[发明专利]一种制备抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿的方法

说明书

本发明涉及一种制备抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿的方法。

随着工业的高速发展和环境的日益恶化，环境保护问题已不可避免地越来越受重视，抗菌材料是环保材料的重要组成部分。空气和水污染严重，需要净化，现在住宅的密封性很高，通气不良，且房间的温度相对较高，这样的环境为霉菌和细菌的繁殖生长提供了良好的条件；另外住宅密集，楼层增高，人们在室内时间长，这些都为环境污染提供了更多的机会。抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿的广泛应用刻不容缓。

十七世纪，抗菌剂已应用于医药方面，二十世纪开始用于衣、食、住等方面以控制有害微生物。自八十年代出现抗菌防臭纤维制品之后，抗菌剂现已陆续用于木材、涂料、塑料、薄膜、金属、食品、化妆品等以及电话机、计算机、文具、玩具等人们日常所接触的领域。但以往对抗菌剂的研究一般停留在固体、粉剂等方面，在制备抗菌玻璃器皿时，因为对工艺改变较大，无法进行生产。

本发明的任务在于寻找合理的方法，在不改变现有日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿生产工艺的基础上，增加部分工序制备出抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿。

本发明采用溶胶-凝胶技术制备出液体无机抗菌剂，通过浸渍、喷涂等手段均匀地涂布与日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿表面，在保持日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿产品生产工艺不变的前提下，增加薄膜涂布和热处理工艺制备出抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿制品。但不仅仅限于上述方法和制品。无机抗菌液通过将无机材料固有稳定性和抗菌成分的高效性和广谱性相结合，并具有良好的高温稳定性。

本发明生产过程中控制的技术参数如下：

抗菌液粘度1×10^-3～1×10^-2

抗菌液PH值2-10

热处理温度400～650℃

热处理时间0.2～10小时

在上述工艺条件控制下，以无水乙醇为溶剂，硅酸酯、钛酸丁酯等为先驱体，控制PH值，硅酸酯、钛酸丁酯的浓度在40％以下，水和酯的比为2∶1-4∶1，粘度控制在1×10^-3到1×10^-2，并采用硝酸、盐酸等为催化剂并调节PH值制备SiO₂、TiO₂的溶胶，采用络合、螯合技术以硫代硫酸钠、柠檬酸钠等为络合剂或螯合剂加入银离子制得透明、均一的抗菌液，含银量为0％-10％。采用浸渍、喷涂等方法，在制品器皿表面涂布一层均匀抗菌液薄膜，最后经过400～650℃温度下热处理0.1～10小时，制备出的抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿。

本发明具有以下优点：

①本发明采用无机抗菌液涂布在日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿表面，能有效杀灭细菌，抑制细菌繁殖，即使餐具长期使用也不会有细菌滋生。本产品具有杀菌效率高，6小时对大肠杆菌等常见菌群的灭菌率达到95％以上。寿命长，广谱抗菌，无毒副作用，对皮肤无刺激等优点。

②本发明不需要附加生产设备，在日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿产品生产线上就可以进行，生产工艺简单。

实施例1：以无水乙醇为溶剂，正硅酸乙酯为先驱体，控制PH值为4，正硅酸乙酯的浓度在35％以下，水和正硅酸乙酯比为4∶1，粘度控制在1×10^-3，并采用硝酸为催化剂制备SiO₂溶胶，加入银离子后制得抗菌液，其中含银量为1.0％(wt％)。采用喷涂法，在玻璃等器皿表面涂布一层均匀抗菌液薄膜，最后经过500℃下热处理2小时，制备出的抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿6小时对大肠杆菌等常见菌群的灭菌率达到96.8％。实施例2：以无水乙醇为溶剂，正硅酸乙酯、钛酸丁脂为先驱体，控制PH值为3.5，正硅酸乙酯和钛酸丁脂的浓度均在25％以下，水和正硅酸乙酯以及钛酸丁脂比为3.5∶1，粘度控制在2×10^-3，并采用硝酸为催化剂制备TiO₂、SiO₂混合溶胶，加入银离子后制得抗菌液，其中含银量为2.0％(wt％)。采用喷涂法，在玻璃等器皿表面涂布一层均匀抗菌液薄膜，最后经过400℃下热处理5小时，制备出的抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿6小时对大肠杆菌等常见菌群的灭菌率达到98.6％。实施例3：以无水乙醇为溶剂，钛酸丁脂为先驱体，控制PH值为4，钛酸丁脂的浓度在25％以下，水和钛酸丁脂比为2.5∶1，粘度控制在5×10^-3，并采用硝酸为催化剂制备TiO₂溶胶，加入银离子后制得抗菌液，其中含银量为6.5％(wt％)。采用喷涂法，在玻璃等器皿表面涂布一层均匀抗菌液薄膜，最后经过650℃下热处理0.5小时，制备出的抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿6小时对大肠杆菌等常见菌群的灭菌率达到99％。实施例4：以无水乙醇为溶剂，钛酸丁脂为先驱体，控制PH值为6，钛酸丁脂的浓度在20％以下，水和钛酸丁脂比为3∶1，粘度控制在7×10^-3，并采用硝酸为催化剂制备TiO₂溶胶，采用喷涂法，在玻璃等器皿表面涂布一层均匀抗菌液薄膜，最后经过650℃下热处理0.5小时，制备出的抗菌日用玻璃、搪瓷、陶瓷、金属等器皿6小时对大肠杆菌等常见菌群的灭菌率达到90％。