具有即时杀灭能力的抗菌复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及：具有杀菌效果的抗菌复合材料，具有氢氧化铝以岛状形式结合到铜化合物表面的形状；以及所述抗菌复合材料的制备方法，并且由于所述抗菌复合材料在5分钟或更短的时间内迅速表现出对细菌或病毒的即时杀菌效果，并长时间保持该杀菌效果，因此所述抗菌复合材料可用于需要抗菌效果的各种领域，从而能够提供有效的抗菌和抗病毒功能。供有效的抗菌和抗病毒功能。供有效的抗菌和抗病毒功能。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有即时杀灭能力的抗菌复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及具有即时杀菌效果的抗菌复合材料及其制造方法。更具体地，本专利技术涉及一种抗菌复合材料，其为铜化合物和氢氧化铝的复合材料。本专利技术的抗菌复合材料不仅表现出对细菌或病毒的即时杀菌效果，而且还长期保持这种杀菌性能。抗菌复合材料可用于需要抗菌活性的各种领域以提供有效的抗菌和抗病毒功能。

技术介绍

[0002]抗菌剂或抗病毒剂是具有抑制和防止细菌或病毒增殖的抗菌功能和具有杀死细菌或病毒的杀菌功能的物质。
[0003]这种抗菌剂或抗病毒剂用于包被现有产品的表面或在制造产品的过程中与材料混合，从而赋予产品抗菌、抗病毒和杀菌效果。
[0004]抗菌剂主要分为有机抗菌剂和无机抗菌剂。
[0005]有机抗菌剂包括具有抗菌功能的有机化合物和有机金属。有机抗菌剂具有更接近抗菌而不是杀菌的作用。当抗菌表面暴露于细菌或病毒时，有机抗菌剂即时表现出防止细菌或病毒增殖的效果，并且是廉价的。因此，有机抗菌剂被广泛使用。
[0006]然而，有机抗菌剂不耐用，不适合在高温环境中使用，并且对人体或环境有害。
[0007]在无机抗菌剂的情况下，与有机抗菌剂相比，它们对人体和环境无害，不产生抗性细菌，并且保持抗菌功能更长时间。由于这些原因，无机抗菌剂逐渐扩大了它们的应用。
[0008]最近，铜作为无机抗菌剂已经变得受欢迎。铜是具有优异的强度和延展性，优异的导热性和导电性的金属，并且广泛用于制造建筑材料、厨房用具和配件，以及用于制造电气和电子器件的部件。此外，铜是各种活体(包括人)中的必需元素，因为它与蛋白质结合以递送电子或在氧化、还原等中起重要作用。
[0009]这种铜的特征在于抗菌作用，并且长期以来广泛用于实际生活中，例如用于消毒伤口或用于制造饮用水容器。最近，随着冠状病毒感染
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19(COVID
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19)在全世界变得更流行，具有抗菌作用的铜的使用增加。
[0010]纯铜具有最好的杀灭能力，但含55％至70％铜的铜合金在杀灭方面也是有效的。特别地，铜对普通真菌和细菌具有优异的杀菌能力，以及对超级细菌如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有优异的抗菌能力。对于这些结果，美国环境卫生管理局(EPA)在2008年登记了约300种铜合金作为用于公共卫生的抗菌材料。
[0011]当痕量金属离子破坏微生物的代谢作用并杀死微生物时，铜的抗菌作用显现，这被称为“微动力效应”。铜，金，银，铂，铝，汞，镍，铅，钴和锌表现出微动力效应。其中，对人体无害且具有较快杀灭效果的铜和银广泛用于实际生活中。
[0012]使用常规铜、银等的抗菌材料需要至少24小时其性能才能达到99.9％有效(即当99％的细菌或病毒被杀死时)。因此，存在的问题是，不仅细菌或病毒在存活期间继续增殖直到它们中的大多数死亡，而且通过许多接触不断地扩散到其它地方。已知细菌或病毒的留存时间根据抗菌物质或产品的类型在几小时至几天之间变化。
[0013]例如，细菌或病毒当处于气溶胶状态时留存长达2小时，当存在于乳胶手套和铝罐的表面上时可留存长达2至8小时，当存在于金属手柄、玻璃窗、玻璃和陶瓷罐的表面上时可留存长达5天。
[0014]由于细菌和病毒快速繁殖，因此重要的是尽可能快地杀死它们以阻断它们，但是由于现有的抗菌材料在至少24小时后发挥抗菌功能，因此需要开发具有即时杀菌性能的抗菌材料。

