CN102204565A - 一种纳米防霉防潮材料及其配制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纳米防霉防潮材料，其特征在于，所述防霉剂的组分药剂置于细孔硅胶内，比例为50-100ml/kg，组分按重量份配比为，二氧化硅：250-500；纳米锌：120-200；二氧化钛光催化剂：130-170；纳米银：100-150；纳米镍：100-150；磷酸氢二钾：90-120；硫酸镍铵：80-120；氢氧化钠：10-30。该纳米硅胶可以对菌属起到有效的抑制和防除作用，而且具有无毒、无味、长效等特点，同时也有净化仓储环境提高工作人员健康水平的作用。
Description
技术领域
本发明主要是针对仓储霉菌的抑制和防除，特别是针对二氧化硅负载纳米材料的防霉防潮材料的制备方法，公开了一种新型霉菌防治的纳米防霉防潮材料。
背景技术
纳米抗菌材料是一类具有抗菌和杀菌性能的新型功能材料，在化学化工和医药领域有些材料本身具有杀菌和抑菌性，如一些无机金属粒子，有机物，天然矿物和天然产物。但更多的是通常在普通材料中添加或复合一种或几种特定的抗菌成分(抗菌剂)制得抗菌材料。如抗菌塑料，抗菌合成纤维，抗菌陶瓷等。无机系抗菌剂的优点是具有抗菌持效性、化学稳定性、耐热性、安全性、防抗药性及光谱抗菌性，是纤维、塑料、建材等生活制品最适宜的抗菌剂品种。其中银类无机抗菌剂的接触杀菌机理具有较好的安全性和较强广谱抗菌性，由于银有最好的抗菌效果，因而，载银无机抗菌材料已成为目前科学研究的热点。
目前，尚未研究出二氧化硅负载纳米防霉材料。以往的防霉工作，往往操作繁琐、成本较高、防霉防腐无法兼顾，而且以往曾广泛采用的烧碱类防霉产品往往还对人体造成一定的伤害。
因此，亟需研究一种针对霉菌进行靶向抑制和灭除，具有无毒、无味、长效的防霉防潮作用的物质。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种纳米防霉防潮材料，采用二氧化硅(SiO2)，纳米锌(Zn)，纳米银(Ag)等组分配制而成，其中：
二氧化硅(Silicon Dioxide)，别名：硅石，分子式：SiO2，分子量：60，化学性质稳定，不易与酸碱发生化学反应。本产品所用为无定形二氧化硅，为白色固体，多孔、质轻的固体，吸附性强。用途：在本发明中的主要用于纳米材料以及杀菌材料的的吸附载体。
纳米锌(Zn)、纳米银(Ag)、纳米镍(Ni)，纳米锌和纳米银溶液为乳白色半透明液体，纳米镍溶液为淡黄色半透明液体，无毒无味无腐蚀，经加工可形成结晶状，在菌落群领域具有强渗透作用，在霉菌菌种复杂多样时，很容易各自发挥作用，具有广谱的防霉效果。纳米锌对黑曲霉具有独到的速杀作用，纳米银和纳米镍对含有微酸性的木霉、毛霉具有很好的抑制效果。在本发明之中，针对多种霉菌可以起到靶向灭除的作用。
二氧化钛光催化剂(titanium dioxide)，分子式：TiO2，分子量80。常态为白色固体或粉末状的两性氧化物，化学性质稳定，无毒无害。该催化剂可有效促进有机污染物进行光化学反应，最终使得这些污染物降解成为CO2、H2O，以及NO3 -、PO4 -、SO2 -、卤素离子等简单的无机离子。在本产品中，主要起到降低污染，抑制毒害的作用。
磷酸氢二钾(DKP：Dipotassium hydrogen phosphate；Potassium phosphate dibasic)，分子式：K2HPO4·3H2O，分子量：228。为白色结晶或无定形粉末。易溶于水，水溶液呈微碱性。微溶于醇。有吸湿性。在本发明中，可以将纳米材料和普通化学物质结合更为致密。
硫酸镍铵(Ammonium nickel sulfate)，别名镍矾，分子式：(NH4)2SO4·NiSO4·6H2O，分子量：395。硫酸镍铵是蓝绿色的结晶或结晶性粉末，略有风化性，加热时失去结晶水，变为黄色结晶粉末，溶液为酸性。在本发明中的主要作用是调节溶液的PH值。
氢氧化钠，别名烧碱，分子式NaOH，分子量：40。纯固体烧碱呈白色，有块状、片状、棒状、粒状，质脆；纯液体烧碱为无色透明液体。极易溶于水，溶解时产生热量。在本产品中与硫酸镍按共同作用，将产品PH值调节到最佳值。
此配方各成份互相作用、相得益彰，在防治毛霉菌时具有较好效果。
各组分的重量(份)配比范围为：
二氧化硅(SiO2)：250-500
纳米锌(Zn)：120-200
二氧化钛光催化剂(TiO2)：130-170
纳米银(Ag)：100-150
纳米镍(Ni)：100-150
磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O)：90-120
硫酸镍铵((NH4)2SO4·NiSO4·6H2O)：80-120
氢氧化钠(NaOH)：10-30；
制备本发明的配方优选重量(份)配比范围是：
二氧化硅(SiO2)：300-450
纳米锌(Zn)：150-170
氧化钛光催化剂(TiO2)：140-160
纳米银(Ag)：120-130
