一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体及其制备方法，由按重量份计的以下材料制成：硼酸：18.0‑25.0份；磷酸二氢钠：60.0‑70.0份；氧化铜：0.8‑1.0份；氧化银：1.0‑2.0份；四针状氧化锌晶须：1.0‑2.0份；氧化钙或氧化镁：6.0‑8.0份；将原料混合均匀后以6‑10℃/min的速率升温至850‑1050℃，保温30‑60min，进行熔聚反应，熔体冷却、成型得到玻璃体。本发明专利技术通过选材并采用反应温度低的熔聚反应制备了磷酸盐玻璃体，该玻璃体的表面吸潮性得到改善，因此可稳定持久地释放抗菌银离子，具有持久杀菌的作用。

A sustained-release antibacterial phosphate glass and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体及其制备方法
本专利技术涉及一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体及其制备方法，更具体地，本专利技术涉及一种熔聚反应温度低、可稳定持久地释放抗菌银离子的磷酸盐玻璃体及其制备方法。
技术介绍
现有技术中，为了防止细菌在洗衣机、洗碗机、冰箱等长期与水或水蒸气接触的家电内部进行繁殖，商家通常采用高温杀菌、紫外光杀菌等技术进行杀菌消毒处理。而常规水体的消毒杀菌则主要以含氯消毒剂为主，需要配备消毒杀菌剂装配系统、控制系统，工艺较复杂且含氯消毒剂本身具有一定的腐蚀性，对人体和环境有一定影响。近年来有小天鹅、松下等厂家采用银离子晶体收装于电器内部对机体内部及水体进行杀菌处理。目前，国内外生产家电用抗菌玻璃颗粒的批量化生产厂家较少，而国内所采用抗菌颗粒均为日本进口。因此，为了满足国内厂家对抗菌玻璃颗粒的需求，摆脱进口产品价格昂贵的压力，开发一种缓释型抗菌玻璃颗粒批量化生产工艺很有必要。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体及其制备方法，以期望可以解决低成本、高效地生产具有长效抗菌作用的玻璃颗粒。为解决上述的技术问题，本专利技术首先提供了一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体，具体包括以下技术方案：一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体，由按重量份计的以下材料制成：硼酸：18.0-25.0份；磷酸二氢钠：60.0-70.0份；氧化铜：0.8-1.0份；氧化银：1.0-2.0份；四针状氧化锌晶须：1.0-2.0份；<br>氧化钙或氧化镁：6.0-8.0份。同时，本专利技术还提供了一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)原料配制及处理：按重量份计，称取硼酸18.0-25.0份、磷酸二氢钠60.0-70.0份、氧化铜0.8-1.0份、氧化银1.0-2.0份、四针状氧化锌晶须1.0-2.0份、氧化钙或氧化镁6.0-8.0份，混合均匀，得到混合物；(2)熔聚反应：将上述混合物置于石英坩埚中，6-10℃/min的速率升温至850-1050℃，保温30-60min，进行熔聚反应，得到熔体；(3)成型：将熔体冷却、成型得到具有一定形状的玻璃体。原料混合后过60目标准筛再进行熔聚反应。成型过程中，将熔体导入具有冷却系统和收集系统的成型模具中进行成型操作，或者采用手工成型工具进行成型，获得特定形状的玻璃体，此时的玻璃体为粗料。在上述缓释型抗菌磷酸盐玻璃体的制备方法中，成型得到具有一定形状的玻璃体后，还需对玻璃体进行打磨。先将玻璃体的粗料置于球磨机内进行打磨，打磨时间30-40min。借助玻璃体颗粒自身(或与不锈钢球、瓷球等)的摩擦和撞击，除去毛刺、毛边，使玻璃体表面产生一定的毛化表面。在上述缓释型抗菌磷酸盐玻璃体的制备方法中，对打磨完毕的玻璃体进行过筛分拣，得到缓释型抗菌磷酸盐玻璃体成品。打磨完毕的玻璃体，从球磨机中取出时进行过筛分拣，筛选出合格品，对不合格品进行收集，二次回料处理，重新进行熔聚反应，降低产品损失率。在上述缓释型抗菌磷酸盐玻璃体的制备方法中，熔聚反应时，优选的，本专利技术可以以7-8℃的速率升温至900-1000℃，保温40-50min，得到熔体。在上述缓释型抗菌磷酸盐玻璃体的制备方法中，可以采用如下原料比例来制备玻璃体：硼酸18.5-23.5份、磷酸二氢钠65.0-69.5份、氧化铜0.8-0.9份、氧化银1.0-2.0份、四针状氧化锌晶须1.0-2.0份、氧化钙或氧化镁6.5-8.0份。下面对本专利技术的技术方案进行说明。本专利技术采用磷酸盐为基底材料、调整配方中硼酸、氧化镁/氧化钙、氧化铜、氧化银、四针状氧化锌晶须的配比，高温熔聚形成玻璃熔体，经专用工具成型，获得一定形状的玻璃体颗粒。