一种组合纳米抗菌材料及其制备方法和产品技术

一种组合纳米抗菌材料及其制备方法和产品，它由该制备方法制得具有高效、快速、广谱杀菌功能的抗菌材料，且有广泛的产品应用范围。本发明专利技术的优越性在于：１．针对单一纳米抗菌材料的不足，采用了纳米组合抗菌技术将不同抗菌作用的抗菌材料复合起来制备组合纳米抗菌材料，利用纳米粒子之间的协同和耦合作用，大大提高了抗菌能力；２．用该方法研制的抗菌材料具有广谱抗菌功能，它对金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌、淋球菌、梅毒菌等多种病菌（毒）具有很好的灭杀作用；３．该方法可以用于制作对细菌和病毒具有灭杀作用的各种抗菌材料如抗菌面料，抗菌塑料、抗菌乳胶产品等。

Combined nano antibiotic material and preparation method and product thereof

The invention relates to a combined nanometer antibacterial material and a preparation method and a product thereof, which are prepared by the preparation method, and the antibacterial material has the advantages of high efficiency, high speed, broad spectrum sterilization function and wide application range. The invention has the advantages that: 1 for single nano antibacterial materials, nano antibacterial combination technology to make different antibacterial composite antibacterial materials prepared with composite nano antibacterial material, using nanoparticles between coordination and interaction, greatly improve the antibacterial ability; 2 by the method developed with broad-spectrum antibacterial antibacterial materials its function on Staphylococcus aureus, Escherichia coli, gonorrhea, syphilis and other pathogenic bacteria (virus) has good killing effect; the 3 methods can be used for the production of bacteria and virus killing function with various antibacterial materials such as antibacterial fabric, antibacterial plastics, antibacterial latex products etc..

