[发明专利]抗菌化合物材料、抗菌玻璃及制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种抗菌化合物材料、抗菌玻璃及制备方法与应用。所述抗菌化合物材料的分子式为M_xZn_1‑xO或M_xZn_1‑xON_y，M包括Sn、Mg、Al、Ga、In、Si等，N包括Cu、Ag、Ti、W等。所述抗菌玻璃包括透明基底以及抗菌涂层，所述抗菌涂层由该抗菌化合物材料形成。所述制备方法包括：对抗菌涂层的物质进行选择，确定各物质比例及涂层厚度，通过物理气相沉积法将抗菌涂层沉积在透明基底表面，得到具有良好的抗菌效果且透明无色的抗菌玻璃。本发明的化合物抗菌材料具有优异的耐候性(抗氧化、耐高温高湿)、良好的抗菌效率、优异的透光性能，在可见光范围内的平均透过率在80％以上，优选为90％以上。

技术领域

本发明属于抗菌玻璃技术领域，具体涉及一种抗菌化合物材料及其合成方法，以及一种高度透明的镀膜类抗菌玻璃及其制备方法与应用。

背景技术

抗菌玻璃作为一种新型生态功能材料，对现代人类生活起居和医疗等方面起着重要的作用，它在某些方面能够防止物品不被细菌侵害，亦对人类生命健康起到保护作用。在厨房、卫生间、浴室、医院病房等细菌易滋生的地方，使用抗菌玻璃代替普通玻璃，不仅不会降低装置的美观性，还会抑制细菌的生长、传播，为人们健康带来保障。

目前的抗菌玻璃大致可分为两大类，一种是调控玻璃的成分，将含有抗菌成分的物质渗入玻璃内，而达到抗菌效果。比如，中国专利CN 1318500C中给出了一种含有0.1-5.0wt％Ag₂O的水玻璃，它能将Ag⁺以一定的溶解速率释放出来，从而达到抗菌的效果。此类抗菌玻璃工艺较为复杂，成本较高。另一种是镀膜玻璃，在洁净的玻璃表面上镀上一层抗菌涂层，从而赋予玻璃抗菌功能。比如中国专利CN 107140850A给出了一种通过滚涂或印刷法将银-二氧化硅-二氧化钛复合膜层镀在浮法玻璃上，而得到了一种抗菌玻璃。但此专利中通过滚涂或印刷法制得的抗菌玻璃涂层较厚，厚度为400～100纳米，这势必会影响玻璃本身的透过率，影响光学效果。

现阶段所用的抗菌物质大多为金属及其氧化物，比如Ag、Cu、Zn、TiO₂、ZnO等，还有包括季铵盐等非缓释型抗菌剂。如专利CN 201186898Y中使用了TiO₂，但它需要紫外光照射催化才拥有抗菌效果。而单纯使用基于金属的薄膜做为玻璃抗菌膜，如专利CN 111807711A中在玻璃基片上涂覆一层厚度为40-80纳米的纳米银抗菌膜。一方面，玻璃的透过率随金属层的厚度增加呈现快速下降趋势；另一方面，暴露在空气中的金属如Ag易被氧化从而影响其美观性及抗菌效果。所以各种抗菌物质都会因其缺点产生局限性。

综上所述，继续开发兼顾有高透明性、优良耐候性(抗氧化、耐高温高湿)、广谱抗菌性能的抗菌玻璃，是其商业化应用的迫切需求。而寻找一种成分简单可控、稳定性好且可低成本、大面积均匀制备的材料体系及制备方法，仍有重要的实用意义和价值。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种抗菌化合物材料及其合成方法，从而克服了现有技术中的不足。

本发明的另一目的在于提供一种高度透明的抗菌玻璃及其制备方法与应用。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种抗菌化合物材料，所述抗菌化合物材料为单相化合物体系，它的分子式为M_xZn_1-xO，其中M是选自Sn、Mg、Al、Ga、In、Si等和这些元素的组合的具有固定价的元素。其中x和y都是数字，且0＜x≤1。

进一步地，所述抗菌化合物材料为单相化合物体系，它的分子式为M_xZn_1-xO，其中M包括Sn、Mg、Al、Ga、In、Si中的任意一种或两种以上的组合，0＜x≤0.5。