菌组合物及其制备方法。

背景技术：在生态环境材料的应用中，普通有机抗菌剂、无机抗菌剂由于其易变色，耐温性差等缺陷，已无法满足人们对抗菌、净化环境和综合性能的要求，尤其在陶瓷、建材等环境建材方面尤为突出，为此，日本住友水泥(株)公开了一种防污涂料系列专利(特开平8-143791.1996.)，SHMITOMO CEMENTCO.LTD公开了一种复合抗菌釉专利(WO94/27442.1994.PCT/JP94/00873)，中国建筑材料科学研究院公开了一种保健、抗菌多功能陶瓷釉及其陶瓷制品的专利(公告号1151381)。但是上述抗菌剂仍然存在着抗菌金属离子溶出速度不易控制，耐候性差，尤其是应用到其它材料中，分散性差等不足。此外，抗菌剂的应用主要是与其它材料的复合，当添加到其它材料中后，该材料仅具有抗菌功能，材料的物理、力学、光学等综合性能都得不到提高，尤其是应用到陶瓷、建材等材料中后，综合性能差等优为突出。

发明内容：本发明基于上述问题，主要是应用纳米技术，提出合成纳米磷酸盐抗菌组合物的新配方及其制备方法，解决现有抗菌剂在陶瓷、建材等高温材料加工中性能的不稳定性，并具有良好的耐侯性以及物理、力学、光学等综合性能的纳米磷酸盐抗菌组合物，拓宽其应用范围，提高应用等级。

本发明的纳米磷酸盐抗菌组合物是通过以下的配比和制备方法来实现的。其配比的组分和含量是(重量份)：NH₄H₂PO₄ 0.5～5份、AgNO₃ 0.2～6份、ZnSO₄2～80份、分散剂0.5～2份、纳米磷酸锆100份。其优化配比的组分和含量为：NH₄H₂PO₄ 0.5～4份、AgNO₃ 0.2～5份、ZnSO₄ 2～70份、分散剂0.5～2份、纳米磷酸锆100份。其制备方法按以下步骤进行：(1)按照2∶1∶3的比例，取ZrOCl₂·8H₂O水溶液，加入C₂O₄H₂搅拌，再加入H₃PO₄，配制成溶液，用20％的NaOH水溶液调节PH＝4～6，沉淀、过滤、水洗、干燥制得粉体，再将粉体置于高压釜中，以去离子水为介质，NaF为矿化剂进行水热反应，反应温度100℃～330℃，反应时间2～5h，升温速率1.5℃/min。制成本发明的纳米磷酸锆粉体。(2)按重量份将0.2～6份的AgNO₃用去离子水配成0％～5％的AgNO₃溶液，将2～80份的Z_nSO₄和0.5～5份的NH₄H₂PO₄，用去离子水配成10％至饱合的ZnSO₄溶液和NH₄H₂PO₄溶液待用。(3)取100份的纳米磷酸锆粉体加去离子水制成水悬液，加入AgNO₃溶液，加热至70℃～95℃沉淀后，倒掉上清液，再加入ZnSO₄溶液和NH₄H₂PO₄溶液加热至80℃～100℃，进行置换反应2～6h。(4)置换反应结束后，加入0.5～2份的分散剂，搅拌均匀。(5)将上述浆液过滤、分离，用去离子水洗涤、烘干、研磨。(6)将烘干的粉体进行900℃～1200℃高温处理3-12h，得到本发明的纳米磷酸盐抗菌组合物。

本发明制成的纳米磷酸盐抗菌组合物，经检测各项性能为：抑菌率：对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌抑菌率为92％～99％，最小发育阻止浓度(MIC)62.5PPm；抗菌耐久率：经酸、碱性介质浸渍3个月后，抗菌率仍为92％～99％；安全性：经口急性毒性测定，属实际无毒物质；耐热性：在1000℃～1300℃的温度下，抑菌率为99％，银挥发率仅为1.5％～2％；色差值：与对照物的色差差值ΔE≤0.7～1。平均粒经：按GB/T13221-91，X-射线小角散射法，在3014X光衍射仪-Kratky小角测角仪测试，平均粒经为50nm，且分布较窄。物理力学性能：将本发明的组合物添加到陶瓷中检测，显微硬度：在HX-1000J型显微硬度计检测：600～630Mpa；光泽度：使用SS-75型电光光泽计检测：100～105；白度：使用WSD-III型白度计检测：80～88；抗热震性： 200℃～20℃水一次不裂；吸水率：≤0.3％等性能均符合国家日用瓷标准。

