一种抗菌性玻璃组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌性玻璃组合物及其制备方法。所述抗菌性玻璃组合物包括按重量百分比计的以下组分：ZnO?50～60wt%，优选50～55wt%；Ag2O0～0.09wt%，优选0.01～0.05wt%。还可以包括：P2O530～40wt%，优选35～40wt%；Na2O或K2O?6～18wt%，优选8～10wt%。所述制备方法包括：将所述组分或所述组分对应的氢氧化物、盐高温熔融、冷却后制得所述抗菌性玻璃组合物。本发明专利技术的抗菌性玻璃组合物具有优良的耐热性、耐变色性、和高效抗菌性，可以用于多种领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抗菌玻璃领域，进一步地说，是涉及。
技术介绍
近年来，随着人们生活水平的提高，对抗菌产品的需求日益提高。抗菌剂作为抗菌产品的主要元素，主要分为有机类和无机类抗菌剂。无机抗菌剂由于其更高的安全性、耐热性，近年来市场占有率不断提高，特别是在日本和欧美等发达国家，无机抗菌剂发展迅速。无机抗菌剂，通常是指以银、锌为主要抗菌成分，将其负载于不同的载体上，包括沸石、玻璃、磷酸锆、羟基磷灰石等，其中抗菌性玻璃以其出色的杀菌性能、安全性、稳定性，在无机抗菌剂中占有重要地位，日本和欧美多家抗菌剂公司都有相应的专利和产品。抗菌玻璃组合物主要包括磷酸盐玻璃，硼酸盐玻璃两大类。例如，专利CN1318500C及US6939820B2提供了一种抗菌磷酸盐玻璃组合物，其组成包括0.1~5.0wt%的Ag2O,30~60mol%的P2O5,1~15mol%的K20、Na20和Li2O中的一种或多种化合物，35~55mol%的Mg0、Ca0和ZnO的一种或多种，以及0.01~3mol%的La2O3和Y2O3的一种或多种化合物。专利CN1202034C公开了一种磷酸盐玻璃，其组成按照整体重量为100%重量时，Ag2O含量为0.2 ~5wt%，ZnO 为 I ~50wt%，CaO 为 0.1 ~15wt%，B2O3 为 0.1 ~15%，P2O5 为 30 ~80wt%，同时ZnO/CaO重量比为1.1~15范围内。专利CN1323588C公开了一种硼硅酸盐玻璃抗菌剂，其组成包括 0.1 ~2wt%Ag20,40.5 ~49wt%ZnO, 6 ~9.5wt%Si02 , 30.5 ~39.5wt%B203,2~10wt%稀土金属氧化物及6~7.5wt%Na20及0.01~5wt%Ce02。此外，还有的抗菌玻璃组合物，在磷酸盐或者硼酸盐玻璃体系中引入其他抗菌组分，例如磺酸，碘等。例如，专利CN1751000A提供了一种抗菌磺基磷酸盐玻璃的，其组成包括 P20515 ~60wt%，S035 ~40wt%，B2030 ~20wt%，Al20330 ~10wt%，Si020 ~10wt%，Li20 O ~25wt%，Na20 O ~25wt%，K20 O ~25wt%，Ca0 O ~40wt%，Mg0 O ~15wt%，Sr0 O ~15wt%，Ba0O ~15wt%，ZnO O ~45wt%，Ag2O) 0.01 ~5wt%，CuO O ~10wt%，GeO2O ~10wt%，TeO2O ~15wt%, Cr2O3O ~10wt%，I O ~10wt%，F O ~5wt%，其中 Zn0+Ag20+Cu0+Ge02+Te02+Cr203+I 总量在〉0.01到45wt%的范围。目前，大部分抗菌玻璃组合物中都引入了较大含量的Ag2O，例如，前面提到的专利CN1318500C公开的抗菌玻璃组合物中Ag2O的含量为0.1~5.0wt%，专利CN1323588C公开的抗菌玻璃组合物中Ag2O的含量为0.1~2wt%，含量都超过了 0.1%，专利CN1751000A提供了一种抗菌磺基磷酸盐玻璃中的Ag2O含量为〉0.01~5份。Ag离子的杀菌作用毋庸置疑，在玻璃组分中含量越高，其杀菌活性越高，但同时存在容易变色的问题，一方面在熔化玻璃组合物制备抗菌玻璃的过程中，Ag2O的含量越高，越容易变色，给熔化的操作过程提出了较高的要求；另一方面，在抗菌玻璃粉碎的过程中，要将其粉碎成微米甚至纳米级产品的过程，由于碰撞和摩擦容易造成变色；此外，在抗菌玻璃粉与树脂的熔融混合过程中，在较高的加工温度下 ，Ag含量高的玻璃粉改性后的树脂也容易发生变色。此外，对于硼酸盐玻璃，由于其在溶解释放Ag，Zn离子的同时，会释放出B2O3组分，会使其在一些安全性要求较高的场合的应用受到限制，例如，直接与食品接触等场合。