一种自固化无毒抗菌材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种自固化无毒抗菌材料及其制备方法和应用，属于生物材料技术领域。所述自固化无毒抗菌材料的原料质量份数计，包括：负载金属离子的β

【技术实现步骤摘要】
一种自固化无毒抗菌材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及生物材料
，特别涉及一种自固化无毒抗菌材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]人类的生活与微生物有着密切的联系。通过利用微生物的有益性，人类可以进行制药和食品加工等生产活动，造福自身。但同时，来自微生物的侵扰也是人类正在面临着的一大难题。特别是有害病菌的传播和蔓延，严重地威胁着人类的健康。全世界每年数以万计的生命因为细菌传染而被夺去。随着人们生活生平的提高，科技水平的进步，大家的健康意识也得到了提升，抗菌的概念已经从医院延伸到日常生活和科研工作生产的方方面面，人们对抗菌产品的需求更多。除了毛巾、衣物等这些个人物品的抗菌外，针对公共场合，人员来往密切，众人频繁触摸的物品的抗菌的要求亦得到关注。一些抗菌的陶瓷、抗菌的门把手等产品已经在市场商使用。但是，有一些特殊的场合对抗菌产品的需求却被人们忽视了。比如工厂细菌检验室、医疗机构感染化验科室、高校细菌相关实验室、动物实验等一些特殊的场所，需要和高浓度细菌打交道。虽然，可以使用口罩、手套、紫外辐照等防护方式，但高浓度的细菌还可能在操作过程中，沾染在操作台、废液缸等位置，一不小心就可能造成2次污染，对劳动者的健康造成威胁。同时在医疗检测过程中，一些众多人都容易接触到的部位，亦没有相应的防护，比如登记用笔等。
[0003]目前所开发的抗菌产品基本上基于两种抗菌方式，一种是有机抗菌剂，一种是无机抗菌方式。使用有机物进行抗菌，常常是季铵盐等，较易失活，且生产过程使用大量有毒有机原料，容易环境不友好。无机物抗菌，目前大多数采用银离子抗菌，银的成本高。同时也有使用氧化钛、氧化锌等进行抗菌的，但很多时候则需要有光照，方可发挥其抗菌性能，使用环境受限。同时，目前的许多抗菌材料都是通过抗菌涂层实现的，一旦涂层脱落，效果不易持久。特别针对于一些特殊的需要进行灭菌后重复实用的场合，没有这类专门的材料使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于一种自固化无毒抗菌材料及其制备方法和应用。本专利技术所提供的自固化无毒抗菌材料是一种轻质抗菌材料，该材料可以自固化，可以根据具体需求进行特殊赋形，制备所需的产品。同时，材料还能重复实用，进而提供专业的防护。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]本专利技术技术方案之一：提供一种自固化无毒抗菌材料，原料按质量份数计，包括：负载金属离子的β
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磷酸钙15～25份，二水磷酸二氢钙15～25份，半水硫酸钙20～30份，玄武岩短纤维1.5～3.0份，柠檬酸0.23～0.3份，水23～35份以及光敏和着色剂0.003～0.015份；
[0007]所述金属离子为无毒且具有抗菌活性的金属离子。
[0008]本专利技术中的负载金属离子的β
‑
磷酸钙、二水磷酸二氢钙和半水硫酸钙为固化主要基体成分，各基体成分为微酸性，更相容，同时，在少量柠檬酸的作用下，保持微酸性固化环境，使材料具有持久的抗菌能力；玄武岩纤维起增强力学性能和促固化的作用，光敏剂提供着色功能和在特定波长上赋予材料光热光动力抗菌功能。
[0009]优选地，所述负载金属离子的β
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磷酸钙中所负载的金属离子与钙离子的摩尔比为3～5:97～95，其中所负载的金属离子包括铁离子、铜离子和钴离子中的一种或多种。
[0010]优选的，所述负载金属离子的β
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磷酸钙粒径≤200目。
[0011]优选地，所述负载金属离子的β
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磷酸钙的制备步骤包括：按比例将可溶性钙盐与所负载金属离子的可溶性盐配制成混合金属离子溶液，加入磷酸氢二铵溶液，反应过程中加入氨水使pH值保持在7～7.5，反应结束后沉化，过滤，沉淀物干燥后煅烧，制得负载金属离子的β
