CN101171929A - 一种纳米银抗菌剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米银抗菌剂的制备方法，属于抗菌剂的制备技术领域。特征是取蒸馏水或去离子水，加入纳米二氧化硅载体，分散保护剂为聚乙烯吡咯烷酮搅拌混合均匀；再加入银盐为硝酸银逄和还原剂为硼氢化钠，经搅拌、分散，充分反应制得纳米银抗菌剂无色透明溶液，瓶装密封包装。本发明极大的拓展了纳米银的应用范围；粒径小，粒径分布均匀；更小的粒径拥有更高的比表面积，拥有更高的抗菌活性和更低的用量；纳米银溶胶体系分散性好，不易发生团聚；环境友好，采用无毒无公害原料制备；具有相当优异的环境亲和性，不会对环境造成污染。

Description

一种纳米银抗菌剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种抗菌剂的制备方法，具体地说是涉及一种液态纳米银抗菌剂的制备方法，属于抗菌剂的制备技术领域。

背景技术

人类生存环境存在着各种有害人体健康的微生物，时刻准备损害人们的身体，研究各种抗菌材料已成为当今的热门课题。抗菌材料指的是在不改变原有材料常规性能、安全性能及加工性能的前提下，赋予材料良好的抗菌效果。在抗菌材料的制备中，抗菌剂的应用尤为关键。

纳米银具有优异的安全性及抗菌性能，已引起人们的广泛关注，成为性能优越的第三代抗菌剂。纳米银粒子通过电离平衡，源源不断的释放出银离子。银离子通过以下三种途径从根本上抑制了细菌的繁殖。1、银离子攻击细菌内部的代谢酶中的-SH基团，使细菌的代谢酶失去活性，阻碍细菌的正常代谢；2、银离子与细菌细胞壁上暴露的肽聚糖反应，使其不能将能量转运进细胞内，阻碍了细菌的正常生理活动；3、银离子与细菌DNA碱基结合改变了细菌DNA结构，抑制了DNA的转录。经由以上三种途径，从根源上彻底阻碍了细菌的繁殖，从而达到卓越的抗菌效果。

由于纳米银具有更高的表面能和更多的接触面积，使其具有更高的抗菌活性，细菌在与纳米银接触后6秒钟就失去活性。由于银的独特抗菌机理，使得纳米银抗菌剂不会像其他抗菌剂一样，使细菌产生抗药性，因此可以保证持续稳定的用药量和抗菌效果。

纳米银是以单质银形式存在的无机抗菌剂，由于银具有较好的化学稳定性，纳米银相比其他抗菌剂，具有更好的稳定性，也意味着纳米银拥有更加持久的抗菌效果。

纳米银可以持续稳定的通过电离释放出银离子抗菌，而进入细菌内部使细菌失去活性的银离子又会游离出细菌体内，参与新一轮的攻击，这使得纳米银类似于催化剂一样，拥有半永久的卓越抗菌性能。

鉴于纳米级银离子的高活性和高比表面积，我们可以使用更低的浓度达到卓越的抗菌效果(最低有效抑菌浓度10ppm)

纳米银应用于抗菌领域安全可靠，纳米银的安全性是国际医学界公认的，在美国，纳米银的安全性被认为是和食品同级别。2001年，哈佛大学医学院的外科教授Robert H.Demling在《WOUNDS》上发表文章，阐述了银治疗创伤的功效，他认为，“银通过阻断微生物的呼吸酶系统(阻断其能量产生)来杀灭微生物，但对人体细胞没有负面影响……几个世纪以来银的使用证明了银对人体组织是无毒的。”1990年，美国毒物与疾病登记处及美国公共卫生局委托Clemernt国际公司进行了银毒性的调查，内容涉及银的吸收、分布、代谢、排泄及其对健康的影响，根据该研究，至今还没有外用银引起人毒性反应或影响免疫系统、心血管系统、生殖系统的功能以及发育和遗传毒性的报道。早在明代，中国的《本草纲目》中也有“生银，味辛，寒，无毒”的记载，李时珍说，“银本无毒，其毒则诸物之毒也”。100多年来的临床和实验室研究也证明，银非常安全。

中国关于纳米银的制备上已经有很多专利，但应用于纺织品的纳米银抗菌材料都有很多缺陷，如容易变色，本身有色，生产过程污染环境，只适应要求不高的纺织品等等。

研究开发一种效率高，性能稳定，无色透明，抗菌效果好，生产过程不污染环境，能规模生产的抗菌剂成为社会的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，提供一种纳米银抗菌剂的制备方法，其性能稳定，抗菌效率高，抗菌持久，无色透明，便于操作，生产过程不污染环境。

本发明的主要解决方案是这样实现的：

本发明一种纳米银抗菌剂的制备方法采用以下工艺步骤：

本发明配方原料比例按重量百分数计：

本发明取水为：98.9～99.96％，纳米二氧化硅为：0.01～0.5％，分散保护剂为：0.01～0.2％，银盐为：0.01～0.2％，还原剂为：0.01～0.2％。