纳米镍(Ni)：120-130
磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O)：100-110
硫酸镍铵((NH4)2SO4·NiSO4·6H2O)：90-110
氢氧化钠(NaOH)：15-20
本发明配方的最佳重量(份)配比范围是：
二氧化硅(SiO2)：380
纳米锌(Zn)：160
纳米银(Ag)：125
纳米镍(Ni)：125
二氧化钛光催化剂(TiO2)：150
磷酸氢二钾(K2HPO4·3H2O)：100
硫酸镍铵((NH4)2SO4·NiSO4·6H2O)：100
氢氧化钠(NaOH)：15
将上述各组分制成防霉剂的过程方法如下：
首先把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心实验，温度保持在85℃-100℃之间，pH＝8.7，时间保持15-30分钟，观察其颜色，出现淡黄色，保持60-120分钟，再将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，颜色由淡黄色变为乳白色，呈现半透明液体。最后加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体，喷洒在SiO2上待用。
第一步，防霉剂的基础材料提取：
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在85℃-100℃之间，时间保持在15-30分钟，pH≥7.7；
2)将温度降至30℃以下，保持60-120分钟；
3)将纳米锌、纳米银、纳米镍加入，进行混合搅拌，呈现半透明液体；此为防霉剂的基础材料。
第二步，纳米防霉防潮材料有机合成：
1)把制成的半透明液体进行离心，温度保持在110℃-140℃之间，pH≥8.5，时间保持25-40分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将药品喷洒在纳米SiO2上。
4)将药剂置于细孔硅胶内，比例为50-100ml/Kg。制得纳米防霉防潮材料成品。
优选地，将上述各组分制成防霉防潮材料的过程方法如下：
第一步，纳米防霉防潮基础材料的提取。
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在90℃-100℃之间，时间保持15-30分钟，pH≥8.0；
2)将温度降至30℃以下，保持90-120分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，呈现半透明液体；此为防霉剂的基础材料。
第二步，纳米防霉防潮成品有机合成。
1)把制成的透明液体进行离心，温度保持在120℃-130℃之间，pH≥8.5，时间保持30-40分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将药品喷洒在纳米SiO2上。
4)将药剂置于细孔硅胶内，比例为70-90ml/Kg。制得纳米防霉防潮材料成品。
更优选的，将上述各组分制成防霉防潮材料的过程方法如下：
第一步，纳米防霉防潮基础材料的提取。
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在95℃之间，时间保持25分钟，pH＝8.0；
2)加入硝酸银，将温度降至20℃，保持90分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，呈现半透明液体；此为防霉剂的基础材料。
第二步，纳米防霉防潮成品有机合成。
1)把制成的透明液体进行离心，温度保持在120℃，pH＝8.9，时间保持35分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将药品喷洒在纳米SiO2上。
4)将药剂置于细孔硅胶内，比例为80ml/Kg。制得纳米防霉防潮材料成品。
在一些具体实施方式中，所述纳米防霉防潮材料可以是颗粒剂、粉剂、片剂、丸剂等形式。
该纳米防霉防潮材料可以对菌属起到有效的抑制和防除，而且具有无毒、无味、长效等特点，同时也有净化仓储环境提高工作人员健康水平的作用。
具体实施方式
以下结合具体实施例，进一步阐明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。比例和百分比基于重量，除非特别说明。
实施例1：纳米防霉防潮材料
实施例2：纳米防霉防潮材料的制备方法1
第一步，纳米防霉防潮基础材料的提取：
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在95℃，时间保持15分钟，pH＝7.9；
2)加入硝酸银，将温度降至24℃，保持80分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，呈现半透明液体；此为防霉剂的基础材料。
