[發(fā)明專利]一種高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米粉漿及其制備方法

有效

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• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102511503A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳進(jìn)怡;柴柯
• 申請（專利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類號: A01N59/20
• 分類號: A01N59/20;A01N59/16;A01N59/06;A01N25/04;A01P1/00;A01P3/00
• 代理公司: 沈陽優(yōu)普達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及抗菌材料領(lǐng)域，具體為一種利用納米氧化鎂與其他納米無機(jī)物復(fù)合得到高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米粉漿及其制備方法。

背景技術(shù)

細(xì)菌及霉菌在人們生活環(huán)境及一些物品中的滋生，不但危害人類健康，而且污染環(huán)境、損壞物品。因此，高效環(huán)保抗菌防霉劑的研究和運(yùn)用對保護(hù)人類健康、改善生活環(huán)境具有十分重要的意義。傳統(tǒng)的抗菌劑多為有機(jī)抗菌劑，其殺菌速度快，開發(fā)和使用技術(shù)成熟，但存在不同程度的毒性、對皮膚有刺激、有難聞氣味、易揮發(fā)、藥效短、不能廣譜殺菌、操作復(fù)雜、一次投資較大等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效、長效抗菌防霉、環(huán)保的利用納米氧化鎂等無機(jī)物復(fù)合得到的無機(jī)復(fù)合納米粉漿，其制備方法操作簡單、工藝條件容易控制、成本低。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米粉漿，由納米無機(jī)物、高分子分散劑和溶劑組成的懸浮液，經(jīng)過分散和研磨后形成高度均勻的分散體系；以納米氧化鎂為主體，其與納米氧化鋅、納米氧化鈦、納米氧化銅、納米氧化亞銅、納米氧化銀、納米硫化鋅、納米氧化鋯、納米氧化釔、納米氧化鋁、納米氧化鈣等中的一種或一種以上無機(jī)物復(fù)合組成納米粉漿。按重量百分比計(jì)，納米粉漿中，納米氧化鎂的含量為0.1～40％(優(yōu)選1～30％)，其它無機(jī)物含量為0.01～40％(優(yōu)選0.03～30％)，高分子分散劑含量為0.5～12％(優(yōu)選1～8％)，余量為溶劑。

所述高效環(huán)保抗菌防霉無機(jī)復(fù)合納米粉漿的制備方法，利用納米氧化鎂和所述的一種或一種以上納米無機(jī)物在高分子分散劑和溶劑組成的溶液中形成的高度分散體系，制備一系列成分的無機(jī)復(fù)合納米粉漿。以平均顆粒尺寸小于100nm的氧化鎂粉和平均顆粒尺寸小于100nm的所述的一種或一種以上納米無機(jī)物為原料，按預(yù)定比例將其高速分散進(jìn)入高分子分散劑和溶劑組成的溶液中，分散速度為400～3000rpm(優(yōu)選為500～2500rpm)，分散時(shí)間為2～120min(優(yōu)選為5～60)，混合物經(jīng)球磨20min～20h(優(yōu)選為40min～15h)，形成高度分散的無機(jī)復(fù)合納米粉漿。所述混合物的球磨方式為行星式、滾筒式或振動(dòng)式球磨方法。

其中的高分子分散劑是聚烯烴類、聚羧酸類、聚羧酸鹽類、聚丙烯酸類、聚丙烯酸鹽類、聚酯類、聚酯鹽類、聚酰胺類、聚酰胺鹽類、聚氨酯類、聚氨酯鹽類、聚醚類、聚醚鹽類、聚酐類、聚硅氧烷類、聚氧乙烯類、聚氧丙烯類、馬來酸酐類、聚ε-己內(nèi)酮類、聚醇類、醇類中的一種或一種以上化合物。

其中的溶劑是脂肪烴類、脂環(huán)烴類、芳香烴類、醇類、酮類、酯類、萜類、醇醚及醚酯類、取代烴類、水中的一種或一種以上化合物。

本發(fā)明中，納米無機(jī)物的抗菌機(jī)理如下：

(1)納米氧化鎂

氧化鎂極易水合，并在表面形成一層氫氧化鎂，溶解在溶液中的氧通過單電子還原反應(yīng)生成活性氧離子。氧化鎂的表面包覆一層氫氧根離子，由于氧氣在堿性環(huán)境中具有化學(xué)穩(wěn)定性，所以高濃度的活性氧離子得以在氧化鎂表面存在。而活性氧離子有強(qiáng)的氧化性，可以破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜壁的肽鍵結(jié)構(gòu)，從而迅速殺死細(xì)菌。另外，納米氧化鎂粒子可以產(chǎn)生破壞性吸附，也可能將細(xì)菌的細(xì)胞膜破壞。這樣的抗菌機(jī)理可以克服銀系抗菌劑作用慢、易變色和二氧化鈦系抗菌劑需要紫外線照射的不足。

(2)納米氧化鋅

在光照條件下，納米氧化鋅的抗菌是光催化和金屬離子溶出共同作用的結(jié)果，納米氧化鋅對金葡球菌的抗菌性強(qiáng)于大腸桿菌，原因是在近中性或弱堿性環(huán)境中，金葡球菌帶有更多的負(fù)電荷，帶正電荷納米氧化鋅更容易吸附到其表面，從而將其殺死；在無光照時(shí)，只是金屬離子溶出機(jī)理在起作用，納米粒子的粒徑越小，光催化效應(yīng)越強(qiáng)。

(3)納米氧化鈦

由于TiO₂電子結(jié)構(gòu)所具有的特點(diǎn)，使其受光時(shí)生成化學(xué)活潑性很強(qiáng)的超氧化物陰離子自由基和氫氧自由基，攻擊有機(jī)物，達(dá)到降解有機(jī)污染物的作用。當(dāng)遇到細(xì)菌時(shí)，直接攻擊細(xì)菌的細(xì)胞，致使細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物降解，以此殺滅細(xì)菌，并使之分解。一般常用的殺菌劑銀、銅等能使細(xì)菌細(xì)胞失去活性，但細(xì)菌殺死后，尸體釋放出內(nèi)毒素等有害的組分。納米二氧化鈦不僅能影響細(xì)菌繁殖力，而且能破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，達(dá)到徹底降解細(xì)菌，防止內(nèi)毒素引起的二次污染，納米二氧化鈦屬于非溶出型材料，在降解有機(jī)污染物和殺滅菌的同時(shí)，自身不分解、不溶出，光催化作用持久，并具有持久的殺菌、降解污染物效果。

(4)納米氧化銅