专利名称：一种纳米粒子载锌复合抗菌材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种抗菌材料及其制备方法，特别是一种无机质纳米粒子载锌复合抗菌材料及其制备方法的发明。
目前，人们所用抗菌材料一般是有机质和无机质两种，有机抗菌材料大多用喷撒的方法处理在物体上，由于这种抗菌材料具有极强的挥发性，因此，具有时效短、挥发快、效果较差、不易和防菌物体融合在一起的弱点，对于长效灭菌的要求很难实现。
随着科技的进步，越来越多的生产制造商，将抗菌材料直接用在产品的制造过程中，如将抗菌材料注入到纤维中，制造成抗菌服饰用品；用在注塑塑料中制造出具有抗菌功能的材料；在陶瓷工业中采用抗菌材料制造出具有抗菌功能的产品。上述这些领域中运用的抗菌材料，要求耐高温，且不能挥发。因此，必须从另一种灭菌机理上进行材料设计。
背景技术：
中的纳米载银抗菌材料的发明对于解决上述不足具有进步意义，但是存在着制备复杂、化学性能不稳定、工艺参数难以控制、容易变色、价格昂贵和灭菌圈较小的缺陷，达不到设计的最佳使用效果。现将其不足和缺点归纳如下
1、纳米载银抗菌材料制备方法较复杂，是将含有银离子(Ag+)的化学物质，用化学方法将银离子设计在纳米粒子表面或微孔内，并在不同温度下进行操作，需要长时间在低温下脱水，在高温900℃时稳定。
2、纳米载银抗菌材料在接触到有机物或高分子材料后会很快发生变色，由于抗菌材料的变色，引起制造产品的变色。这样，一是污染了产品的外观，二是在使用中难以控制参数。
3、纳米载银抗菌材料，在液相分散时，由于分散液的PH值的变化，也会影响抗菌液的颜色变化。要想使该材料达到较好的效果，则必须添加化学稳定剂进行控制，这样更增加了抗菌材料使用的难度。
4、纳米载银抗菌材料由于浓度的控制(银离子含量)，因此，出现抑菌圈较小的现象。现将测试一组数据提供给出(用革兰氏染色法测试，代表菌种阳性(G+)采用金黄葡萄球菌，阴性(G-)采用致病大肠杆菌。
(1)、抗菌剂在水中浓度为5％时，对金黄色葡萄球菌的灭菌圈(G+)为7mm，对致病大肠杆菌(G-)为6mm抑菌种。
(2)、抗菌材料在水中浓度为2.5％时，对金黄色葡萄球菌(G+)的抑菌圈为6mm，对致病大肠杆菌(G-)的抑菌圈为6mm。
(3)、抗菌材料在中的浓度为1.25％时，对金黄色葡萄球菌(G+)的抑菌圈为4mm，致病大肠杆菌(G-)的抑菌圈为5mm。
(4)、抗菌材料在水中的浓度为0.625％时，对金黄色葡萄球菌(G+)的抑菌圈为3mm，对致病大肠杆菌(G-)的抑菌圈为4mm。
(5)、抗菌材料在水中的浓度为0.315％时，对金黄色葡萄球菌(G+)抑菌圈为2mm，对致病大肠杆菌的抑菌圈为2.5mm。
5、纳米载银抗菌材料价格昂贵，一是制作工艺复杂增加了抗菌材料的成本，二是用于制备抗菌材料的含银物质本身价格较高，这样制得的抗菌材料综合价格难以接受，因此不便于经济操作。
本发明的目的在于提出一种纳米粒子载锌的复合抗菌材料及制备方法，用以解决背景技术中存在的制备工艺复杂、抗菌材料易变色、抑菌圈相对较小、价格昂贵的缺点和不足。
本发明的技术方案是这样实现的，一种纳米粒子载锌复合抗菌材料其制造方法，其特征在于采用纳米量级的有机材料做为纳米抗菌材料的载体，该材料表面含有大量的微孔。通过化学反应的方法及可控工艺将灭菌功能的金属离子设计在纳米粒子的微孔中。
本发明的技术方案还可以通过下列步骤进一步实施。前述纳米载锌抗菌材料及其制做方法，其特征在于
一、原料选择纳米载锌抗菌材料的载体采用多微孔结构的纳米粒子如硅基氧化物(SiO2-x)、二氧化钛(TiO2)等，含锌物质可采用盐类或碱类含锌物质，如硝酸锌等。
二、配比(重量比)纳米硅基氧化物(SiO2)和硝酸锌(ZnNO3)及水(H2O)的比例为1∶1.1∶2.5。