第二步，纳米防霉防潮成品有机合成：
1)把制成的半透明液体进行离心，温度保持在120℃，pH＝8.2，时间保持35分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将药品喷洒在纳米SiO2上；
4)将药剂置于细孔硅胶内，比例为50ml/Kg。制得纳米防霉防潮材料成品。
实施例3：纳米防霉防潮材料的制备方法2
第一步，纳米防霉防潮基础材料的提取：
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在90℃之间，时间保持30分钟，pH＝8.0；
2)加入硝酸银，将温度降至23℃，保持70分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，呈现半透明液体；此为防霉剂的基础材料。
第二步，纳米防霉防潮成品有机合成：
1)把制成的半透明液体进行离心，温度保持在130℃，pH＝8.7，时间保持30分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将药品喷洒在纳米SiO2上；
4)将药剂置于细孔硅胶内，比例为70ml/Kg。制得纳米防霉防潮材料成品。
实施例4：纳米防霉防潮材料的制备方法3
第一步，纳米防霉防潮基础材料的提取：
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在98℃，时间保持15分钟，pH＝7.7；
2)加入硝酸银，将温度降至20℃，保持72分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，呈现半透明液体；此为防霉剂的基础材料。
第二步，纳米防霉防潮成品有机合成：
1)把制成的半透明液体进行离心，温度保持在150℃，pH＝8.7，时间保持33分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将药品喷洒在纳米SiO2上；
4)将药剂置于细孔硅胶内，比例为80ml/Kg。制得纳米防霉防潮材料成品。
实施例5：纳米防霉防潮材料的制备方法4
第一步，纳米防霉防潮基础材料的提取：
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在88℃，时间保持30分钟，pH＝8.2；
2)加入硝酸银，将温度降至30℃，保持100分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，呈现半透明液体；此为防霉剂的基础资料。
第二步，纳米防霉防潮成品有机合成：
1)把制成的透明液体进行离心，温度保持在110℃，pH＝8.9，时间保持40分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将药品喷洒在纳米SiO2上；
4)将药剂置于细孔硅胶内，比例为70ml/Kg。制得纳米防霉防潮材料成品。
实施例6：纳米防霉防潮材料的制备方法5
第一步，纳米防霉防潮基础材料的提取：
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在92℃，时间保持20分钟，pH＝7.8；
2)加入硝酸银，将温度降至22℃，保持60分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，呈现半透明液体；此为防霉剂的基础资料。
第二步，纳米防霉防潮成品有机合成：
1)把制成的半透明液体进行离心，温度保持在118℃，pH＝8.8，时间保持40分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将药品喷洒在纳米SiO2上；
4)将药剂置于细孔硅胶内，比例为90ml/Kg。制得纳米防霉防潮材料成品。
实施例7：纳米防霉防潮材料的灭菌效果
案例1海南岛某洞库，122000m3，重度霉变，10cm2霉菌孢子达2600多个。按剂量为50mL/Kg喷洒防霉剂，细孔硅胶用量为5Kg/km3。经过9天，霉菌孢子迅速下降为10cm2/8个，符合精密仪器储存要求。
案例2东南沿海某仓库，98000m3，重度霉变，10cm2毛霉菌孢子达3100多个。按要求为80mL/Kg喷洒防霉剂，细孔硅胶用量为5Kg/km3。经过9天，霉菌孢子迅速下降为10cm2/6个，符合精密仪器储存要求。
实施例8纳米防霉防潮材料的对比实验
案例1海南某仓库，83000m3，重度霉变，10cm2木霉菌孢子达2900多个应用灭菌灵进行霉菌，按剂量6m3/1mL进行喷洒，保持10天，木霉菌孢子下降为12cm2/15个，10天后再检疫，霉菌又重新繁衍，木霉菌孢子达到10cm2/900个。而应用本发明的纳米防霉防潮材料，按剂量为80mL/Kg喷洒防霉剂，细孔硅胶用量为5Kg/km3，置于仓库经过10天，木霉菌孢子迅速下降为10cm2/5个，1年后再检疫，木霉菌孢子为10cm2/8个，可见其长效效果。
