CN114158571A - 抗菌材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种抗菌材料及其制备方法和应用，其中，抗菌材料具有颗粒形式，每个颗粒包括载体材料和无机抗菌剂，载体材料通过粘结剂形成颗粒的外层，无机抗菌剂被包裹在载体材料的内部。根据本申请，添加至产品中的抗菌材料具有优异的稳定性、持久性以及较长的抗菌寿命。

Description

抗菌材料及其制备方法和应用

技术领域

本申请涉及抗菌材料技术领域，具体涉及一种抗菌材料、抗菌材料的制备方法以及抗菌材料的应用。

背景技术

市面上常见的抗菌材料一般采用诸如银、锌、铜或银锌复合材料等的无机抗菌剂，无机抗菌剂主要通过金属离子析出进入细菌并杀死细菌来实现抗菌的目的。在将无机抗菌剂加入到产品中实现抗菌功能时，需要将无机抗菌剂植入载体中形成抗菌材料。

在现有技术中，将无机抗菌剂植入载体中的一种方式为采用无机抗菌剂与载体化学结合的方式，其本质为诸如玻璃/磷酸盐的载体与无机抗菌剂具有一定的化学结合，此种方式制备的抗菌材料的寿命较长，但是在该类抗菌材料中，由于化学结合部分较少导致无机抗菌剂占比较少，因此需要较大的载体量才能满足抗菌需求，而载体量增大后的抗菌材料添加到产品中会影响产品自身的强度或颜色等性能。

在现有技术中，将无机抗菌剂植入载体中的另一种方式为，将无机抗菌剂吸附在载体表面，例如，采用具有多孔结构的沸石作为载体，通过沸石载体的多孔吸附无机抗菌剂，将无机抗菌剂吸附在沸石载体的表面来制成抗菌材料，但是这种抗菌材料存在如下缺点：无机抗菌剂需要具有较小的粒径才能被吸附到多孔结构中，因此需更高的加工成本，而且无机抗菌剂由于是被吸附到沸石的多孔结构，故其与沸石为物理结合的方式，因此这种抗菌材料会较快地释放无机抗菌剂而导致抗菌寿命较短。

因此，如何使得抗菌材料更加稳定、持久，使得抗菌材料的寿命更长，是本领域亟需解决的问题。

发明内容

因此，本申请的目的在于提供一种抗菌材料，以解决现有技术中的抗菌材料不够稳定和释放较快而导致的抗菌材料寿命较短的问题。

根据本申请的第一方面，提供一种抗菌材料，所述抗菌材料具有颗粒形式，每个颗粒包括载体材料和无机抗菌剂，所述载体材料通过粘结剂形成所述颗粒的外层；无机抗菌剂被包裹在所述载体材料的内部。

在一些实施例中，载体材料可以包括氧化钛粉末、氮化钛粉末、碳化钛粉末、氧化铝粉末和AT系列粉末中的至少一种。无机抗菌剂可以包括银离子类抗菌剂、锌离子类抗菌剂、铜离子类抗菌剂、银锌复合离子抗菌剂、银铜复合离子抗菌剂、锌铜复合离子抗菌剂和银锌铜复合离子抗菌剂中的至少一种。粘结剂可以包括纤维素类粘结剂和醇类粘结剂中的至少一种。

在一些实施例中，在所述抗菌材料的每个颗粒中，基于所述颗粒的总重量，所述载体材料的重量可以占所述颗粒的总重量的10-30％，所述粘结剂可以占所述颗粒的总重量的0.1-2％，余量为无机抗菌剂。

在一些实施例中，每个颗粒的外层的孔隙率可以为10％-30％。

根据本申请的第二方面，提供一种抗菌材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：提供载体材料粉末和无机抗菌剂粉末；提供粘结剂；将载体材料粉末、无机抗菌剂粉末和粘结剂制备成浆料；对浆料进行喷雾干燥处理，从而得到具有颗粒形式的抗菌材料，其中，载体材料粉末通过粘结剂形成颗粒的外层，无机抗菌剂被包裹在所述载体材料的内部。