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的抗菌玻璃容易变色的问题，本专利技术提供了一种抗菌性玻璃及其制备方法。具有优良的耐热性、耐变色性、和高效抗菌性，可以用于多种领域。本专利技术的目的之一是提供一种抗菌性玻璃组合物。包括按重量百分比计的以下组分:P20530 ~40wt%,优选 35 ~40wt% ；Na2O 或 K2O 6 ~18wt%,优选 8 ~10wt% ；ZnO 50 ~60wt%,优选 50 ~55wt% ；Ag2O O ~0.09wt%,优选 0.01 ~0.05wt%。本专利技术人经过研究发现，当制备的玻璃体系中，尤其是在磷酸盐玻璃中，当Zn含量较高时，即使不添加Ag元素的抗菌玻璃同样可以表现出很好的杀菌效果，在此基础上，可以在其中引入非常少量的Ag元素，按照玻璃总量为100%计算，Ag2O含量低于0.1被％时，可以进一步提高其抗菌效果，并且不容易出现前面提到的变色问题，这有利于抗菌玻璃的熔融制备，粉碎等工业化生产，以及下游抗菌塑料加工企业在使用抗菌玻璃粉时能够避免制品变色，这些都是非 常有利的。玻璃组分中ZnO含量低于50wt%，会造成抗菌效率不够高，当含量超过60wt%会造成熔化成玻璃困难七05含量低于30被％会造成熔化成玻璃困难，含量超过40wt%会造成玻璃耐水性和耐化学性差，在遇水情况下，溶解速率过快，抗菌效果不能持久；玻璃组分中Na2O或者K2O作为玻璃熔融的助熔组分，当含量低于6wt%时，熔融困难，当含量超过18wt%时，会造成玻璃耐水性和耐化学性差；Ag20的含量可用为0，即载锌抗菌玻璃粉，但是其少量的加入可以提高抗菌效率，但是添加量不宜过大，当超过0.09%时，容易在熔融、粉碎和使用时出现变色现象。本专利技术的抗菌玻璃可以制成粉加入到不同的树脂中，通过释放Zn离子和Ag离子起到杀菌的功效。本专利技术的目的之二是提供一种抗菌性玻璃组合物的制备方法。包括:所述组分或所述组分对应的氢氧化物、盐高温熔融、冷却后制得所述抗菌性玻璃组合物；原料的用量范围:P2O5及其所对应的盐的用量为原料总重的10~60wt% ；Na2O或K2O及其所对应的氢氧化物、盐的用量为原料总重的3~45wt% ；ZnO及其所对应的氢氧化物、盐的用量为原料总重的30~80wt% ；Ag2O及其所对应的氢氧化物、盐的用量为原料总重的O~0.09wt%。P2O5的来源可以是P2O5，磷酸二氢钠，磷酸二氢钾等；ZnO的来源可以是ZnO，Zn (NO3) 2，草酸锌，醋酸锌，丙酸锌，碳酸锌，磷酸锌，磷酸氢锌等；Na2O的来源可以是Na2O, NaOH, NaNO3,碳酸钠等；K2O的来源可以是K20，KOH, KNO3，碳酸钾等。所述熔融温度为600~1300°C。具体的制备过程为:(I)将玻璃的原料在搅拌机中混和均匀，然后在熔融窖等熔融装置中，在600~1300°C下熔化，温度过低，如果低于60(TC会难以化成玻璃，熔融温度过高，如果高于1300°C，将会造成形成的玻璃体网络结构过于稳定，不利于Zn，Ag离子的溶解释放，同时也会造成不必要的能量浪费；(2)然后将熔融物急冷后，制得所述抗菌玻璃。可以将熔融物以高速通过水等冷却的金属辊，也可以将熔融物直接倒入水中进行急冷，使其破碎成玻璃颗粒；还可以利用粉碎设备将得到的块状玻璃进行粉碎，根据需求将其粉碎成不同粒径和不同粒径分布的抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌性玻璃组合物，其特征在于包括按重量百分比计的以下组分：P2O5?????????30～40wt%，Na2O或K2O????6～18wt%，ZnO??????????50～60wt%，Ag2O?????????0～0.09wt%。

【技术特征摘要】
1.一种抗菌性玻璃组合物，其特征在于包括按重量百分比计的以下组分: P2O530 ~40wt%， Na2O 或 K2O 6 ~18wt%， ZnO50 ~60wt%， Ag2OO ~0.09wt%o2.如权利要求1所述的抗菌性玻璃组合物，其特征在于:ZnO 50 ~55wt%，Ag2O 0.01 ~0.05wt%。3.如权利要求1所述的抗菌性玻璃组合物，其特征在于: P20535 ~40wt%, Na2O 或 K2O 8 ~10wt%。4.如权利要求f3之一所述的抗菌性玻璃组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，张师军，乔金樑，张丽英，邹浩，刘涛，王小兰，尹华，邵静波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司北京化工研究院，
类型：发明
国别省市：