专利名称：无机抗菌剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种无机抗菌剂及其制备方法。
无机抗菌剂，主要是指以沸石、磷酸钙、硅藻土、活性炭等矿物或陶瓷材料为载体，植入或被覆银、铜、锌等抗菌金属离子而制成的抗菌剂，以及二氧化钛等光催化抗菌剂，其主要作用在于它们能够在使用过程中有效地抑制有害微生物的生长发育。与有机抗菌剂相比，无机抗菌剂在抗菌持效性、化学稳定性、耐热性、安全性、防抗药性及广谱性等方面有极为突出的优点，并且易于加工。因此，无机抗菌剂的开发和应用，对于各种工农业产品，特别是日常生活用品的抗菌处理和改善人类健康环境，具有重要的现实意义和广阔的市场前景。
自80年代以来，无机抗菌剂的开发应用得到各国重视，需求量急速增长。但目前已开发的无机抗菌剂主要是以银离子为抗菌物质的抗菌剂，如载银沸石、载银玻璃、载银磷酸锆和载银羟基磷灰石、载氯化银二氧化钛等抗菌剂。载银抗菌剂尽管抗菌活性很高、安全性很好，但银离子不够稳定，在紫外线照射下或加热至一定温度后银离子被还原为金属银，从而使制品的抗菌性能减弱，产品着色变黑，降低了产品的商业价值。除此之外，由于银的价格昂贵，因而此类产品的生产成本较高，在一定程度上限制了其应用。
铜离子尽管在抗细菌性能方面逊于银离子，然而却具有比银离子更好的抗真菌性能，同时与银相比，其成本更低廉，又由于其半径小，电价高，若将其载于陶瓷材料基体中，将具有比银离子更高的稳定性，从而可以在一定程度上克服银系抗菌剂的上述缺点。
蛭石是一种含水的层状结构的铝硅酸盐矿物，无毒、无味，不溶于水，层间具有水分子及可交换性阳离子，具有很强的离子吸附、交换性能，是无机抗菌剂的理想载体，但目前尚未用于抗菌剂的生产领域。
本发明的目的是利用离子交换的原理，把抗菌性离子Cu2+植入到蛭石层间，将铜离子具有的抗菌性能和蛭石矿物优良的离子吸附、交换等性能有机地结合起来，提供一种以蛭石矿物为载体，以铜离子为抗菌物质的铜—蛭石复合型无机抗菌剂及其制备方法，使该抗菌剂具有良好的稳定性，在使用过程中能有效地抑制有害细菌的生长发育，可用于家用电器、皮革、涂料、木材、塑料、薄膜、陶瓷、纸张、化妆品、文化用品及玩具等的抗菌处理，该方法工艺流程简单、生产成本低，易于推广、实施。
本发明是通过下述方式实现的。
这种铜—蛭石型无机抗菌剂及其制备方法，是以蛭石微粉和氯化铜溶液为主要原料，采用下述步骤进行的(1)蛭石微粉的制备将蛭石矿石破碎至小于80μm后，用气流粉碎机干法粉碎，制得平均粒径为1-15μm的微粉，于105℃烘干24小时备用。
(2)CuCl2溶液的配制将CuCl2·2H2O与蒸馏水按重量百分比1∶40～1∶124称量、混合，震荡摇匀，制成浓度为0.05-0.15M的CuCl2溶液；(3)料浆配制将蛭石微粉与上述CuCl2溶液按重量百分比1∶40的比例混合，制成料浆，并用稀盐酸将料浆溶液的pH值调节为2.5-3.5；(4)加热搅拌在搅拌设备中加热上述将料溶液到70-100℃，并连续搅拌反应2.5-3.5小时，制得含铜蛭石的悬浮液；(5)洗涤过滤将搅拌后的含铜蛭石悬浮液用蒸馏水反复洗涤过滤10-15次；(6)干燥步骤将上述过滤后的滤渣在105℃烘干2小时，所得成品即为铜—蛭石抗菌剂。
本发明所述的氯化铜溶液也可用等当量的硫酸铜或硝酸铜溶液替代。
按上述步骤制得的铜—蛭石抗菌剂，Cu元素含量可达0.5-8.5％，经采用微生物学通用的抑菌环法(又称Halo法)对大肠杆菌进行抗菌测试，24小时后，皆以抗菌剂样品为中心形成一定宽度的透明色圈(即抑菌环)，表明对大肠肝菌有明显的抑菌效果。
