一种抗菌材料、抗菌产品及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌材料、抗菌产品及其制备方法。该抗菌材料包括金属载体磷酸锆抗菌剂和不锈钢；其中，金属载体磷酸锆抗菌剂的制备方法包括以下步骤：立方体磷酸锆和可水解硅源进行第一次离子交换后，得金属载体磷酸锆中间体；再将所述的金属载体磷酸锆中间体与硝酸盐进行第二次离子交换后，干燥、烧结即得；可水解硅源的质量占所述立方体磷酸锆的质量的比为1～5‰；可水解硅源为正硅酸酯和/或硅酸盐；硝酸盐中含抗菌金属离子；金属载体磷酸锆抗菌剂占不锈钢的质量比为1～5％。本发明专利技术制得的抗菌材料为不锈钢材质，具有较佳的缓释性，同时具备优异的抗菌性、耐高温性、耐磨损且不易变色。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌材料、抗菌产品及其制备方法
本专利技术涉及一种抗菌材料、抗菌产品及其制备方法。
技术介绍
自然界中的有害病毒、细菌、真菌等微生物，长久以来一直是诱发人类传染病的主要原因。而人们的日常工作和生活中的生活用品由于频繁使用就会附着大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、绿脓杆菌、黄曲霉菌等多种微生物，会引起如痢疾、食物中毒、伤寒甚至直接威胁生命的疾病。例如碗筷、杯子等。以筷子为例，我们需要的是筷子在特定的时候发挥抗菌作用，如高湿度环境下容易滋生细菌，此时发挥抗菌作用。另外我们不希望筷子有毒性，如添加有机抗菌剂的抗菌筷子会在实用高温食品的时候大量释放，影响人体健康。未解决以上技术问题，现有技术中的常规方法有如下两种：其一、将抗菌金属加入银或铜做成的合金产品中，但只有在添加的金属含量较多的前提下才能够得到具备抗菌性能较佳的产品，但是成本很高。即使是具备较佳的抗菌性，其杀菌效果较差。而且抗菌金属在高温下会释放出金属离子，含量过高会危害身体健康。例如，中国专利文献CN102763678A公开了一种立方体磷酸锆载银抗菌粉的制备方法，采用该制备方法形成了氧化锌包裹银离子的微核结构。但是该立方体磷酸锆载银抗菌粉的无法达到缓释的效果。且将其与不锈钢混合制备无菌材料时，在使用的过程中会使得不锈钢的表面出现黑斑。其二、用抗菌金属涂上基体形成薄膜涂层，虽然合乎生产和效果成本，但是粘合剂不耐磨。现有技术中存在的缺陷还有待解决。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于克服了现有技术中负载抗菌金属的金属载体磷酸锆的缓释性效果差，与不锈钢混合制得的产品易变色的缺陷，而提供了一种抗菌材料、抗菌产品及其制备方法。本专利技术制得的抗菌材料为不锈钢材质，具有较佳的缓释性，同时具备优异的抗菌性、耐高温性、耐磨损且不易变色。本专利技术是通过以下技术方案解决上技术问题的。本专利技术提供了一种抗菌材料，其包括金属载体磷酸锆抗菌剂和不锈钢；所述的金属载体磷酸锆抗菌剂的制备方法包括以下步骤：立方体磷酸锆和可水解硅源进行第一次离子交换后，得金属载体磷酸锆中间体；再将所述的金属载体磷酸锆中间体与硝酸盐进行第二次离子交换后，干燥、烧结即得；所述可水解硅源的质量占所述立方体磷酸锆的质量的比为1～5‰；所述可水解硅源为正硅酸酯和/或硅酸盐；所述硝酸盐中含抗菌金属离子；所述金属载体磷酸锆抗菌剂占所述不锈钢的质量比为1～5％。本专利技术中，所述的立方体磷酸锆可采用本领域常规的立方体磷酸锆，可自行制备，也可市售获得，例如上海朗亿功能材料有限公司市售的型号为P203的立方体磷酸锆。所述立方体磷酸锆的制备一般包括以下步骤：氧氯化锆、磷酸二氢钠与草酸钠溶于水后得到的混合液，将所述混合液搅拌至成为凝胶后，依次进行陈化、加热、冷却和过滤即得；其中，所述氧氯化锆、所述的磷酸二氢钠与所述草酸钠的摩尔比例如为2:3:1.2；所述混合液中，所述氧氯化锆的浓度例如为0.16mol/L，该浓度是指氧氯化锆的摩尔量占所述混合溶液中水的体积的比；其中，所述陈化时的pH值例如为3；所述陈化的时间例如为24h；所述加热的温度例如为150℃；所述加热的时间例如为8h。本专利技术中，所述的正硅酸酯可为本领域常规的正硅酸酯。