[发明专利]一种基于银纳米团簇的新型抗菌釉料

说明书

本发明属于抗菌陶瓷领域，公开了一种具有抗菌性能的陶瓷釉料。该抗菌釉料通过在日常陶瓷釉料中加入所制备的Ag NCs抗菌剂，混合均匀得到具有抗菌性能的陶瓷釉料。并且该发明所用抗菌剂无毒性，具有良好的水溶性，可以与釉料成分均匀分散混合，从而得到优良的抗菌性能。

技术领域

本发明涉及陶瓷釉料领域，具体涉及一种基于银纳米团簇的新型抗菌釉料的制备方法，通过在常用的陶瓷釉料中加入银纳米团簇基材料，从而使陶瓷表面获得优良抑菌性能。

背景技术

细菌感染是人类健康的重要威胁之一，开发抗菌材料是对抗细菌感染的有效途径，对人类健康及公共卫生的保护具有极为重要的价值。陶瓷制品如瓷砖、卫生洁具、陶瓷餐具、陶瓷艺术品等广泛存在于人们的日常生活中，一方面为使用者提供了极大地的生活便利，而另一方面由于陶瓷制品表面釉层致密度有限、存在凹凸孔状结构、易粘附细菌等污染物，易造成细菌在陶瓷表面繁殖而对使用者的健康造成很大的威胁。基于陶瓷制品与人接触的潜力大，以及陶瓷产品的应用要求，抗菌自洁陶瓷受到了相当大的关注。为了满足这一需求，目前市场上也涌现出了许多此类抗菌产品，通常是通过在陶瓷产品中加入抗菌剂，主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂、无机抗菌剂等。目前市场提供的抗菌产品，由于生产技术有限，仍然存在各种缺陷，例如天然抗菌剂，主要来自天然植物的提取物质，受到原料加工的制约，无法实现大规模化生产；有机抗菌剂则存在耐热性差、易渗出、溶出物毒性等问题，因此其使用有很大的局限性；最常用的无机抗菌剂由于其安全性、耐热性等特点备受关注，但是其抗菌性能具有迟效性，而且与高分子材料的相容性差，易于团聚，分散性有限，限制了其应用市场。另外，近年来，以银基的纳米颗粒作为抗菌剂的抗菌产品开始涌现，但是由于其具有潜在的生物毒性，并且抗菌时效短，这些问题未能得到解决。

银纳米团簇是一类新型的高效抗菌材料，其具有超小的尺寸(1.5纳米)、超高的表面原子比、可调谐的表面化学、良好的分散性及生物兼容性，表现出比银纳米颗粒更佳的抗菌活性，因而其作为抗菌活性组分在抗菌制品的设计与开发方面具有广泛的用途。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的抗菌釉料的持续抗菌性不佳、分散性差、生物毒性的技术问题，提供了一种基于银基纳米团簇的抗菌釉料的制备方法。

为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种基于超小银纳米团簇的抗菌釉料的制备方法，在银源溶液中加入相应的保护配体并搅拌，再加入相应的还原剂进行还原，在一定温度下搅拌，最终合成超小尺寸的银纳米团簇(Silver nanocluster,Ag NCs)。该银团簇基抗菌剂具有优良的分散性，可以均匀的分散于陶瓷釉料中，加入抗菌剂的釉料经施釉、干燥、烧结过程后，抗菌剂仍能均匀分散于釉层中，从而达到良好的抗菌效果。

银纳米团簇(Ag NCs)是以银构成金属核，外部由有机配体包裹的一种核壳结构，尺寸(金属核)小于2nm的类分子，由银核及外层配体组成，具有广谱杀菌性和生物相容性的特点，与最常用的无机抗菌剂相比，在水相中有更好的分散性能，并且由于其具有特殊的配体结构，可以与高分子材料等进行接枝，从而使其应用前景广阔。相对于银纳米颗粒，银纳米团簇因具有更小的尺寸(小于2nm)与精确可控的表面化学性质，具有比银纳米颗粒更加优异的抗菌活性，并克服了大尺寸的银纳米颗粒潜在的生物毒性问题。

作为优选，所述银源溶液的浓度范围为1～50mmol/L，所述保护配体的浓度范围为1～200mmol/L，所述还原剂的浓度范围为1～500mmol/L；优选的，所述银源、保护配体和还原剂的摩尔浓度比为1:3:3。

本发明在相应的配体溶液中，加入银源溶液，在一定温度下搅拌的时间可以为15分钟；本发明加入相应的还原剂进行还原，室温搅拌的时间可以为6h。