一种用于陶瓷和石英板的高效抗菌新材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种用于陶瓷和石英板的高效抗菌新材料，该材料包括纳米氧化锌、纳米钴、促进剂、分散剂和活化剂5种成分，通过分步混合制备得到，其终产品不仅具有良好的抗菌效果，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草菌、沙门氏菌、绿脓菌等各种细菌、病毒都具有良好的杀灭能力，还能够提高产品的性状，提高其耐用性，应用时无需更换相关工艺条件和设备，避免成本的增加，具有良好的经济效益。

A New High Efficient Antibacterial Material for Ceramic and Quartz Plates and Its Preparation Method

The present invention provides an efficient new antimicrobial material for ceramics and quartz plates. The material includes five components: nano-zinc oxide, nano-cobalt, accelerator, dispersant and activator. It is prepared by step mixing. The final product not only has good antimicrobial effect, but also has good antimicrobial effect on various bacteria and viruses such as Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Salmonella, Pseudomonas, etc. It has good killing ability, can also improve the properties of products, improve their durability, no need to replace the relevant process conditions and equipment in application, avoid the increase of costs, and has good economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种用于陶瓷和石英板的高效抗菌新材料及其制备方法
本专利技术属于无机材料
，具体涉及一种陶瓷和石英板的高效抗菌新材料及其制备方法。
技术介绍
随着社会的飞速发展，我们生活在一个被大量微生物充斥的空间，细菌、真菌和其他致病性微生物的广泛分布，将严重威胁着人们的健康，从而导致许多疾病的产生和传播。尤其是近年来病毒、禽流感病毒、雾霾肆虐等环境污染问题的出现更让人们意识到净化居家环境、清洁室外空气、保护水资源、大气资源等都与人类的健康息息相关，健康的生活环境和卫生质量已受到人们的青睐和重视，如何有效控制细菌的繁殖，依然是研究的重点。因此安全、无毒、无污染的抗菌产品己成为广大消费者的需求。抗菌材料是指材质本身具有杀灭或者抑制非益菌增殖的一类功能材料，将其添加到橡胶、塑料、陶瓷、棉织物、医疗设备、涂料、建筑等中，可制成抗菌产品，从而有效地阻止细菌、病毒的入侵，为人们提供一个健康的生活环境。人们对传统的日用陶瓷制品、家具环境的性能的要求，不再停留在简单的美观层次，而是体现在墙砖和地砖等制品的抗污性、抗菌性等方面。日常生活中常用的清洁方法是采用消毒剂、酸性或碱性除据剂之类的表面清洁剂，并用清洁刷反复地洗擦瓷砖表面以达到清洁除菌的目的。这种除菌除毒工作不但不轻松，而且消毒后的表面又会在短时间内被再次污染，除菌效果不理想且需要经常重复操作。此外，大量使用除菌剂和清洁剂也给人类环境带来巨大的压力，负面影响亦较大。引起的负面影响主要有水体富营养化造成的水体污染，而且若摄入量过多，也会危害人体健康。为了减少烦琐的洗涤除菌等操作，得到更为干净的的日用瓷砖。开发应用于陶瓷和石英板的抗菌材料，提高相关制品的抗菌能力是提高生活质量、降低环境负荷的有效途径。例如专利申请CN105036804A公开了一种养生抗菌陶瓷釉，由以下材料质量份数组成：贝壳10-30份、骨粉5-15份、三氧化二铝5-10份，三氧化二铁0.1-0.5份、锂辉石5-15份、氧化锡3-10份、德化矿石10-30份、水晶石5-10份、滑石1-5份、硅藻泥2-10；另加上普通透明釉的基础配方：石灰石10-15份、长石20-30份、锌1-5份、石英20-30份、碳酸镁1-4份。又如专利申请CN100493696A公开了一种掺杂纳米氧化锌及其制备方法和光催化降解有机物和抗菌的应用，其在纳米氧化锌中掺入银Ag、稀土金属(镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钐Sm、铕Eu、钆Gd、镝Dy、铒Er、钇Y)等，提高纳米氧化锌的光催化活性，用于降解有害化学物质和抗菌。在光照下产生比普通氧化锌更高的光催化活性，提高了抗菌能力；无光照时，由于银、锌、稀土金属等抗菌离子的作用，仍具有强烈的抗菌作用。其制备方法采用有机物络合法、喷雾热解法。掺杂纳米氧化锌可直接与其它材料混合使用，或作为添加剂加入塑料、陶瓷、纤维、木材、橡胶、玻璃、水泥、金属等材料中制成各种光催化和抗菌材料及制品。上述专利中抗菌材料虽然也具有良好的抗菌效果，但是其组分组成复杂，会影响产品原有的性状，并且应用于陶瓷釉料、本体和人造石英板时需要根据实际情况更换相关设备。
技术实现思路