较佳地为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和正硅酸丁酯中的一种或两种以上，例如正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或正硅酸丁酯。本专利技术中，所述的硅酸盐可为本领域常规的硅酸盐，例如硅酸钠和/或硅酸钙。其中，所述硅酸钠的化学式通常为Na2SiO3·nH2O，n可为0～9的整数，例如9。本专利技术中，所述可水解硅源的质量占所述立方体磷酸锆的质量的比较佳地为1～3‰，例如2‰。本专利技术中，所述第一次离子交换可通过本领域常规的实现离子交换的工艺进行，一般为混合，所述的混合是指将所述的立方体磷酸锆与所述的可水解硅源混合。所述混合的操作一般为搅拌。本专利技术中，进行所述第一次离子交换的时间可为4～7h，例如5h或6h。本专利技术中，进行所述第一次离子交换的温度可为室温。所述室温的温度一般是指10～35℃。本专利技术中，本领域技术人员均知晓，所述的立方体磷酸锆一般是以浆料的形式进行所述的第一次离子交换。所述浆料的质量浓度一般可为10～20wt％，例如15wt％。所述浆料中的溶剂一般是指乙醇和/或水。本专利技术中，本领域技术人员根据所述的硝酸盐中含抗菌金属离子可知，所述硝酸盐的种类例如可包括硝酸锌、硝酸银和硝酸铜中的一种或两种以上。例如为硝酸锌、硝酸银或硝酸铜。根据所述的硝酸盐可知，所述的抗菌金属离子是指锌离子、银离子和铜离子中的一种或两种以上，例如锌离子、银离子或铜离子。本专利技术中，所述硝酸盐占所述金属载体磷酸锆中间体质量的比可为本领域常规，一般可为2.5～5.5％，较佳地为3～5％，例如3％、4％或5％。本专利技术中，所述第二次离子交换可通过本领域常规的实现离子交换的工艺进行，一般为混合，所述混合是指将所述的金属载体磷酸锆中间体与所述的硝酸盐混合。所述混合的操作一般为搅拌。本专利技术中，进行所述第二次离子交换的温度较佳地为60～80℃，例如70℃。本专利技术中，进行所述第二次离子交换的时间较佳地为6～10h，例如8h。本专利技术中，本领域技术人员均知晓，所述金属载体磷酸锆中间体一般以分散液的形式进行所述的第二次离子交换。所述分散液的质量浓度较佳地为10～20wt％，例如15wt％。所述分散液中的溶剂一般为去离子水。本专利技术中，所述的硝酸盐一般是以溶液的形式进行所述的第二次离子交换。所述硝酸盐的溶液的质量浓度较佳地为1～2wt％，例如2wt％。所述硝酸盐溶液中的溶剂一般为去离子水。本专利技术中，所述干燥的操作可为本领域常规，一般干燥至恒重即可。本专利技术中，所述烧结的工艺可为本领域常规，所述烧结的温度例如为800～900℃。本专利技术中，所述金属载体磷酸锆抗菌剂的质量占所述不锈钢的质量的比较佳地为1％、3％或5％。本专利技术中，本领域技术人员根据所述的抗菌材料可知，所述不锈钢的形状一般为粉末状。本专利技术中，所不锈钢的种类可为本领域常规的不锈钢。例如304不锈钢和/或316不锈钢。本专利技术中，本领域技术人员根据所述的抗菌材料可知，所述的抗菌材料一般是将所述的金属载体磷酸锆抗菌剂和不锈钢混合即得。所述混合的时间例如为30min。所述的混合较佳地采用高速混合机进行。本专利技术还提供了一种抗菌产品的制备方法，其包括将所述的抗菌材料熔射在待加工产品的表面，即得所述的抗菌产品。本专利技术中，本领域技术人员根据所述抗菌材料的制备方法可知，所述的待加工产品在进行所述的熔射之前，一般还进行吹砂粗化处理。其中，所述的吹砂粗化处理可为本领域常规吹砂粗化处理。经所述吹砂粗化处理制得的待加工产品的表面粗糙度可为0.5～5μm，较佳地为1～3μm。本专利技术中，所述的熔射可为本领域常规的熔射。较佳地采用超音速火焰喷涂法或高速低温喷涂法。本专利技术中，本领域技术人员知晓，所述熔射之后一般还进行抛光处理。其中，所述抛光处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗菌材料，其特征在于，其包括金属载体磷酸锆抗菌剂和不锈钢；/n所述的金属载体磷酸锆抗菌剂的制备方法包括以下步骤：立方体磷酸锆和可水解硅源进行第一次离子交换后，得金属载体磷酸锆中间体；再将所述的金属载体磷酸锆中间体与硝酸盐进行第二次离子交换后，干燥、烧结即得；所述可水解硅源的质量占所述立方体磷酸锆的质量的比为1～5‰；所述可水解硅源为正硅酸酯和/或硅酸盐；所述硝酸盐中含抗菌金属离子；/n所述金属载体磷酸锆抗菌剂占所述不锈钢的质量比为1～5％。/n

