[发明专利]耐高温无机抗菌材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌、消毒处理以及相关抗菌制品领域的耐高温无机抗菌材料及其制备方法。

背景技术

随着人们对健康、卫生要求的不断提高，抗菌技术的研究与应用，越来越受到相关部门、科研机构及企业界的高度重视。目前，制备无机抗菌材料的一种主要方法是，利用无机载体负载具有抗菌性的金属离子(或化合物)制成复合物，从而使复合物具有抗菌性。已有专利技术采用无机载体与抗菌金属盐相复合，实现不同类型无机抗菌材料的制备，但在材料性能方面都存在着各种弊端。例如中国专利CN00109397.5中将铜离子植入到蛭石的层间制成蛭石基无机抗菌材料；专利CN00122811.0以经酸活化的坡缕石为载体，以银和铜离子为抗菌成分制备抗菌材料；专利CN02129700.2用辉沸石负载锌离子合成抗菌材料，然而，在一些需要高温烧结(1200℃以上)工艺的用途(如陶瓷产业等)时，上述这些抗菌材料由于其载体的耐热性不够，如蛭石、坡缕石等粘土矿物的热稳定性仅为600℃，辉沸石的约800℃，难以满足相关要求。有专利以纳米级的羟基磷灰石(专利CN02134722.0)和氟磷灰石(CN专利02129370.8)为载体，研制出耐热温度分别达1200℃和1350℃的耐高温抗菌材料，所制备的抗菌材料均为纳米级粉体，根据公知的事实(张立德等，2002)，纳米颗粒极易发生团聚，这种现象会显著减少纳米材料的有效比表面积，从而降低纳米颗粒的利用效率。因此，以这种方法制备的抗菌材料，其抗菌组分的利用效率较低。

发明内容

本发明的首要目的是提供一种耐高温无机抗菌材料，抗菌材料不仅可以耐受高温，同时还能具有良好的抗菌作用。

本发明所采用的技术方案是：一种耐高温无机抗菌材料，其特征在于：为负载抗菌金属的羟基磷灰石与硅藻土的复合物。

本发明的在一个目的是提供一种耐高温无机抗菌材料的制备方法。

具体的制备方法就是采用以共沉淀法实现负载抗菌金属的羟基磷灰石与硅藻土的复合。

具体步骤如下：

(1)、按照Ca/P的化学计量比1.67/1的比例，制备0.5-10％的磷酸盐溶液、0.5-10％的硝酸钙溶液，以氨水调节磷酸盐溶液pH值至10-12；

(2)、将抗菌金属盐加入到硝酸钙溶液中溶解并搅拌均匀；金属盐溶液的加入量为：金属离子占无机抗菌材料总重量的1-8％；

(3)、将含有金属盐和硝酸钙的溶液滴加到磷酸盐溶液中并搅拌；

(4)、将硅藻土制成悬浊液加入溶有金属盐的硝酸钙溶液和磷酸盐溶液的混

合反应液中；

(5)、对混合反应液进行固液分离，洗涤至滤液pH值呈中性，获得无机抗菌复合材料的湿沉淀；

(6)、将湿沉淀干燥至恒重，并粉碎至200目以下；

(7)、在1100-1400℃高温下煅烧，可得到耐高温无机抗菌复合材料。

以羟基磷灰石为载体，加载银、锌、铜等抗菌金属盐，负载抗菌金属的纳米羟基磷灰石为颗粒状，粒径小，比加载抗菌金属盐的纯相纳米羟基磷灰石粒度小，呈良好的分散状态。

选用原矿中硅藻壳体含量大于80％质量百分比的硅藻土，硅藻壳体的成分为无定形二氧化硅，其结构在矿物学上属于A型蛋白石(Opal-A)，分子式为SiO₂.nH₂O，由于硅藻壳体呈颗粒存在，表面富含孔洞结构，因此适合负载、分散纳米颗粒。

硅藻土具有强吸附性和多孔结构，并且其表面在中性条件下荷负电性；而负载抗菌金属的羟基磷灰石纳米颗粒表面荷正电性，二者可以形成十分牢固的复合材料。

本发明将负载抗菌金属的纳米羟基磷灰石颗粒分布在硅藻土颗粒的表面及其亚微米孔洞中，提高自身的有效比表面积，提高所含抗菌组分的利用效率，另一方面，由于硅藻壳体的多孔隔结构能够耐高温，耐受最高达1350℃左右的高温，通过硅藻壳体颗粒的负载和分散作用，负载抗菌金属的羟基磷灰石纳米颗粒彼此间的团聚被强烈抑制，热分解温度被进一步提高，上述两个作用使制得的抗菌材料具有耐高温特性，同时提高了抗菌性。

本发明的负载抗菌金属的纳米羟基磷灰石-硅藻土复合材料是一种新型无机抗菌材料，具有耐高温、成本低、高效、合成方法简单，可广泛用于涉及抗菌、消毒处理的各工业领域以及高温加工的抗菌陶瓷制品等领域。

附图说明

图1a为本发明实施例一所获得的无机抗菌材料中的一个负载抗菌金属的纳米羟基磷灰石-硅藻土复合物颗粒；

图1b为图1a中的颗粒局部放大图；