【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工领域，特别是一种组合纳米抗菌材料及其制备方法和产品。
技术介绍
纳米抗菌剂是近几年新发展起来的以纳米技术为基础的一种新型抗菌材料，它因具有量子效应、小尺寸效应和具有极大的比表面积而具有传统无机抗菌剂所无法比拟的优良抗菌效果，具有持久性、耐热性和不易产生耐药性等优点。科研人员利用纳米抗菌技术研制出了新型防护口罩、新型隔离防护服等抗菌产品和医用防护用品。目前绝大多数抗菌剂使用的是单一抗菌机制(如纳米金属或金属离子抗菌、生物抗菌、无机物纳米吸附抗菌等)，杀菌时间长、杀菌种类及效果有限。随着现代人对自身所处的环境和健康的日益重视，人们对抗菌材料的抗菌性能要求也越来越高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种组合纳米抗菌材料及其制备方法和产品，它由该制备方法制得本案所说的具有高效、快速、广谱杀菌功能的抗菌材料，且有广泛的应用范围。本专利技术的技术方案一种组合纳米抗菌材料，其特征在于它的主要成分包括银系抗菌剂、纳米氧化锌和二氧化钛及具有吸附功能的纳米复合材料，各成分的摩尔比例为Ti∶Ag∶Zn高吸附纳米材料＝1∶0.01～0.1∶0.01～0.1∶0.01～0.2。一种组合纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于它是由以下步骤所构成(1)分别制备纳米氧化锌、银系抗菌剂、具有吸附功能的纳米复合材料和二氧化钛溶胶；(2)利用改性剂分别对银系抗菌剂、纳米氧化锌和具有吸附功能的纳米复合材料进行表面改性，以增加它们与基体(如面料，塑料，乳胶产品等)的亲和力；(3)将改性后的上述三种具有不同抗菌机制的抗菌材料以一定组成比例加入到TiO2溶胶中，形成包括纳米氧化锌、银系抗菌剂、具有吸附功能的纳米复合材料和纳米二氧化钛的组合抗菌材料的溶胶，组合抗菌材料各成分的摩尔比例为Ti∶Ag∶Zn高吸附纳米材料＝1∶0.01～0.1∶0.01～0.1∶0.01～0.2。上述所说的步骤(1)中纳米氧化锌采用直接沉淀法制备，原料为硫酸锌和和碳酸氢铵；硫酸锌的浓度为0.1-1.0mol·L-1，碳酸氢铵的浓度为0.5-2.0mol·L-1，在60-100℃搅拌反应1-2h。上述所说的步骤(1)中银系抗菌剂采用将载体二氧化硅浸入银盐溶液中，在40-50℃下搅拌1-2小时过滤洗涤的方法制得。上述所说的步骤(1)中二氧化钛溶胶采用溶胶—凝胶法制备，以钛酸丁酯为原料，通过控制水解的方法制得；钛酸丁酯∶乙醇∶水∶冰醋酸＝1∶5-20∶1-4∶5-20。上述所说的步骤(2)中的改性剂可取钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂或硬脂酸类表面活性剂，改性剂的质量含量为1～5％。上述所说的步骤(2)中的基体可以是面料、塑料、乳胶类产品。一种由组合纳米抗菌材料及制备方法制得的产品，其特征在于所说的组合纳米抗菌材料及制备方法所制得的抗菌材料经涂抹和添加工艺制得抗菌面料、抗菌塑料、抗菌乳胶类产品。本专利技术的工作原理为本专利技术采用溶胶纳米复合技术，把具有不同抗菌机制的抗菌材料组合起来，获得组合纳米抗菌材料，并通过溶胶—凝胶或纳米添加技术将其复合到纤维织物、针织面料、塑料、乳胶产品上，加工成相应的具有抗菌功能的产品。组合纳米抗菌材料的主要成分包括银系抗菌剂、纳米氧化锌和二氧化钛、具有吸附功能的纳米复合材料。其中，银系无机抗菌剂作为传统的无机抗菌剂，其抗菌机制是与病菌接触时，纳米粉中缓释性地溶出Ag+，Ag+扩散到微生物的细胞内，破坏细胞内的蛋白质结构，引起细胞的代谢障碍，从而导致病菌死亡。纳米氧化锌和二氧化钛是光催化抗菌剂，基于光催化反应使有机物分解而具有杀菌效果。在紫外线或者太阳光的照射下，产生的光生电子—空穴与细胞内组分反应而导致细胞死亡。此外，纳米氧化锌本身也是一种具有良好抗菌性能的无机抗菌剂，它对多种细菌和病毒具有很强的杀伤能力，当与细菌接触时，锌离子缓慢释放出来与细菌细胞膜及膜蛋白结合，破坏其结构，达到抗菌目的；具有高吸附性能的纳米复合材料通过对细菌和病毒的强吸附，进一步提高了组合纳米抗菌剂杀灭细菌和病毒的效果。本专利技术的优越性在于1、针对单一纳米抗菌材料的不足，采用了纳米组合抗菌技术将不同抗菌作用的抗菌材料复合起来制备组合纳米抗菌材料，利用纳米粒子之间的协同和耦合作用，大大提高了抗菌能力；2、用该方法研制的抗菌材料具有广谱抗菌功能，它对金黄色葡萄球菌、致病性大肠杆菌、淋球菌、梅毒菌等多种病菌(毒)具有很好的灭杀作用；3、该方法可以用于制作对细菌和病毒具有灭杀作用的各种抗菌材料如抗菌面料，抗菌塑料、抗菌乳胶产品等。具体实施例方式结合实施例对本专利技术作进一步说明实施例1抗菌面料的制备1、(a)纳米氧化锌的制备硫酸锌的浓度为1.0mol·L-1，碳酸氢铵的浓度为2.0mol·L-1，在80℃搅拌反应2h。(b)TiO2溶胶的制备钛酸丁酯∶乙醇∶水∶冰醋酸＝1∶9∶3∶10。2、采用钛酸酯偶联剂分别对银系抗菌剂、纳米氧化锌和高吸附材料进行表面改性，钛酸酯的质量用量为3％。3、将改性后的这三种具有不同抗菌机制的抗菌材料以一定组成比例加入到TiO2溶胶中，得到组合抗菌材料溶胶，组合抗菌材料各成分的摩尔比例为Ti∶Ag∶Zn高吸附纳米材料＝1∶0.01∶0.01∶0.01，然后把溶胶均匀地涂抹到面料上，50℃干燥后获得抗菌产品。抗菌实验结果列于附表1中。实施例2抗菌塑料的制备方法与实施例1相同，区别之处在于不是将获得的组合纳米抗菌材料溶胶直接涂抹到基体上，而是将溶胶经凝胶化，真空干燥，球磨处理后得到的纳米粉均匀添加到塑料中，纳米粉的质量含量为2％。抗菌实验结果见附表1。实施例3抗菌乳胶产品的制备方法与实施例2相同，差别之处在于将组合抗菌材料纳米粉添加到乳胶产品中，纳米粉的质量含量为2％。抗菌实验结果见附表1。表1抗菌材料的抗菌实验结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合纳米抗菌材料，其特征在于它的主要成分包括银系抗菌剂、纳米氧化锌和二氧化钛及具有吸附功能的纳米复合材料，各成分的摩尔比例为：Ｔｉ∶Ａｇ∶Ｚｎ∶高吸附纳米材料＝１∶０．０１～０．１∶０．０１～０．１∶０．０１～０．２。

【技术特征摘要】
1.一种组合纳米抗菌材料，其特征在于它的主要成分包括银系抗菌剂、纳米氧化锌和二氧化钛及具有吸附功能的纳米复合材料，各成分的摩尔比例为Ti∶Ag∶Zn∶高吸附纳米材料＝1∶0.01～0.1∶0.01～0.1∶0.01～0.2。2.一种组合纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于它是由以下步骤所构成(1)分别制备纳米氧化锌、银系抗菌剂、具有吸附功能的纳米复合材料和二氧化钛溶胶；(2)利用改性剂分别对银系抗菌剂、纳米氧化锌和具有吸附功能的纳米复合材料进行表面改性，以增加它们与基体(如面料，塑料，乳胶产品等)的亲和力；(3)将改性后的上述三种具有不同抗菌机制的抗菌材料以一定组成比例加入到TiO2溶胶中，形成包括纳米氧化锌、银系抗菌剂、具有吸附功能的纳米复合材料和纳米二氧化钛的组合抗菌材料的溶胶，组合抗菌材料各成分的摩尔比例为Ti∶Ag∶Zn∶高吸附纳米材料＝1∶0.01～0.1∶0.01～0.1∶0.01～0.2。3.根据权利要求2所说的一种组合纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于所说的步骤(1)中纳米氧化锌采用直接沉淀法制备，原料为硫酸锌和和碳酸氢铵；硫酸锌的浓度为0.1-1.0mol·L-1，碳酸氢铵的浓度为0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志好，段月琴，孙永昌，王玉红，别利剑，
申请(专利权)人：天津理工学院，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]