1、制备反应载体溶液：玻璃容器中加入水为：98.9～99.96％，加入纳米二氧化硅为：0.01～0.5％，加入分散保护剂为：0.01～0.2％，搅拌20～60min，混合均匀。

2、在步骤1制备的溶液中加入银盐为：0.01～0.2％，搅拌20～60min，混合均匀。

3、将步骤2制备的溶液加入反应釜中，高速分散机600～800r/min速度下搅拌5～10min，均匀加入还原剂为：0.01～0.2％，继续搅拌30～120min，充分反应。

4、制得纳米银抗菌剂无色透明溶液，瓶装密封包装。

制得抗菌剂溶液中：单质银及其络合物占0.02～0.6％，分散保护剂：0.01～0.2％，其他离子占0.01～0.3％，水占98.9～99.96％。

本发明所述的分散保护剂为聚乙烯吡咯烷酮。

本发明所述的银盐硝酸银。

本发明所述的还原剂为硼氢化钠

本发明所述的水为蒸馏水或去离子水。

本发明采用纳米二氧化硅为载体，并采用聚乙烯吡咯烷酮为分散保护剂，改变了纳米银的吸收光谱，使其制成的纳米银抗菌剂无色透明。单质银的粒径为20～30nm。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明是无色透明的纳米银溶胶，拓展了纳米银的应用领域；采用聚合物载体技术改变了纳米银的吸收广谱，使制造无色透明的纳米银溶胶变成可能；极大的拓展了纳米银的应用范围；粒径小，粒径分布均匀；更小的粒径拥有更高的比表面积，也就意味着，拥有更高的抗菌活性和更低的用量；分散性好，纳米银溶胶体系分散性好，不易发生团聚；  环境友好，采用无毒无公害原料制备；具有相当优异的环境亲和性，不会对环境造成污染。

具体实施方式

下面将本发明结合实施例做进一步描述：

实施例一：制备含固量为0.08±0.02％的纳米银抗菌剂溶液

本发明配方原料比例按重量百分数计：

制备反应载体溶液：玻璃容器中加入水99.91％(1000ml)，加入纳米二氧化硅载体0.03％，加入分散保护剂聚乙烯吡咯烷酮：0.02％，搅拌20min。在制备的溶液中加入银盐硝酸银：0.02％，搅拌20min.将制备的溶液加入反应釜中，高速分散机650r/min速度下搅拌5min，均匀加入还原剂硼氢化钠0.02％，继续搅拌40min。制得固量为0.08±0.02％纳米银抗菌剂无色透明溶液，瓶装密封。单质银的粒径为：20～30nm。

实施例二：制备含固量为0.2±0.02％的纳米银抗菌剂溶液

本发明配方原料比例按重量百分数计：

制备反应载体溶液：玻璃容器中加入水：99.79％(1000ml)，加入纳米二氧化硅载体0.06％，加入分散保护剂聚乙烯吡咯烷酮：0.05％，搅拌30min。在制备的溶液中加入银盐硝酸银：0.05％，搅拌30min。将制备的溶液加入反应釜中，高速分散机650r/min速度下搅拌8min，均匀加入还原剂硼氢化钠0.05％，继续搅拌60min。制得固量为0.2±0.02％纳米银抗菌剂无色透明溶液，瓶装密封。单质银的粒径为：20～30nm。

实施例三：制备含固量为0.4±0.05％的纳米银抗菌剂溶液

本发明配方原料比例按重量百分数计：

制备反应载体溶液：玻璃容器中加入水：99.59％(1000ml)，加入纳米二氧化硅载体0.11％，加入分散保护剂聚乙烯吡咯烷酮：0.1％，搅拌30min。在制备的溶液中加入银盐硝酸银：0.1％，搅拌30min。将制备的溶液加入反应釜中，高速分散机700r/min速度下搅拌10min，均匀加入还原剂硼氢化钠0.1％，继续搅拌60min。制得固量为0.4±0.05％纳米银抗菌剂无色透明溶液，瓶装密封。单质银的粒径为：20～30nm。

Claims (5)

1.一种纳米银抗菌剂的制备方法，其特征是采用以下工艺步骤：其配方比例按重量百分数计：

(1)、在容器中加入水为：98.9～99.96％、纳米二氧化硅载体为：0.01～0.5％和分散保护剂为：0.01～0.2％，搅拌20～60min，混合均匀；

(2)、在步骤1制备的溶液中加入银盐为：0.01～0.2％，搅拌20～60min，混合均匀；

(3)、将步骤2制备的溶液加入反应釜中分散，在转速为：600～800r/min速度下搅拌5～10min，均匀加入还原剂为：0.01～0.2％，继续搅拌30～120min，充分反应。

(4)、制得纳米银抗菌剂无色透明溶液，瓶装密封包装。

2.根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌剂的制备方法，其特征在于所述的分散保护剂为聚乙烯吡咯烷酮。

3.根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌剂的制备方法，其特征在于所述的银盐为硝酸银。

4.根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌剂的制备方法，其特征在于所述的还原剂为硼氢化钠。

5.根据权利要求1所述的一种纳米银抗菌剂的制备方法，其特征在于所述的水为蒸馏水或去离子水。