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磷酸钙。
[0012]优选地，所述混合金属离子溶液中钙离子与所负载金属离子的总浓度为0.1mol/L；所述磷酸氢二铵溶液中磷酸氢二铵的浓度为0.1mol/L；所述混合金属离子溶液中所含总金属离子与所述磷酸氢二铵溶液中所含磷酸氢二铵的摩尔比为3:2；所述反应的时间为4h，温度为2～8℃；所述沉化的时间24h，温度为40℃；所述煅烧的温度为1100℃，时间为2h，煅烧方式为碳粉包埋煅烧。
[0013]优选地，所述光敏剂包括酞菁类、甲基蓝和玫瑰红中的一种或多种。
[0014]本专利技术所用的光敏剂除了在特定波长下能通过光热光动力效应产生杀菌的作用外，还有作为着色剂的作用。
[0015]本专利技术技术方案之二：提供一种上述自固化无毒抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]先将负载金属离子的β
‑
磷酸钙、二水磷酸二氢钙、半水硫酸钙、玄武岩短纤维和光敏剂混合；再向其中加入柠檬酸与水的混合液，调制成浆料，即为自固化无毒抗菌材料。
[0017]本专利技术技术方案之三：提供一种无毒抗菌制品，将根据上述自固化无毒抗菌材料的制备方法所制得的浆料灌注于模具中，固化后脱模，制得无毒抗菌制品。
[0018]本专利技术的有益技术效果如下：
[0019]本专利技术将无毒金属离子，以适当方式，固定于微酸性稳定的陶瓷环境中，微酸性的环境能够保持金属离子的抗菌活性，并以其为材料制备出可快速自固化的无毒抗菌防护产品，产品可以根据不同的需求，任意塑形。
[0020]本专利技术的制备工艺没有使用有毒有机物的中间步骤，全过程环保无毒；原料价格低廉；生产速度快，生产工艺简单，生产设备要求低，有利于工业推广；制备的自固化无毒抗菌材料中抗菌成分由无机物组成，在常规的灭菌的条件下就能实现彻底灭菌，是一种可重复使用的材料。
[0021]利用本专利技术提供的自固化无毒抗菌材料制备的产品整体材料均能抗菌，抗菌性能稳定，持久；同时，所制得产品的材料由无机物组成，具有阻燃、质轻、废弃后可以在环境中降解等优良特性。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例1～4所制得抗菌制品对大肠杆菌的抑菌圈。
[0023]图2为本专利技术实施例1～4所制得抗菌制品对金色葡萄球菌的抑菌圈。
[0024]图3为本专利技术对比例1～2所制得制品对大肠杆菌的抑菌圈。
[0025]图4为本专利技术对比例1～2所制得制品对金色葡萄球菌的抑菌圈。
具体实施方式
[0026]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。
[0027]另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值，以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0028]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自固化无毒抗菌材料，其特征在于，原料按质量份数计，包括：负载金属离子的β
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磷酸钙15～25份，二水磷酸二氢钙15～25份，半水硫酸钙20～30份，玄武岩短纤维1.0～3.0份，柠檬酸0.23～0.3份，水23～35份以及光敏剂0.003～0.015份；所述金属离子为无毒且具有抗菌活性的金属离子。2.根据权利要求1所述的自固化无毒抗菌材料，其特征在于，所述负载金属离子的β
‑
磷酸钙中所负载的金属离子与钙离子的摩尔比为3～5:97～95，其中所负载的金属离子包括铁离子、铜离子和钴离子中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的自固化无毒抗菌材料，其特征在于，所述负载金属离子的β
‑
磷酸钙的制备步骤包括：按比例将可溶性钙盐与所负载金属离子的可溶性盐配制成混合金属离子溶液，加入磷酸氢二铵溶液，反应过程中加入氨水使pH值保持在7～7.5，反应结束后沉化，过滤，沉淀物干燥后煅烧，制得负载金属离子的β
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【专利技术属性】
技术研发人员：李光大，赵三团，李晓芳，蔺利峰，张子林，蔡变云，马瑜瑾，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：