Claims (7)
1.一种用于航海航空仓储环境中的纳米防霉防潮材料，其特征在于，所述纳米防霉防潮材料的组分药剂置于细孔硅胶内，比例为50-100ml/Kg，其组分按重量份配比为，
二氧化硅：250-500
纳米锌：120-200
二氧化钛光催化剂：130-170
纳米银：100-150
纳米镍：100-150
磷酸氢二钾：90-120
硫酸镍铵：80-120
氢氧化钠：10-30。
2.如权利要求1所述的纳米防霉防潮材料，其特征在于，
二氧化硅：300-450
纳米锌：150-170
二氧化钛光催化剂：140-160
纳米银：120-130
纳米镍：120-130
磷酸氢二钾：100-110
硫酸镍铵：90-110
氢氧化钠：15-20。
3.如权利要求2所述的纳米硅胶防腐剂，其特征在于，
二氧化硅：380
纳米锌：160
二氧化钛光催化剂：150
纳米银：125
纳米镍：125
磷酸氢二钾：100
硫酸镍铵：100
氢氧化钠：15。
4.如权利要求1-3任一所述的纳米防霉防潮材料，其特征在于，所述纳米防霉防潮材料为颗粒剂、粉剂、片剂、丸剂的形式。
5.如权利要求1-4所述的纳米防霉防潮材料的配制方法，其特征在于，
第一步，基础材料提取：
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在85℃-100℃之间，时间保持15-30分钟，pH≥7.7；
2)观察其颜色，出现淡黄色，将温度降至30℃以下，保持60-120分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，颜色由淡黄色变为乳白色，呈现半透明液体；此为纳米防霉防潮材料的基础材料；
第二步，纳米防霉防潮材料成品有机合成：
1)把制成的半透明液体进行离心，温度保持在110℃-180℃之间，pH≥8.0，时间保持25-40分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将该半透明液体的药品喷洒在纳米SiO2上，再将其至于细孔硅胶内，比例为50-100ml/Kg，即制得纳米防霉防潮材料成品。
6.如权利要求5所述的配制方法，其特征在于，
第一步，基础材料提取：
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在90℃-100℃之间，时间保持15-30分钟，pH≥8.0；
2)观察其颜色，出现淡黄色，将温度降至30℃以下，保持90-120分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，颜色由淡黄色变为乳白色，呈现半透明液体；此为纳米防霉防潮材料的基础材料；
第二步，纳米防霉防潮材料成品有机合成：
1)把制成的半透明液体进行离心，温度保持在120℃-130℃之间，pH≥8.5，时间保持30-40分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将该半透明液体的药品喷洒在纳米SiO2上，再将其至于细孔硅胶内，比例为70-90ml/Kg，即制得纳米防霉防潮材料成品。
7.如权利要求6所述的纳米防霉防潮材料的配制方法，其特征在于，
第一步，基础材料提取：
1)把磷酸氢二钾、硫酸镍铵、氢氧化钠放在高速加能器中进行离心，温度保持在95℃之间，时间保持25分钟，pH＝8.0；
2)观察其颜色，出现淡黄色，将温度降至20℃，保持90分钟；
3)将纳米锌、纳米银和纳米镍加入，进行混合搅拌，颜色由淡黄色变为乳白色，呈现半透明液体；此为纳米防霉防潮材料的基础材料；
第二步，纳米防霉防潮材料成品有机合成：
1)把制成的半透明液体进行离心，温度保持在120℃之间，pH＝8.9，时间保持35分钟；
2)冷却后，加入二氧化钛光催化剂，温火加热制成的半透明液体；
3)将药品喷洒在纳米SiO2上，再将其至于细孔硅胶内，比例为80ml/Kg，即制得纳米防霉防潮材料成品。
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Inventor after: Liu Chenyu Inventor after: Wang Bing Inventor after: Shi Yuzhu Inventor after: Guo Feng Inventor before: Shi Yuzhu Inventor before: Zhou Wei Inventor before: Wang Bing |
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: SHI YUZHU ZHOU WEI WANG BING TO: LIU CHENYU WANG BING SHI YUZHU GUO FENG |
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