[发明专利]新型抗菌银化合物磷酸氧钛银及其制备方法

说明书

本发明公开了新型抗菌银化合物磷酸氧钛银及其制备方法，属于抗菌材料技术领域。本发明解决的技术问题是现有负载型抗菌剂载银量不足、高载银抗菌剂容易变色。本发明公开了新型抗菌银化合物磷酸氧钛银，分子式为AgTiOPOsubgt;4/subgt;，其晶体结构为由[Ti‑O]八面体和[P‑O]四面体相连接成的三维骨架结构，一价Agsupgt;+/supgt;作为间隙离子填充进入，由水溶性钛盐、水溶性磷酸盐、水溶性银化合物在水溶液中反应，并进一步煅烧制备而成。本发明新型抗菌银化合物耐光性好，具有广谱抗菌效果，可用作塑料等有机聚合物抗菌功能性添加剂，并在长期使用中不会产生色斑。

技术领域

本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及新型抗菌银化合物磷酸氧钛银及其制备方法。

背景技术

抗菌剂是指能够在一定的时间内，使某些微生物(真菌、细菌、酵母菌、藻类及病毒等)的繁殖或生长保持在必要水平下的化学物质。抗菌剂分为有机抗菌剂和无机抗菌剂，其中无机抗菌剂通常通过离子交换、物理吸附或者多层包覆等技术手段，使得具有抗菌活性的无机金属离子诸如银、锌、铜等活性成分与作为载体多孔材料进行吸附或者离子交换，而制得具有抗菌能力的抗菌物质。与有机抗菌剂相比，无机抗菌剂具有比较好的长效性，即能够在使用过程中，长期杀灭或抑制微生物的生长和繁殖，保持环境的清洁卫生。

无机抗菌活性成分抗菌广谱性和抑菌率效果最好的是银离子，已有研究表明，银离子抗菌剂属于广谱抗菌剂，研究表明它对我们生活环境中普遍存在的细菌，如革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、金黄色葡萄球菌、白色链球菌等，都有很好的杀灭效果。因此银类抗菌剂也是目前研究最多、使用最广的无机抗菌剂。美国专利US Patent:5651978介绍了一种以微孔硅胶载银的抗菌剂的制备方法及杀菌效果，其对金黄色葡萄球菌、白色链球菌有比较好的杀菌效果；US Patent:5753322介绍了含Ag、Cu、Pt等金属元素的化合物在医院使用的专利，可以达到很好的表面洁净效果。中国专利CN103798289A，CN102405932A介绍了一种载银微孔二氧化硅抗菌剂的制备方法，将单质金属银在硅凝胶中分散，然后烘干粉碎得到被二氧化硅包覆的金属银粉抗菌材料，这种利用纳米银粉作为抗菌剂也具有比较好的抗菌效果，但是目前对于纳米材料对于人体健康影响一直有争论；专利CN102669178B将银还原负载在二氧化硅球壳内壁，银可以从球壳上的微孔缓慢扩散到球壳外部，起到杀菌抗菌的作用；可有效避免传统抗菌剂因银负载于材料外表面易发生的活性成分流失、抗菌性能降低等问题。一般来说，一定量的银离子含量的抗菌剂，银的溶出量越大，抗菌效果越好；银离子溶出量越小，长效性越好。因此为了得到具有一定杀菌效果，又具有长效性能的银类抗菌剂，需要将化合物中的银离子含量尽可能提升，同时有要降低单位含银物质的银离子的溶出度，使二者达到平衡。

目前市面上占有主导地位的银类抗菌剂主要是以日本品牌为代表，如品川燃料的zemics，石冢硝子IONPURE，东亚合成的NOVAPON，兴亚硝子的Millionkiller以及美国杜邦的AMP。国内也曾经有很多研究或少量生产过银类抗菌剂的高校、研究院所和企业，比如清华大学、景德镇陶瓷学院、北京崇高纳米科技、中科院泰兴纳米材料等。这些厂家及高校，除了石冢硝子外基本上都是采用微孔材料负载吸附或离子交换法制备的。微孔材料负载类银类抗菌剂的最大缺点是含银量只能控制在2％以下，超过2％以后抗菌剂本身很容易在光照下发生变色，并导致聚合物产生色斑。而石冢硝子银玻璃却能将银含量做到15％左右，且添加到塑料中，长期使用也不容易产生色斑，该技术为石冢硝子独家所有，抄袭或者仿造时很容易被发现。因此，制备高银含量且具有微溶出的银类抗菌剂将今后一段时间内研究发展的主要方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有负载型抗菌剂载银量不足、高载银抗菌剂容易变色。

为解决上述技术问题，本发明公开了新型抗菌银化合物磷酸氧钛银，所述银化合物的分子式为AgTiOPO₄，其晶体结构为由[Ti-O]八面体和[P-O]四面体相连接成的三维骨架结构，其中一价Ag⁺作为间隙离子填充进入。