一种光动力抗菌无机制品及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种无机制品，属于建筑材料，特别涉及一种光动力抗菌无机制品及其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前市场上的无机制品主要有厨房台面、洗手盆、墙砖、地板砖、装饰品等，在使用和接触过程中无机制品表面易受到污染和产生细菌滋生，导致制品霉变、大肠感菌的传播等，采用消毒剂或表面清洁剂反复擦拭无机制品表面虽在一定程度起到杀菌的目的，但这种消毒工作不仅需要定期清洗，费时费力，还可能导致无机制品出现变色，影响美观等问题。因此对无机制品的抗菌功能的需求愈来愈旺盛。

2、市面上通常通过添加无机抗菌剂、有机抗菌剂或复合抗菌剂等实现无机制品的抗菌功能，但有机抗菌剂受热易分解且有一定的毒性、金属抗菌剂存在氧化变色等，限制了抗菌剂在无机制品的应用。因此需要开发一种高效无毒、优良持久、经济实用的抗菌剂，且适用于无机制品中形成新型抗菌无机制品。

3、光动力抗菌剂的抗菌基本原理是半导体材料在光照激发下会产生电子(e-)和空穴(h+)，该电子空穴与空气中水和溶解氧发生反应并产生反应活性物种(·oh、·o2-和h2o2等活性氧(ros))，这些活性氧使细菌的细胞膜和细胞壁发生氧化损伤、蛋白质失活、dna断链，最终导致细菌死亡。空穴又称电洞(electron hole)，在固体物理学中指共价键上流失一个电子，最后在共价键上留下空位的现象。即共价键中的一些价电子由于热运动获得一些能量，从而摆脱共价键的约束成为自由电子，同时在共价键上留下空位，我们称这些空位为空穴。

4、但是，现在动力抗菌无机制品但光动力抗菌剂在无机制品的应用研究较少，工艺方面仍需要所属领域技术人员进一步改进的必要。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种光动力抗菌的无机制品及其制备方法，使其具有作用持久、低耐药性、无污染、无毒、无异味和广谱抗菌等优点，具有良好的应用前景。

2、一种光动力抗菌无机制品，包括骨料、无机胶凝材料、减水剂、抗菌剂、水、消泡剂、缓凝剂、保水剂、表面活性剂、颜料。

3、优选地，所述光动力抗菌无机制品包括如下重量份数含量的：

4、

5、优选地，所述骨料选自石英砂、大理石、玻璃、花岗岩、贝壳、玄武岩、云母中的一种或其混合物。

6、所述无机胶凝材料选自硫铝酸盐水泥、硅酸盐水泥中的至少一种。

7、所述减水剂选自聚羧酸减水剂、萘系减水剂、氨基减水剂的一种或两种以上的混合物。

8、优选地，所述抗菌剂既包括硫化铋(bi2s3)，也包括经物理与或化学改性的bi2s3。

9、优选地，所述改性抗菌剂为经过卤氧化铋biox(x＝cl，br，i)改性的一种或两种以上的混合物。

10、优选地，所述卤源为nacl、kcl、nabr、kbr、nai、ki的一种或两种以上的混合物。

11、优选地，所述抗菌剂为上述一种或者经过两种以上不同改性后的抗菌剂的混合物。

12、优选地，所述动力抗菌中的光源为无机制品吸收200～2000nm波长的可见光或人造光中的一种或两种光。

13、优选地，所述消泡剂选自有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的一种或几种。

14、所述缓凝剂选自石膏、葡萄糖、柠檬酸的一种或几种。

15、所述保水剂选自聚丙烯酰胺(pam)、羟丙基甲基纤维素(hpmc)、火山灰的一种或几种。

16、优选地，所述表面活性剂选自：硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、烷基葡糖苷(apg)、脂肪酸甘油酯、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯的一种或几种；

17、优选地，所述颜料选自钛白粉、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、碳黑、耐晒黄、耐晒红氧化铁红、氧化铁绿和氧化铁黄中的一种或两种以上的混合物。由于bi2s3本身具有颜色，因此也可以将bi2s3作为颜料，利用bi2s3的自然色彩使无机制品显现特定色彩。