【技术特征摘要】
1.一种抗菌材料，其特征在于，其包括金属载体磷酸锆抗菌剂和不锈钢；
所述的金属载体磷酸锆抗菌剂的制备方法包括以下步骤：立方体磷酸锆和可水解硅源进行第一次离子交换后，得金属载体磷酸锆中间体；再将所述的金属载体磷酸锆中间体与硝酸盐进行第二次离子交换后，干燥、烧结即得；所述可水解硅源的质量占所述立方体磷酸锆的质量的比为1～5‰；所述可水解硅源为正硅酸酯和/或硅酸盐；所述硝酸盐中含抗菌金属离子；
所述金属载体磷酸锆抗菌剂占所述不锈钢的质量比为1～5％。


2.如权利要求1所述的抗菌材料，其特征在于，所述立方体磷酸锆的制备包括以下步骤：氧氯化锆、磷酸二氢钠与草酸钠溶于水后得到的混合液，将所述混合液搅拌至成为凝胶后，依次进行陈化、加热、冷却和过滤即得；
其中，所述氧氯化锆、所述磷酸二氢钠和所述草酸钠的摩尔比例如为2:3:1.2；所述混合液中，所述氧氯化锆的浓度例如为0.16mol/L，该浓度是指氧氯化锆的摩尔量占所述混合溶液中水的体积的比；所述陈化的pH值例如为3；所述陈化的时间例如为24h；所述加热的温度例如为150℃；所述加热的时间例如为8h。


3.如权利要求1或2所述的抗菌材料，其特征在于，所述正硅酸酯为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯和正硅酸丁酯中的一种或两种以上，较佳地为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯或正硅酸丁酯；
和/或，所述硅酸盐的种类为硅酸钠和/或硅酸钙；
其中，所述硅酸钠的化学式为Na2SiO3·nH2O，n较佳地为0～9的整数，例如9；
和/或，所述可水解硅源的质量占所述立方体磷酸锆的质量的比为1～3‰，例如2‰。


4.如权利要求1～3中任一项所述的抗菌材料，其特征在于，进行所述第一次离子交换的操作为混合，所述的混合是指将所述的立方体磷酸锆与所述的可水解硅源混合；其中，所述混合的操作较佳地为搅拌；
和/或，进行所述第一次离子交换的时间为4～7h，例如5h或6h；
和/或，进行所述第一次离子交换的温度为室温，所述室温的温度为10～35℃；
和/或，所述立方体磷酸锆是以浆料的形式进行所述的第一次离子交换；
其中，所述浆料的质量浓度较佳地为10～20wt％，例如15wt％；
其中，所述浆料中的溶剂例如为乙醇和/或水。


5.如权利要求1～4中任一项所述的抗菌材料，其特征在于，所述硝酸盐的种类包括硝酸锌、硝酸银和硝酸铜中的一种或两种以上；例如为硝酸锌、硝酸银或硝酸铜；
或者，所述抗菌金属离子为锌离子、银离子和铜离子中的一种或两种以上，例...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁文豪，
申请(专利权)人：上海卫好家生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31