技术实现思路

[0015]技术问题
[0016]本专利技术的目的是提供一种对细菌或病毒表现出持久的即时杀菌效果的抗菌复合材料，该抗菌复合材料具有有效的抗菌和抗病毒功能，以便用于需要具有抗菌功能的各种应用中。
[0017]技术方案
[0018]实现该目的的本专利技术的一个实施方式涉及一种具有杀菌效果的抗菌复合材料，所述抗菌复合材料被配置为使得岛状形式的氢氧化铝结合到铜化合物的表面。
[0019]所述氢氧化铝是由γ相中的第一勃姆石和通过氢氧化铝的脱水获得的第二勃姆石组成的高度结晶的勃姆石复合材料颗粒，其中第一勃姆石和第二勃姆石通过氢键彼此结合。
[0020]本专利技术的另一个实施方式涉及一种制备具有即时杀菌效果的抗菌复合材料的方法，所述方法包括：混合步骤，将氢氧化铝组合物和铜化合物混合以制备原料混合物；喷雾干燥步骤，将所述原料混合物喷雾干燥以形成抗菌复合材料；和冷却步骤，将所述抗菌复合材料冷却。
[0021]将抗菌复合材料形成为使得岛状形式的氢氧化铝结合至铜化合物的表面。
[0022]在原料混合物中，氢氧化铝组合物和铜化合物可以以1:0.7至1.2的重量比混合。
[0023]氢氧化铝组合物可以通过将氢氧化铝组合物与超纯水以5重量％至15重量％的浓度混合，然后磨碎所得混合物而获得。
[0024]铜化合物可以具有在6μm至20μm范围内的平均颗粒尺寸，并且氢氧化铝可以具有在10nm至500nm范围内的颗粒尺寸。
[0025]氢氧化铝可以是由γ相中的第一勃姆石和通过氢氧化铝脱水获得的第二勃姆石组成的高度结晶的勃姆石复合材料颗粒，其中第一勃姆石和第二勃姆石可以通过氢键彼此结合。
[0026]喷雾干燥步骤可以是在180℃至220℃范围内的温度下将原料混合物喷雾干燥的步骤。
[0027]冷却步骤可以是将通过喷雾干燥步骤获得的抗菌复合材料颗粒冷却至90℃至120℃的温度的步骤。
[0028]本专利技术的另一个实施方式涉及一种具有即时杀菌效果的抗菌复合材料，该复合材料通过所述方法制造。
[0029]有益效果
[0030]本专利技术的抗菌复合材料对细菌或病毒表现出持久的即时杀菌效果，该抗菌复合材
料具有有效的抗菌和抗病毒功能，从而可用于需要具有抗菌功能的各种应用中。
附图说明
[0031]图1是根据本专利技术的一个实施例制备的抗菌复合材料的SEM图像。
[0032]图2是根据本专利技术的一个实施例制备的抗菌复合材料的XRD结果。
[0033]图3A和3B是包被有根据本专利技术一个实施例制备的抗菌复合材料的棉纤维的SEM图像。
[0034]图4A和4B是实验例2中使用的样品的SEM图像。
[0035]图5是示出实验例4的测试结果的照片。
具体实施方式
[0036]在描述本专利技术的优选实施方式之前，应当注意，在本说明书和所附权利要求中使用的术语和词语不应当被解释为限于常规或字典含义，而应当被解释为与本专利技术的技术思想一致的含义和概念。
[0037]还应当理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”或“含有”和/或“具有”指定所述特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在或添加。
[0038]在其中的整个描述中，除非另有说明，用于表示特定材料的浓度的“％”是指固体/固体的重量％，固体/液体的重量％和液体/液体的体积％。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有即时杀菌效果的抗菌复合材料，所述抗菌复合材料具有其中岛状形式的氢氧化铝结合到铜化合物表面的形状。2.如权利要求1所述的抗菌复合材料，其中，所述氢氧化铝是高度结晶的勃姆石复合颗粒，其包含γ相中的第一勃姆石和通过氢氧化铝脱水获得的第二勃姆石。3.如权利要求2所述的抗菌复合材料，其中，第一勃姆石和第二勃姆石通过氢键结合。4.一种制造具有即时杀菌效果的抗菌复合材料的方法，所述方法包括：混合步骤，将氢氧化铝组合物和铜化合物混合以制备原料混合物；喷雾干燥步骤，将所述原料混合物喷雾干燥以形成抗菌复合材料；和冷却步骤，将所述抗菌复合材料冷却，其中，所述抗菌复合材料形成为使得岛状形式的氢氧化铝结合至所述铜化合物的表面。5.如权利要求4所述的方法，其中，所述原料混合物包含重量比为1:0.7至1.2的所述氢氧化铝组合物和所述铜化合物。6.如权利要求4所述的方法，其中，所述氢氧化铝组合物通过将氢氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鞠来，金性烨，朴宜洙，李明宰，朴相吉，
申请(专利权)人：五常佳莲株式会社，
类型：发明
国别省市：