18、另外，本发明还公开一种上述光动力抗菌无机制品的制备方法，包括以下步骤：

19、1)制备改性bi2s3抗菌剂：

20、将20～50份五水硝酸铋(bi(no3)3·5h2o)和1～6份卤源依次加入到20份乙二醇和120份乙醇的混合溶液中搅拌2h；

21、随后将10～25份bi2s3和上述溶液转移至反应釜中，并将反应釜放在160℃的烘箱中加热24h；

22、最后打开冷却至室温的反应釜，将获得的样品用去离子水和乙醇各洗3次，并置于60℃烘箱中进行烘干，粉碎过筛，即得改性的bi2s3抗菌剂；

23、2)混合原料成分

24、将30～90份骨料、20～60份无机胶凝材料、0.01～3份减水剂、1～10份抗菌剂、5～12份水、0.01～0.3份消泡剂、0.01～0.1份缓凝剂、0.01～0.1份保水剂、0.5～5份表面活性剂和0.01～0.2份颜料充分搅拌均匀后装进模具框内进行布料，随后在真空条件下震动压实，脱模后静置24～48h，进行定厚抛光即可获得一种光动力抗菌无机制品。

25、进一步地，本发明还公开了上述光动力抗菌无机制品在用于制备厨房台面、洗手盆、墙砖、地板砖、装饰品等领域方面的应用。

26、借由上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：

27、1)本发明中提供的改性bi2s3抗菌剂，结构功能性强，制备工艺简单，可用于大规模生产；

28、2)本发明制备的光动力抗菌无机制品中添加了少量改性bi2s3抗菌剂(1～10份)，在光源照射下，能够有效抑制板材表面细菌和霉菌的产生，可实现长效广谱抗菌，高效安全，不易产生耐药性等优点。

29、3)本发明制备的光动力抗菌无机制品进行无机制品的组分含量的优化设计，从而获得杀菌效果显著的无机制品，优化无机制品的功能。

技术特征：

1.一种光动力抗菌无机制品，其特征在于，包括如下重量份数含量的成分组成：

2.如权利要求1所述的光动力抗菌无机制品，其特征在于：

3.如权利要求1所述的光动力抗菌无机制品，其特征在于：还包括bi2s3、及经物理与或化学改性的bi2s3；

4.如权利要求1所述的光动力抗菌无机制品，其特征在于：所述光动力抗菌为无机制品吸收200～2000nm波长的可见光或人造光一种或两种光。

5.如根据权利要求1所述的光动力抗菌无机制品，其特征在于：所述消泡剂选自有机硅氧烷、聚醚、硅和醚接枝、含胺、亚胺和酰胺类的一种或几种；所述缓凝剂选自石膏、葡萄糖、柠檬酸的一种或几种。

6.如权利要求1所述的光动力抗菌无机制品，其特征在于：所述保水剂选自：聚丙烯酰胺(pam)、羟丙基甲基纤维素(hpmc)、火山灰的一种或几种；

7.如权利要求1所述的光动力抗菌无机制品，其特征在于：所述颜料选自钛白粉、铬黄、铁蓝、镉红、镉黄、立德粉、碳黑、耐晒黄、耐晒红氧化铁红、氧化铁绿和氧化铁黄中的一种或两种以上的混合物。

8.如权利要求1所述的光动力抗菌无机制品，其特征在于：所述颜料选自重量份数1～10份的bi2s3，利用bi2s3的自然色彩使人造石显现特定色彩。

9.权利要求1-8中任一项所述的光动力抗菌无机制品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.权利要求1-8中任一项所述的光动力抗菌无机制品在用于制备厨房台面、洗手盆、墙砖、地板砖、装饰品中的应用。

技术总结
本发明公开了一种光动力抗菌无机制品及其制备方法和应用，属于建筑材料技术领域。该光动力抗菌无机制品包括骨料、无机胶凝材料、减水剂、抗菌剂、水、消泡剂、缓凝剂、保水剂、表面活性剂、颜料。该光动力抗菌无机制品包括抗菌剂和无机制品基体,所述抗菌剂通过改性硫化铋制得；所述改性方法也包括经物理与或化学改性。通过光动力抗菌解决了消毒剂或抗生素引发的美观和耐药性问题，改善了传统抗菌无机制品的不足，且材料绿色环保，减少了环境污染和资源浪费，对生物体安全无害，为抗菌无机制品提供了一个新的发展方向。最终得到的无机制品不仅强度高，致密，还能实现广谱长效抗菌。

技术研发人员：徐海军,黄晓,雷翅,张鹏,张占松,黄习旋
受保护的技术使用者：广东原创新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13