三、工艺路线将硝酸锌放入纯水中制得硝酸锌水溶液；在将硅基氧化物在超声波的情况下加入硝酸锌水溶液中，一边加入一边搅拌，待搅拌均匀，放置10—12小时后在190—280℃的温度中烘干，即得到抗菌材料。
本发明与背景技术比较所具有的优点和积极效果是由于采用上述技术方案制备纳米载锌复合抗菌材料，具有制做方法简单，工艺路线明了，设计参数可靠，制造成本低廉的优点；所制得的抗菌材料具有很好的化学稳定性和极强的抑菌效果，特别是所显示的抑菌圈较背景技术中的抗菌材料有明显的增大。
以下提供一组检测数据(是革兰氏染色法测试，代表菌种阳性(G+)采用金黄色葡萄球菌，阴性(G-)采用致病大肠杆菌)。
1、纳米载锌抗菌材料在水中的浓度为5％时，对金黄色葡萄球菌(G+)的抑菌圈为20mm，对于致病大肠杆菌的抑菌圈为19.5mm。
2、纳米载锌抗菌材料在水中的浓度为2.5％时，对金黄色葡萄球菌(G+)抑菌圈为14mm，对于致病大肠杆菌的抑菌圈为15mm。
3、纳米载锌抗菌材料在水中的浓度为1.25％时，对金黄色葡萄球菌(G+)抑菌圈为13.4mm，对于致病大肠杆菌的抑菌圈为13mm。
4、纳米载锌抗菌材料在水中的浓度为0.625％时，对于金黄色葡萄球菌(G+)抑菌圈为9.1mm，对于致病大肠杆菌抑菌圈为9mm。
5、纳米载锌抗菌材料在水中的浓度为0.315％时，对于金黄色葡萄球菌(G+)抑菌圈为6mm，对于致病大肠杆菌抑菌圈为6mm。
下面用实施例对本发明做进一步阐述前述的抗菌材料及制备方法的发明，其特征在于抗菌材料的载体选择高比表面积纳米硅基氧化物(SiO2)做为载体材料，粒径为30nm，重量为100克；锌盐选择硝酸锌(ZnNO3)，重为110克；本实施例选择纯水为分散剂，重量250克。将硝酸锌加入水中制得硝酸锌水溶液，在常温下将纳米氧化硅加入硝酸锌水溶液中用超声波进行分散，并充分搅拌，将搅拌均匀的混合材料，常温下放置12小时后，放入250℃的烤箱中烘烤40分钟，即可得纳米粒子载锌复合抗菌材料。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例作的任何简单的修改，等同变化与修饰均属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种纳米载锌复合抗菌材料及其制作方法，采用水解、沉淀、干燥和粉碎工艺，其特征在于用于制作抗菌材料的载体为无机材料，并且有多微孔结构的纳米粒子；抑菌功能的材料选择含有锌离子的物质；分散液采用纯水有机溶液，其中具有多微孔结构纳米粒子载体材料与含有锌离子物质及分散液的重量比为1∶1.1∶2.5。
2.根据权利要求所述前述一种纳米载锌复合抗菌材料的制作方法，其特征在于将含有锌离子的物质加入分散液水中，然后在常温下用超声波设备将纳米粒子加入制备好的分散液中，并充分搅拌，将搅拌均匀的混合材料，常温下放置10—12小时后，在190—280℃的温度下进行烘干。
3.根据权利要求1所述，一种纳米载锌复合抗菌材料其特征在于载体材料选择多微孔结构的纳米粒子为硅基氧化物(SiO2-x)，所选择含有锌离子的物质为硝酸锌(ZnNO3)，选用的分散液为纯水(H2O)。
全文摘要
本发明涉及一种复合抗菌材料及其制备方法,特别是一种纳米载锌复合抗菌材料及其制作方法,其特征在于:用化学方法将锌离子设计在含有多微孔的纳米粒子的表面孔内,使其具有抑菌功能,用该方案制得的抗菌材料工艺简单、参数可控、所制得的抗菌材料成本低廉、抗菌效果明显、使用方便、具有较强的广谱灭菌功能,可广泛应用于纤维、涂料、塑料、陶瓷、书纸、药物及环保等方面的应用。
文档编号A01N25/00GK1327739SQ01129308
公开日2001年12月26日 申请日期2001年6月11日 优先权日2001年6月11日
发明者陈罘杲 申请人:陈罘杲