基于上述现有技术的缺陷，本专利技术提供一种用于陶瓷和石英板的高效抗菌新材料，该材料包括纳米氧化锌、纳米钴、促进剂、分散剂和活化剂5种成分，不仅具有良好的抗菌效果，还能够提高产品的性状，提高其耐用性。本专利技术提供一种用于陶瓷和石英板的高效抗菌新材料，包括以下重量份的组分：40-85份纳米氧化锌、0.3-10份纳米钴、0.5-3份促进剂、2-5份分散剂和15-20份活化剂。进一步地，所述高效抗菌新材料按照重量份数计，包括以下组分：60-80份纳米氧化锌、3-8份纳米钴、1-2份促进剂、3-4份分散剂和16-18份活化剂。更进一步地，所述高效抗菌新材料还包括以下重量份的组分：1-3份活性钙。进一步地，所述纳米氧化锌经过改性处理，包括以下步骤：纳米氧化锌粉放置于含有吐温-80的丙二醇中，加入四乙氧基硅烷，滴加入水，通入CO2气体，过滤，滤饼通过丙二醇洗涤，干燥粉碎焙烧后即得。更进一步地，所述纳米氧化锌的改性处理方法，包括以下步骤：纳米氧化锌粉放置于含有1.2-2.3％的吐温-80的丙二醇中，通过胶体磨研磨，加入四乙氧基硅烷，加热至60-70℃，滴加入水，搅拌15-30min，冷却至25-30℃，然后通入CO2气体，继续加热至80-90℃反应15-30min，过滤，滤饼通过丙二醇洗涤，干燥粉碎后在300-500℃下焙烧即得。进一步地，所述促进剂为氯化聚氧乙烯。进一步地，所述分散剂选自聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、聚异丁烯无灰磷酸酯中的一种或多种。进一步地，所述活化剂选自草酸及其可溶性盐、硅酸及其可溶性盐、乳酸及其可溶性盐中的一种或多种。更进一步地，所述活化剂为草酸和硅酸的混合物，所述草酸和硅酸的质量比为2-4:1。本专利技术还提供上述高效抗菌新材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将活化剂溶于水中，加入纳米氧化锌和纳米钴，混合并搅拌均匀，加热，得混合物1；(2)混合物1降温后，逐步加入促进剂和分散剂混合，研磨，即得。或上述高效抗菌新材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将活化剂溶于水中，加入纳米氧化锌、纳米钴、活化钙，混合并搅拌均匀，加热，得混合物1；(2)混合物1降温后，逐步加入促进剂和分散剂混合，研磨，即得。进一步地，所述步骤1中加热温度为80-90℃。进一步地，所述步骤(2)中降温至25-40℃，加入1/3的促进剂和1/2的分散剂混合，研磨；再加入1/3的促进剂和1/2的分散剂混合，研磨；最后加入剩余1/3的促进剂，即得终产品。更进一步地，所述研磨方法为磨球研磨。本专利技术进一步提供上述高效抗菌新材料在陶瓷本体、陶瓷釉料和人造石英板中的应用。进一步地，所述高效抗菌新材料在陶瓷本体中的应用中，高效抗菌新材料的添加量为陶瓷本体质量的2.5-4％。进一步地，所述高效抗菌新材料在人造石英板中的应用中，高效抗菌新材料的添加量为人造石英板质量的2-3％。进一步地，所述所述高效抗菌新材料在陶瓷釉料的应用中，高效抗菌新材料的添加量为陶瓷釉料质量的2.5-4％，以代替陶瓷釉料中9-10％的高锌氧化锌。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供的高效抑菌新材料杀菌范围广，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草菌、沙门氏菌、绿脓菌等各种细菌、病毒都具有良好的杀灭能力，将其应用于陶瓷釉料、本体和人造石英板中，使其能够净化室内环境，保护人体健康。(2)本专利技术提供的高效抑菌新材料不仅具有良好的杀菌性能，其添加于陶瓷釉料、本体和人造石英板中，还能改善其产品性能，降低产品煅烧工艺温度，缩短煅烧时间，大大提高生产效率，降低生产成本，提高生产质量。(3)本专利技术还对纳米氧化锌进行了改性处理，并通过活化剂的作用显著提高高效抑菌新材料的抗菌性能，特别是能够改善陶瓷釉料的光泽度。(4)本专利技术提供的高效抑菌新材料可以直接应用于传统陶瓷釉料、本体和人造石英板的制备工艺，无需更换相关工艺条件和设备，避免成本的增加，具有良好的经济效益。具体实施方式实施例1一种用于陶瓷和石英板的高效抗菌材料及其制备组分：70份纳米氧化锌、6份纳米钴、1.5份氯化聚氧乙烯、3份聚异丁烯丁二酸酯和17份活化剂(由草酸和硅酸组成，草酸和硅酸的质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于陶瓷和石英板的高效抗菌新材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：40‑85份纳米氧化锌、0.3‑10份纳米钴、0.5‑3份促进剂、2‑5份分散剂和15‑20份活化剂。

【技术特征摘要】
1.一种用于陶瓷和石英板的高效抗菌新材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：40-85份纳米氧化锌、0.3-10份纳米钴、0.5-3份促进剂、2-5份分散剂和15-20份活化剂。2.根据权利要求1所述的高效抗菌新材料，其特征在于，还包括以下重量份的组分：1-3份活性钙。3.根据权利要求1或2所述的高效抗菌新材料，其特征在于，所述纳米氧化锌经过改性处理，包括以下步骤：纳米氧化锌粉放置于含有吐温-80的丙二醇中，加入四乙氧基硅烷，滴加入水，通入CO2气体，过滤，滤饼通过丙二醇洗涤，干燥粉碎焙烧后即得。4.根据权利要求1或2所述的高效抗菌新材料，其特征在于，所述促进剂为氯化聚氧乙烯。5.根据权利要求1或2所述的高效抗菌新材料，其特征在于，所述分散剂选自聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、聚异丁烯无灰磷酸酯中的一种或多种。6.根据权利要求1或2所述的高效抗菌新材料，其特征在于，所述活化剂选自草酸及其可溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪沛雨，贺一新，
申请(专利权)人：肇庆市盛浩新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44