一种载银离子和铜离子高岭土抗菌剂的制备方法技术

一种载银离子和铜离子高岭土抗菌剂的制备方法，属于化学功能材料技术领域。该方法首先将银盐、磷酸二氢钠、铜盐、水制得溶液然后在搅拌的条件下与高岭土原料混合，最后加入氯化氨和磷酸二氢铵，经过干燥，粉碎，煅烧和再粉碎步骤，得到载银离子和铜离子高岭土抗菌剂。本发明专利技术采用低温煅烧的高岭土吸附银离子和铜离子的方法，具有工艺简单、效果好、易实现产业化和无环镜污染的优点。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无机抗菌剂的制备方法，特別涉及一种载银离子和铜离 子高岭土抗菌剂的制备方法，属于化学功能材料

技术介绍
随着科技的发展和人们生活水平的提高，人们对卫生和健康的要求越来 越高，抗菌产品也逐渐从军用品转变为民用品而迅速发展起来。抗菌塑料、 抗菌纤维、抗菌陶瓷及抗菌钢铁等抗菌材料均已面市，应用于各个领域，深 受消费者欢迎。无机抗菌剂是利用银、铜、锌、钛等金属及其离子的杀菌或 抑菌能力制得的一类抗菌剂。无机抗菌剂具有耐热性好、抗菌谱广、有效期 长等特点，应用最为广泛。金属离子的抗菌机理研究主要有光催化反应和金 属离子溶出两种学说。金属离子溶出机理认为，抗菌制品中的金属离子与细 菌接触反应后，造成微生物固有成分破坏或产生功能障碍，当微量的银、铜 等离子到达微生物细胞膜时，因后者带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附，金属离子穿透细胞膜进入细胞内，并与巯基(-SH)反应，使蛋白质 凝固，破坏细胞合成酶的活性，从而细胞丧失分裂增殖能力而死亡。当菌体 失去活性后，金属离子又会从菌体中游离出来，重复进行杀菌活动。光催化 反应机理认为，在光的作用下，金属离子能起到催化活性中心的作用，激活 水和空气中的氧，产生羟基自由基(OH)和活性氧离子(0—2)，活性氧离子 具有很强的氧化能力，能在短时间内破坏细菌的增殖能力而使细胞死亡，从 而达到抗菌的目的。在所有的金属离子中银离子是最低抑菌浓度最小的种类之一，而且无毒 无色，十分适合用于制备抗菌剂。由于银盐具有很强的光敏反应，遇光或长 期保存都极易变色，而且直接添加银盐制备的抗菌材料，在接触到水时，Ag+ 易析出而导致抗菌有效期短，在接触有机物和较高温度材料时快速变色，很 难具有应用价值。公告号为CN1831048的中国专利公开了一件名称为《载银微米高岭土及 其制备方法》的专利技术专利申请，该申请采用无机载体插层后吸附银，高岭土 原料经酸或碱法预处理，然后有机物加温插层，吸附洗涤固化银。该方法的 加工工艺复杂，残留的酸和碱需要后处理，因此环保要求高。
技术实现思路
本专利技术提供一种载银离子和铜离子高岭土抗菌剂的制备方法，目的是解 决现有技术存在的工艺条件复杂，易污染环境等问题。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是 一种载银离子和铜离子高 呤土抗菌剂的制备方法，由下列步骤依次组成(1 )将银盐、磷酸二氢钠、铜盐、水按质量比为2~2.4 : 6~6. 3 : 7. 7~ 8. 3 : IOO进行混合，对其进行搅拌制得溶液；搅拌容器和搅拌机与溶液接触 的部分采用陶瓷或者玻璃制品以避免银变色；所述银盐为硝酸银或者柠檬酸 银；所述铜盐为;克酸铜、醋酸铜、氯化铜或者硝酸铜；(2) 在搅拌的条件下，向所述溶液中加入高岭土原料，并且继续搅拌， 使高岭土充分吸收银离子和铜离子，得到料液，其中，高岭土原料与水的质 量比例为0.9~1.2: 1;高岭土原料的具体要求为二氧化硅质量含量在54 %以下，三氧化二铁质量含量在0.5%以下，三氧化二铝质量含量为45 %~ 50%,白度为88~92%,平均粒径为0.6-0.8微米；(3) 向所述料液中加入氯化氨和磷酸二氢铵，搅拌使其溶解分散到料液 中，于IO(TC ~ 110。C条件下干燥，粉碎得到粉末，该粉末的堆比重为0.3 ~ 0.5g/cm3,其中，氯化氨、磷酸二氢铵与高岭土原料的质量比为2.6-1.8: 2. 6 ~ 1. 9 : 100;(4 )将所述粉末在925°C ~ 980。C条件下煅烧，以固化吸附的银离子和铜 离子；最后粉碎即得载银离子和铜离子高呤土抗菌剂。 上述技术方案中的有关内容解释如下1、 上述方案中，磷酸二氢铵、氯化氨可使粉体在经过高温煅烧后仍然蓬 松，氯化氨还具有还原剂的功效，前加工过程中若银发生氧化反应，氯化氨 可使其还原成离子状态。2、 上述方案中，所述白度是指试样本身对457nm蓝光的反射值。检测标 准GB/T5950 建筑材料与非金属矿产品白度试验方法通则。2、上述方案中，堆比重就是指一堆物体正常堆放时它的单位体积的重量 (含其中空隙体积)。 本专利技术工作原理是本专利技术采用内部有空洞结构而能牢固负载金属离子的材料或能与金属离 子形成稳定的螯合物的材料作为载体负载金属离子等手段来解决银离子变 色问题，控制离子释放速度，提高离子在材料中的分散性以及离子和材料的 相容性的问题。