具体实施方式：具体实施方式1：(1)按照2∶1∶3的比例，取ZrOCl₂·8H₂O水溶液，加入C₂O₄H₂搅拌，再加入H₃PO₄，配制成溶液，用20％NaOH水溶液调节PH＝4，沉淀、过滤、水洗、干燥制得粉体，再将粉体置于250ml筒式高压釜中，以去离子水为介质，NaF为矿化剂进行水热反应，反应温度100℃～330℃，反应时间2～3h，升温速率1.5℃/min。制成本发明的纳米磷酸锆粉体。(2)按重量份将0.2份的AgNO₃用去离子水配成0％～5％的AgNO₃溶液，将2份的ZnSO₄和0.5份的NH₄H₂PO₄用去离子水配成10％至饱合的ZnSO₄溶液和NH₄H₂PO₄溶液待用。(3)将100份的纳米磷酸锆粉体加去离子水制成水悬液，加入AgNO₃溶液，加热至70℃～95℃沉淀后，倒掉上清液，再加入ZnSO₄溶液和NH₄H₂PO₄溶液加热至80℃～100℃，进行置换反应2～6h。(4)置换反应结束后，加入0.5份的(OX-3000)分散剂，搅拌均匀。(5)将上述浆液过滤、分离，用去离子水洗涤、烘干、研磨。(6)将烘干的粉体进行900℃～1200℃高温下处理3～12h，得到本发明的纳米磷酸盐抗菌组合物。

具体实施方式2：按照具体实施方式1的方法，取组分和含量的配比为(重量份)：5份的NH₄H₂PO₄、6份的AgNO₃、80份的ZnSO₄、2份的分散剂、100份的纳米磷酸锆，在1200℃高温下处理6h。

具体实施方式3：按照具体实施方式1的方法，取组分和含量的优化配比为(重量份)：4份的NH₄H₂PO₄、5份的AgNO₃、70份的ZnSO₄、2份的分散剂、100份的纳米磷酸锆，在1100℃高温下处理8h。

具体实施方式4：按照具体实施方式1的方法，取组分和含量的最佳配比为(重量份)：2份的NH₄H₂PO₄、4份的AgNO₃、40份的ZnSO₄、1.5的分散剂、100份纳米磷酸锆，在1150℃高温下处理8h。

Claims

1.一种纳米磷酸盐抗菌组合物，其组分和含量为：

组分含量

NH₄H₂PO₄ 0.5～5

AgNO₃ 0.2～6

ZnSO₄ 2～80

分散剂 0.5～2

纳米磷酸锆 100

以上配比均为重量份

2.根椐权利要求1所述的一种纳米磷酸盐抗菌组合物，其组分和含量为：

组分含量

NH₄H₂PO₄ 0.5～4

AgNO₃ 0.2～5

ZnSO₄ 2～70

分散剂 0.5～2

纳米磷酸锆 100

以上配比均为重量份

3.根椐权利要求1所述的一种纳米磷酸盐抗菌组合物，其中的分散剂为：OX-N120或HDP-3000。

4.根椐权利要求1所述的一种纳米磷酸盐抗菌组合物，该组合物的制备方法按下列步骤进行：

(1)按照2∶1∶3的比例，取ZrOCl₂·8H₂O水溶液，加入C₂O₄H₂搅拌，再加入H₃PO₄，配制成溶液，用20％的NaOH水溶液调节pH＝4～6，沉淀、过滤、水洗、干燥制得粉体，再将粉体置于高压釜中，以去离子水为介质，NaF为矿化剂进行水热反应，反应温度100℃～330℃，反应时间2～5h，升温速率1.5℃/min。制成本发明的纳米磷酸锆粉体。

(2)按重量份将0.2～6份的AgNO₃用去离子水配成0％～5％的AgNO₃溶液，将2～80份的ZnSO₄和0.5～5份的NH₄H₂PO₄，用去离子水配成10％至饱合的ZnSO₄溶液和NH₄H₂PO₄溶液待用。

(3)取100份的纳米磷酸锆粉体加去离子水制成水悬液，加入AgNO₃溶液，加热至70℃～95℃沉淀后，倒掉上清液，再加入ZnSO₄溶液和NH₄H₂PO₄溶液加热至80℃～100℃，进行置换反应2～6h。

(4)置换反应结束后，加入0.5～2份的分散剂，搅拌均匀。

(5)将上述浆液过滤、分离，用去离子水洗涤、烘干、研磨。

(6)将烘干的粉体进行900℃～1200℃高温处理3～12h，得到本发明的纳米磷酸盐抗菌组合物。