一种抗菌陶瓷粉体及其制备方法、抗菌陶瓷涂料和应用与流程

本申请涉及包装材料，具体涉及一种抗菌陶瓷粉体及其制备方法、抗菌陶瓷涂料和应用。

背景技术：

1、塑料包装及塑料包装产品在市场上占据较大的份额，特别是复合塑料软包装，已经广泛地应用于食品、医药、化工等领域。其中，以提供防潮和保鲜功能的食品包装所占比例最大，尽管这些产品给人们生活带来了极大的便利，但塑料包装的不易降解对环境造成了非常大的污染。而其他材质的包装材料很难达到塑料包装的防潮保鲜性能。

2、另外，现在的食品包装材料基本不具备抗菌性能，食品抗菌主要是通过巴氏杀菌和添加防腐抗菌剂，巴氏杀菌无法彻底杀灭食品中的全部微生物，而防腐剂的加入，一方面会变化食品品质，同时会造成食品安全的隐患。另外，由于微生物的滋生是从食品表面开始，也常在食品表面喷洒抗菌物质来抑制微生物的滋生，但抗菌物质与食品组分相互作用而容易失去抗菌活性，故抗菌活性也不能持久。

3、为了满足食品的抗菌保藏需求和消除食品安全隐患，开发具有抗菌活性的环保包装材料可有望解决食品的抗菌防腐难题。

技术实现思路

1、本申请通过提供一种抗菌陶瓷粉体及其制备方法、抗菌陶瓷涂料和应用，解决了现有包装材料防腐抗菌性能差的问题，可提高包装材料的防潮保鲜和抗菌性能。

2、为达到上述目的，本申请主要提供如下技术方案：

3、本申请提供了一种抗菌陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将40-65重量份的陶土粉、10-18重量份的凹凸棒土、5-15重量份的竹炭粉和2-10重量份的改性粉煤灰混合并研磨，过200目筛，得到陶瓷基料；

5、(2)将陶瓷基料进行水洗，再压滤成型，并进行晒干处理，得到陶瓷坯体；

6、(3)将陶瓷坯体先进行预烧结；将预烧结后的陶瓷坯体置于抗菌金属离子溶液中浸泡，再沥干水分后烘干；

7、(4)将烘干后的陶瓷坯体进行第二次烧结；

8、(5)将第二次烧结后的陶瓷材料研磨至100-1000目的粉体，即得抗菌陶瓷粉体。

9、优选地，所述预烧结包括：先以10-15摄氏度/min的升温速率升至300-450摄氏度，保温1-2小时；再以10-15摄氏度/min的升温速率升至600-700摄氏度，保温3-5小时，然后自然冷却至室温。

10、优选地，所述第二次烧结的温度为900-1000摄氏度，升温速率为10-15摄氏度/min，保温时间为30-40小时。

11、优选地，所述抗菌金属离子溶液为ag离子或zn离子溶液。

12、优选地，所述抗菌金属离子溶液的浓度为0.1-0.3mol/l。

13、优选地，所述陶瓷坯体在抗菌金属离子溶液中的浸泡时间为1-4h。

14、优选地，所述陶土粉包括20-35重量份的赤玉土、20-25重量份的紫砂泥和10-15重量份的高岭土。

15、本申请还提供了上述制备方法制备得到的抗菌陶瓷粉体，所述抗菌陶瓷粉体的孔径为50-200nm，比表面积为250-350m2·g-1。

16、本申请还提供了一种抗菌陶瓷涂料，所述抗菌陶瓷涂料的组分包括上述抗菌陶瓷粉体和胶黏剂。

17、本申请还提供了上述抗菌陶瓷涂料在食品包装、烟草包装和药物包装中的应用。

18、本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

19、本申请在制备抗菌陶瓷粉体时，将陶瓷坯体先进行预烧结，低温干燥可以脱除陶瓷坯体中的水，中温预热可使大部分有机物进行挥发，使其形成较规则的大孔结构，再吸附抗菌离子时，使抗菌离子分布在孔道内，最后经过二次烧结，孔道收缩并原位生成纳米抗菌颗粒，既增加纳米抗菌颗粒与陶瓷基体的结合牢固度，又提高了纳米抗菌颗粒在陶瓷粉体表面和孔道中的暴露程度，从而提高了抗菌陶瓷粉体的安全性和抑菌能力。另外，将陶瓷坯体分多次烧结，可以提高孔径分布的均匀性。

20、本申请提供的抗菌陶瓷粉体可制备成抗菌陶瓷涂料，将其涂覆在包装材料表面，可形成致密的陶瓷涂层，同时具有纳米孔径的多孔结构，既可有效地防止氧气、水汽、光线等外界因素进入包装内，并具有极高的耐热性、耐磨性和抗化学腐蚀性能，可以有效地防止包装内物品受到高温、磨损和化学药品等因素的影响，又能平衡包装内的水分，达到增润保湿的作用，还能吸附有害气体。

技术特征：

1.一种抗菌陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的抗菌陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，所述预烧结包括：先以10-15摄氏度/min的升温速率升至300-450摄氏度，保温1-2小时；再以10-15摄氏度/min的升温速率升至600-700摄氏度，保温3-5小时，然后自然冷却至室温。

3.根据权利要求1所述的抗菌陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，所述第二次烧结的温度为900-1000摄氏度，升温速率为10-15摄氏度/min，保温时间为30-40小时。

4.根据权利要求1所述的抗菌陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，所述抗菌金属离子溶液为ag离子或zn离子溶液。

5.根据权利要求1所述的抗菌陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，所述抗菌金属离子溶液的浓度为0.1-0.3mol/l。

6.根据权利要求1所述的抗菌陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，所述陶瓷坯体在抗菌金属离子溶液中的浸泡时间为1-4h。

7.根据权利要求1所述的抗菌陶瓷粉体的制备方法，其特征在于，所述陶土粉包括20-35重量份的赤玉土、20-25重量份的紫砂泥和10-15重量份的高岭土。

8.由权利要求1-7任一项的制备方法制备得到的抗菌陶瓷粉体，其特征在于，所述抗菌陶瓷粉体的孔径为50-200nm，比表面积为250-350m2·g-1。

9.一种抗菌陶瓷涂料，其特征在于，所述抗菌陶瓷涂料的组分包括权利要求1-7任一项所述的抗菌陶瓷粉体和胶黏剂。

10.权利要求9所述的抗菌陶瓷涂料在食品包装、烟草包装和药物包装中的应用。

技术总结
本申请公开了一种抗菌陶瓷粉体及其制备方法、抗菌陶瓷涂料和应用，涉及包装材料技术领域。该陶瓷涂料包括以下重量份的组分：将40‑65重量份的陶土粉、10‑18重量份的凹凸棒土、5‑15重量份的竹炭粉和2‑10重量份的改性粉煤灰混合并研磨，过200目筛，得到陶瓷基料；将陶瓷基料进行水洗，再压滤成型，并进行晒干处理，得到陶瓷坯体；将陶瓷坯体先进行预烧结；将预烧结后的陶瓷坯体置于抗菌金属离子溶液中浸泡，再沥干水分后烘干；将烘干后的陶瓷坯体进行第二次烧结；将第二次烧结后的陶瓷材料研磨至100‑1000目的粉体，即得抗菌陶瓷粉体。本申请解决了现有包装材料防腐抗菌性能差的问题，可提高包装材料的防潮保鲜和抗菌性能。

技术研发人员：张爱刚,张爱斌,陈正宇,乔萍,佘如芳,蔡媚媚
受保护的技术使用者：江苏卫星新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12