CN101433209A - 一种可耐高温的负离子抗菌材料及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负离子与抗菌复合功能材料，抗菌及净化功能的实现，采用纳米无机抗菌剂及纳米二氧化钛；负离子功能的实现采用极性矿物电气石；并以耐高温材料磷酸盐担载，稀土氧化物激活，通过混配，超细研磨等工序制备成一种具耐高温功能的高效释放负离子，高效抗菌，净化空气的复合材料，可用于建筑、陶瓷、涂料、地板、塑料等，对室内各种装饰装修材料，家具等释放的甲醛，苯、氨等有毒、有害气体具明显的祛除作用。对室内人类活动形成的生物型污染，如各类细菌具有显著的杀灭作用，同时对人体的健康有较好的促进作用。

Description

一种可耐高温的负离子抗菌材料及制备方法

所属技术领域

本发明涉及一种利用电气石、无机抗菌剂、纳米二氧化钛、二氧化铈、磷酸铈进行混配，研磨等处理制成一种具耐高温功能的高效释放负离子，高效抗菌、净化空气的复合材料。

背景技术

离子是指带电的原子或原子团，带负电的离子叫负离子，负离子对人的健康，长寿及生态的重大影响，已为国内外医学界专家通过临床实践所验证。

在森林，瀑布等污染较少的地方，人们感到空气清新，呼吸顺畅，心旷神怡，是因为负离子的数量比都市高。一般情况下，在都市住宅封闭室内的空气负离子的浓度在100个/cm³以下，绿化的街道在100-300个/cm³，旷野郊区公园500-1000个/cm³，海滨，森林，瀑布等地带1000个/cm³左右。

负离子对人体健康有众多益处，与也称“空气维生素”：(1)使细胞活化，通过对细胞膜发生作用(2)净化血液，促进新陈代谢(3)恢复疲劳(4)稳定植物神经系统(5)增加抗病能力(6)抑制肿瘤细胞生长(7)吸收并屏蔽电磁波辐射(8)改善过敏体质

目前市场上开发了多种释放负离子的产品，比如通过电晕作用产生负离子的空气净化机，通过电和紫外灯照射的负离子空调机以及采用电气石简单加工或加入某些辅助材料等，它们在安全性，空气净化效率，产品的广普，使用周期上都存在缺陷和不足。同时在高温(超过1200℃)环境，负离子的释放效果不理想(有的甚至没有)。虽然，负离子功能材料对细菌也有一定的作用，但作用机理主要是用负离子与空气中带菌正电荷结合沉降起到减少空气含菌量，而未起到杀灭或抑制细菌繁殖的抗菌作用。

另目前市面上的抗菌剂比较普通采用的无机抗菌剂，有的需紫外线参与下才能实现，有的在高温环境下完全失效，并且不能释放负离子，但无机抗菌剂的抗菌效果是比较理想。

解决上述存在问题，正是本发明的突破所在。

本发明的内容

本发明的技术产生：

本发明利用表面包覆技术将无机抗菌剂，纳米二氧化钛与电气石复合，采用耐高温材料磷酸铈为载体，加入激活氧化物二氧化铈，按一定的配比共混，超细研磨等过程制备而成。

电气石采用市售具有永久性电极的，经表面处理后的铁电气石粉；

无极抗菌剂采用市售磷酸盐系，硅酸盐系，氧化物系等无机材料

为载体，以银，铜等金属为抗菌成分的纳米级抗菌材料粉体；

光催化材料采用市售锐钛型纳米级二氧化钛粉体；

耐高温载体材料采用市售的纳米级磷酸铈粉体；

激活材料采用市售纳米级二氧化铈粉体。

选用高品质的，表面经理化处理过的铁电气石粉，极易与无机抗菌剂及二氧化钛复合。

电气石是一种特殊的非金属矿物资源，其晶体结构不对称，晶体微粒的一端为电荷正极，另一端为电荷负极，电子永不停息的从负极流向正极，从而形成了电流和静电场。当H₂O分子一旦接触到该材料后，H₂O分子就会分解成正电的氢离子(H+)和带有负电的羟基(OH^-)，羟基(OH^-)与周围的水分子结合成带负电荷的羟基负离子(H₃O₂ ^-)：