通过在水体中持久、稳定释放出一定浓度的银离子而发挥杀菌作用。无需复杂的加药装置，仅需将玻璃体按照一定比例混于固定滤料中或者采用纤维袋包装，浸于水体中，即可以进行杀菌消毒。采用《生活饮用水输配水设备及防护材料安全性评价规范》(2001)，对玻璃体浸泡液进行金属离子析出量检测发现，本专利技术涉及的抗菌玻璃体产品，在水体中可稳定持久地缓释银离子，形成0.025mg/L左右的银离子浓度，可杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。本专利技术经过配方优化，实现较低温度熔聚合成，熔体料温在800～1050℃。低于现有报道的同类研究所采用的合成温度。抗菌玻璃体的外观颜色主要由配方中氧化铜含量进行调节。本专利技术中，氧化铜含量设置为0.8-1.0份为宜，所获得产品为蓝色透明颗粒。抗菌玻璃体的透明度主要由配方中硼酸成份进行调节。本专利技术中，硼酸含量设置为18-25份为最宜。硼酸在玻璃体中还有助熔和产生环状/网状长链、增加玻璃体的韧度及强度的作用，可防止抗菌玻璃体出现爆裂的现象。磷酸盐高聚物和氧化硼聚合物均具有表面吸潮的特性，高聚物因吸收空气中的水分而缓慢解聚。由于银离子是从玻璃体中的氧化银溶出所得，抗菌玻璃体的表面吸潮性会使得颗粒容易潮解而达不到缓释的效果，因此需要改善玻璃体的表面吸潮性来达到缓释的目的。本专利技术中通过调节四针状氧化锌晶须用量为1-2份(即质量含量1％-2％)，结合缓溶剂氧化钙或氧化镁的作用，有效改善了玻璃体表面吸潮特性。抗菌玻璃体的缓溶性能主要由配方中氧化钙/氧化镁的含量进行调节，本专利技术中氧化钙/氧化镁的用量设置为6-8份(即质量含量6％-8％)，优选氧化镁的含量为6.5-8份。含量过低，溶解速率过快从而无法达到缓溶特性；含量过高，玻璃体呈浑浊失透。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：(1)本专利技术的缓释型抗菌磷酸盐玻璃体中采用了具有独特立体四针状结构的氧化锌晶须，依赖其良好的耐磨增强、各项同性，有效的降低熔聚反应温度由现有技术的1000-1200℃降低至850-1050℃。(2)本专利技术采用25cm石英坩埚为熔聚反应装置、以井式炉为加热装置结合定制成型模具(碳钢材质)有效缩短了传热反应时间，将已有技术熔聚反应时间从2-3h降低至30-60min。(3)缓释型抗菌磷酸盐玻璃体能缓释银离子，具有持久杀菌的作用。(4)缓释型抗菌磷酸盐玻璃体的表面吸潮特性得到改善。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1准备原料(按重量份计算)：硼酸23.26份、磷酸二氢钠65.97份、氧化铜0.89份、氧化银1.05份、四针状氧化锌晶须2.0份、氧化钙6.83份，混合均匀，过60目标准筛得到混合物。将该混合物置于石英坩埚中，7℃/min的速率升温至900℃，保温50min，进行熔聚反应，得到玻璃熔液，即熔体。将该玻璃熔液倒入自制模具中成形，冷却，得到抗菌磷酸盐玻璃体。将抗菌磷酸盐玻璃体倒入球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体，其特征在于由按重量份计的以下材料制成：/n硼酸：18.0-25.0份；/n磷酸二氢钠：60.0-70.0份；/n氧化铜：0.8-1.0份；/n氧化银：1.0-2.0份；/n四针状氧化锌晶须：1.0-2.0份；/n氧化钙或氧化镁：6.0-8.0份。/n

【技术特征摘要】
1.一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体，其特征在于由按重量份计的以下材料制成：
硼酸：18.0-25.0份；
磷酸二氢钠：60.0-70.0份；
氧化铜：0.8-1.0份；
氧化银：1.0-2.0份；
四针状氧化锌晶须：1.0-2.0份；
氧化钙或氧化镁：6.0-8.0份。


2.一种缓释型抗菌磷酸盐玻璃体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)原料配制及处理：按重量份计，称取硼酸18.0-25.0份、磷酸二氢钠60.0-70.0份、氧化铜0.8-1.0份、氧化银1.0-2.0份、四针状氧化锌晶须1.0-2.0份、氧化钙或氧化镁6.0-8.0份，混合均匀，得到混合物；
(2)熔聚反应：将上述混合物置于石英坩埚中，6-10℃/min的速率升温至850-1050℃，保温30-60min，进行熔聚反应，得到熔体；
(3)成型：将熔体冷却、...

【专利技术属性】
技术研发人员：严开祥，红艳，何秀琼，何清泉，
申请(专利权)人：成都天佑晶创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51