将制得的铜—蛭石抗菌剂分别在200℃和400℃焙烧3个小时，与焙烧前的铜-蛭石相比，抗菌效果无明显变化，表明该抗菌剂具有良好的耐热稳定性。
本发明中，从原料的制备、配料、搅拌混合、洗涤过滤到干燥等各个步骤都是采用通用设备进行的。
本发明所用的原料中，蛭石和氯化铜均为市售的通用工业原料，悬浮液制备和清洗用水为蒸馏水。
下面以实施例进一步详细说明本发明。
实施例1以蛭石微粉和二水合氯化铜(CuCl22H2O)为主要原料，按照下述步骤进行(1)蛭石微粉的制备将蛭石矿石破碎至小于80μm后，用气流粉碎机干法粉碎，制得平均粒径小于15μm的微粉，于105℃烘干24小时备用。
(2)CuCl2溶液的配制将CuCl2·2H2O与蒸馏水按重量百分比1∶60称量、混合，震荡摇匀，制成浓度为0.1M的CuCl2溶液；
(3)料浆配制将蛭石微粉与上述CuCl2溶液按重量百分比1∶40的比例混合，制成料浆，并用稀盐酸将料浆溶液的pH值调节为3；(4)加热搅拌在搅拌设备中加热上述将料溶液到80℃，并连续搅拌反应3小时，制得含铜蛭石的悬浮液；(5)洗涤过滤将搅拌后的含铜蛭石悬浮液用蒸馏水反复洗涤过滤10-15次；(6)干燥将上述过滤后的滤渣在105℃烘干2小时，所得成品即为铜—蛭石抗菌剂。
按上述步骤制得的铜—蛭石抗菌剂，Cu元素含量达5.5％，经采用微生物学通用的抑菌环法(又称Halo法)对大肠杆菌进行抗菌测试，24小时后，皆以样品为中心形成一定宽度的透明色圈(即抑菌环)，表明对大肠肝菌有明显的抑菌效果。
将制得的铜—蛭石抗菌剂分别在200℃和400℃焙烧3个小时，与焙烧前的铜-蛭石相比，抗菌效果无明显变化，表明该抗菌剂具有良好的耐热稳定性。
本发明提供了一种无机抗菌剂及其制备方法。该抗菌剂及其制备方法原料来源丰富，工艺流程简单、生产成本低，具有良好的稳定性，在使用过程中能有效地抑制有害细菌的生长发育，可用于家用电器、公用设施(如电话机、麦克风、鼠标)、涂料、木材、塑料、薄膜、陶瓷、纸张、化妆品、文化用品及玩具等的抗菌处理，易于实施推广。
权利要求
1.一种无机抗菌剂，是以蛭石微粉和氯化铜溶液(也可采用硫酸铜或硝酸铜溶液)为主要原料，其特征是这种无机抗菌剂是采用含铜溶液与蛭石矿物微粉进行离子交换制成的，按重量百分比计，在蛭石矿物中，铜元素的含量为0.5-8.5％。
2.根据权利要求1所述的无机抗菌剂的制备方法，其特征在于这种无机抗菌剂的制备是采用下述步骤进行的(1)蛭石微粉的制备将蛭石矿石破碎至小于80μm后，用气流粉碎机干法粉碎，制得平均粒径为1-15μm的微粉；(2)CuCl2溶液的配制将CuCl2·2H2O与蒸馏水按重量百分比1∶40～1∶124称量、混合，震荡摇匀，制成浓度为0.05-0.15M的CuCl2溶液；(3)料浆配制将蛭石微粉与上述CuCl2溶液按重量百分比1∶40的比例混合，制成料浆，并用稀盐酸将料浆溶液的pH值调节为2.5-3.5；(4)加热搅拌在搅拌设备中加热上述将料溶液到70-100℃，并连续搅拌反应2.5-3.5小时，制得含铜蛭石的悬浮液；(5)洗涤过滤将搅拌后的含铜蛭石悬浮液用蒸馏水反复洗涤过滤10-15次；(6)干燥步骤将上述过滤后的滤渣在105℃烘干2小时，所得成品即为铜—蛭石抗菌剂。
3.根据权利要求1-2所述的无机抗菌剂的制备方法，其特征在于氯化铜溶液也可用硫酸铜或硝酸铜溶液替代。
全文摘要
本发明涉及一种无机抗菌剂及其制备方法。这种方法是利用离子交换的原理,把抗菌性离子Cu
文档编号A01N59/16GK1271523SQ0010939
公开日2000年11月1日 申请日期2000年6月1日 优先权日2000年6月1日
发明者李博文, 于淑会 申请人:李博文, 于淑会