高岭土是一种白色的粘土矿物，化学式Al203.2Si02.2H20,主要由小于2 微米的微小片状或具有空心管状的埃洛石组成，具有良好的抗酸溶性、强的 离子吸附性。特别是煅烧高岭土，具有活性好、比表面积大的性质。高岭土 经高温煅烧后失去结构水，产生大量的空间，此空间可吸附金属离子，因此 具备载体特征。高岭土中常伴有含铁、钛等矿物杂质，同时还伴有一定量的有机质。杂 质及有机质含量不等，导致高岭土的外观色泽不一，必须精选。精选得到的 高岭石其结构为1 : 1型的Si-O四面体和A1-O(OH)八面体的层状结构， 典型表达式为Si205 (OH) 4A12,在吸附银离子和铜离子前必须破坏其结构， 使其形成高活性的无定形硅铝结构的偏高岭石，其反应式如下550°C ~650°CAl203-2Si02.2H20 _^ Al203.2Si02+2H20(高岭石) (偏高岭石)925°C ~980°C2 ( Al203.2Si02) _^ 2Al203.3Si02+Si02(偏高岭石) (硅铝尖晶石) 偏高岭石是带有缺陷相的，其原始结构的硅氧四面体被大量保持而毗连的Al - O由原八面体结构中被分离出来，形成最大浓度的4到5配位铝氧结 构和最小浓度的6配位铝氧结构，此时土的化学活性呈现最大。应特别注意 选择适宜的大型高温焙烧炉，原则上是希望焙烧炉的炉膛温度差愈小愈好， 否则会引起局部地区过热而另一部分地区又烧不到适宜的温度，温度过高将 使高岭土变成莫来石和方石英或似莫来石而丧失活性，温度过低将使高岭土 不能呈现最大活性无定形硅铝结构。银是最好的无机抗菌剂，但是用银离子制作抗菌剂时，总有少量的银离 子游离在载体边缘，这些离子在经历26(TC 270。C的有机物熔体时，往往在 十分钟内就变色，变成氧化银，抗菌效果大大减弱，从而影响了抗菌剂的使 用效果和范围。如果有一种化合物，使银离子转变形态，当遇有机物时不会 使之变色，或者只是不明显的变色，或者大大减缓变色速度，这就是制备银 抗菌材料的技术关键。我们尝试了用多种化合物来络合Ag+离子，改变Ag 的结合形态，并应用颜色的互补原理，用硫酸铜(Cu+离子也具有抗菌作用， 抗菌性仅次与银离子)的蓝色来遮盖褐色，这种方法所制备的抗菌材料，在 接触化纤、塑料等有机物时变色很浅，拉丝或制成抗菌材料后几乎看不出，用于抗菌纤维和抗菌塑料取得了较好的效果。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点和效果 1、本专利技术釆用低温煅烧的高呤土吸附银离子和铜离子的方法，具有工艺 简单、效果好、易实现产业化和无环镜污染的优点。2 、本专利技术用硫酸铜的蓝色来遮盖可能出现的银的变色。3、 本专利技术加入磷酸二氢钠，由于钠离子较银离子活泼，因此两者发生置 换反应，使得游离的银变多。4、 本专利技术加入磷酸二氢铵、氯化氨可使粉体在经过高温煅烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种载银离子和铜离子高岭土抗菌剂的制备方法，其特征在于：由下列步骤依次组成：　（１）将铜盐、磷酸二氢钠、银盐、水按质量比为２～２．４∶６～６．３∶７．７～８．３∶１００进行混合，对其进行搅拌制得溶液；搅拌容器和搅拌机与溶液接触的部分采用陶瓷或者玻璃制品以避免银变色；所述银盐为硝酸银或者柠檬酸银；所述铜盐为硫酸铜、醋酸铜、氯化铜或者硝酸铜；　（２）在搅拌的条件下，向所述溶液中加入高岭土原料，并且继续搅拌，使高岭土充分吸收银离子和铜离子，得到料液，其中，高岭土原料与水的质量比例为０．９～１．２∶１；高岭土原料的具体要求为：二氧化硅质量含量在５４％以下，三氧化二铁质量含量在０．５％以下，三氧化二铝质量含量为４５％～５０％，白度为８８～９２％，平均粒径为０．６～０．８微米；　（３）向所述料液中加入氯化氨和磷酸二氢铵，搅拌使其溶解分散到料液中，于１００℃～１１０℃条件下干燥，粉碎得到粉末，该粉末的堆比重为０．３～０．５ｇ／ｃｍ↑［３］，其中，氯化氨、磷酸二氢铵与高岭土原料的质量比为２．６～１．８∶２．６～１．９∶１００；　（４）将所述粉末在９２５℃～９８０℃条件下煅烧，以固化吸附的银离子和铜离子；最后粉碎即得载银离子和铜离子高岭土抗菌剂。...

【技术特征摘要】
1、一种载银离子和铜离子高岭土抗菌剂的制备方法，其特征在于由下列步骤依次组成(1)将铜盐、磷酸二氢钠、银盐、水按质量比为2～2.4∶6～6.3∶7.7～8.3∶100进行混合，对其进行搅拌制得溶液；搅拌容器和搅拌机与溶液接触的部分采用陶瓷或者玻璃制品以避免银变色；所述银盐为硝酸银或者柠檬酸银；所述铜盐为硫酸铜、醋酸铜、氯化铜或者硝酸铜；(2)在搅拌的条件下，向所述溶液中加入高岭土原料，并且继续搅拌，使高岭土充分吸收银离子和铜离子，得到料液，其中，高岭土原料与水的质量比例为0.9～1.2∶1；高岭土原料的具体要...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈丽昆，尤振根，叶祖望，浦正行，李勇，张忠飞，
申请(专利权)人：中国高岭土公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]