H₂O+e^-→H++OH^-     H++e^-→H OH^-+H₂O→H₃O₂ ^-

当空气中含有大量的相对稳定而且最接近大自然状态的羟基负离子时，它便可以与空气中有害气体进行物理收附作用，电性中和等综合过程来达到祛除甲醛，氨，苯等有害气体及产生一定的抗菌作用。

无极抗菌剂通过金属离子缓释，破坏细菌细胞膜，并迅速结合在一起降低细胞原生活性酶的活性，从而发挥抗菌作用。具高效，广谱，安全，持久的特点。

二氧化钛的光催化作用可与水，空气组成地体系发生催化反应，产生O2^-和OH活性氧自由基，然后活性氧自由基进一步与细菌细胞膜作用，达到杀灭细菌的目的。同时活性氧自由基还可与空气中VOC，甲醛、苯、氨等发生作用，达到净化空气的目的。但其作用必须在紫外光作用下才能实现。

激活氧化物具变价特性。其原子结构特是：原子的最外层电子结构相同(都是2个电子)，次外层电子结构相似，而倒数的三层f轨道上有未成对电子，电子的电离能低。纳米二氧化钛在激活氧化物的作用下，光活性大大增加，在无光情况下也发挥作用，对粉体的导电能力也大大增加，从而电气石对空气中水分子的电解能力也大大增加，提高了空气负离子的发射能力，也提高材料的净化空气能力。

在耐高温材料磷酸铈的担载下，结合无机抗菌剂的高效抗菌作用，实现在高温下的高效释放负离子，高效抗菌，高效净化空气的功能。

本发明所制备的复合材料可以建筑内墙涂料，陶瓷、塑料、地板、各种空调机出风口的过滤网等为载体，广泛应用于家庭，宾馆，饭店、医院，实验室，会议室，娱乐场所等各类民用建筑工程和公共场所等。以达到抗菌及净化空气的功能。

制备方法实例：

实例一

负离子抗菌材料100公斤的组分配比例(重量比)：

电气石：50公斤

无机抗菌剂：15公斤

纳米二氧化钛15公斤

磷酸铈 10公斤

二氧化铈 10公斤

将上述的电气石，无机抗菌剂，纳米二氧化钛粉料在混料机中充分混合后，再加入磷酸铈，二氧化铈粉体依次进行超细研磨—分级—烘干—打散—称量—包装—成品

实例二

负离子抗菌材料100公斤的组分配比例(重量比)：

电气石：65公斤

无机抗菌剂：10公斤

纳米二氧化钛 10公斤

磷酸铈 7.5公斤

二氧化铈 7.5公斤

将上述的电气石，无机抗菌剂，纳米二氧化钛粉料在混料机中充分混合后，再加入磷酸铈，二氧化铈粉体依次进行超细研磨—分级—烘干—打散—称量—包装—成品

实例三

负离子抗菌材料100公斤的组分配比例(重量比)：

电气石：80公斤

无机抗菌剂：5公斤

纳米二氧化钛 5公斤

磷酸铈 5公斤

二氧化铈 5公斤

将上述的电气石，无机抗菌剂，纳米二氧化钛粉料在混料机中充分混合后，再加入磷酸铈，二氧化铈粉体依次进行超细研磨—分级—烘干—打散—称量—包装—成品

按上述方法制备而成的负离子抗菌材料，经测试，经过1200℃温度环境后，负离子发生量达到10000个/cm³以上，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的抗菌率达到99％以上，对甲醛，苯，氨等的净化率在90％以上(24小时)。负离子发生量、抗菌、空气净化等各项指标均达到很好效果。

Claims (3)

1、一种可耐高温功能的负离子抗菌材料，其特征在所

述材料的配方组合(按重量计)

电气石：              50—80％

无机抗菌剂：          5—15％

纳米二氧化钛(TiO2)    5—15％

磷酸铈(CePO4)         5—10％

二氧化铈(CeO2)        5—10％

2、如权利一所述，电气石是采用经过表面处理的高品质铁电气石粉；无机抗菌剂是采用以磷酸盐系，硅酸盐系，氧化物系等无机材料为载体，以银、铜等金属离子为抗菌成分的纳米无机抗菌材料；纳米二氧化钛是采用锐钛型纳米二氧化钛粉；磷酸铈，二氧化铈均采用纳米级粉体。

3、如权利一至二所述，本发明的制备方法，其特征在于：不同材料的按比例称量—不同的物料混料机中充分混配—机械精细研磨—分级—烘干—打散—秤重—包装等。