在一些实施例中，所述载体材料可以包括氧化钛粉末、氮化钛粉末、碳化钛粉末、氧化铝粉末和AT系列粉末中的至少一种，所述无机抗菌剂可以包括银离子类抗菌剂、锌离子类抗菌剂、铜离子类抗菌剂、银锌复合离子抗菌剂、银铜复合离子抗菌剂、锌铜复合离子抗菌剂和银锌铜复合离子抗菌剂中的至少一种，所述粘结剂可以包括纤维素类粘结剂和醇类粘结剂中的至少一种。

在一些实施例中，提供载体材料粉末和无机抗菌剂粉末的步骤可以包括分别对载体材料和无机抗菌剂进行球磨，得到载体材料粉末和无机抗菌剂的粉末，然后，将所述载体材料粉末和所述无机抗菌剂粉末进行混合。

优选的，所述载体材料粉末的粒径可以为1-10μm，所述无机抗菌剂粉末的粒径可以为10-50μm，并且可以控制所述无机抗菌剂粉末与所述载体材料粉末的粒径比不小于2。

在一些实施例中，在所述浆料中，基于所述浆料的总重量，所述载体材料粉末和所述无机抗菌剂粉末的总重量可以占所述浆料的总重量的20％-70％。

在一些实施例中，所述制备方法还可以包括：将对浆料进行喷雾干燥处理所得的抗菌材料粉末进行烧结，从而得到具有颗粒形式的抗菌材料。

根据本申请的第三方面，提供一种上述抗菌材料作为厨具的添加剂或喷涂原料的应用。具体的，上述抗菌材料能够作为喷涂原料喷涂在菜板、炊具以及容器的表面上或者作为添加剂应用在菜板、炊具以及容器中。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本申请的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：

图1是根据本申请实施例的抗菌材料中的一个颗粒的结构示意图；

图2是根据本申请实施例的抗菌材料中的一个颗粒在显微镜下的图像；

图3是根据本申请实施例的抗菌材料的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

将在下文中更充分地描述本申请的发明构思。

本申请采用造粒的方式将无机抗菌剂通过粘接剂粘接在载体材料内部从而得到抗菌材料，由此制得的抗菌材料具有优异的稳定性和持久性且具有更长的抗菌寿命。

在现有技术中，通常采用银、锌、铜以及它们的复合抗菌剂作为无机抗菌剂。无机抗菌剂由于具有诸如抗菌活性高、安全性能高、耐热性好等优越的性质且无机抗菌剂合理的被释放能够满足食品安全的需要，因此，可以通过在需要实现抗菌功能的产品中添加无机抗菌剂，能够实现具有抗菌性能的产品。

然而，为了控制无机抗菌剂缓慢地被释放，使抗菌材料的使用寿命更长，需要将无机抗菌剂植入载体中形成抗菌材料，因此，为了实现添加至产品中的抗菌材料具有较长的使用寿命，需要考虑无机抗菌剂在载体材料中的植入方式。

发明人经研究发现，采用载体材料粉末、粘结剂以及无机抗菌剂粉末形成浆料，对浆料进行喷雾造粒，能够实现将无机抗菌剂包裹在载体材料内部形成颗粒状的抗菌材料，从而使得抗菌材料中的无机抗菌剂在被释放时更加稳定，释放较慢，进而使得抗菌材料的使用寿命更长。

下面将结合示例性实施例，对本申请的发明构思进行较为详细的描述。

图1是根据本申请实施例的抗菌材料中的一个颗粒的结构示意图。图2是根据本申请实施例的抗菌材料中的一个颗粒在显微镜下的图像。

根据本申请的第一方面实施例，如图1和图2所示，提供了一种抗菌材料，所述抗菌材料具有颗粒形式，其中，每个抗菌颗粒10包括载体材料11、无机抗菌剂12和粘结剂13，载体材料11通过粘结剂13形成颗粒的外层，无机抗菌剂12被包裹在载体材料11的内部形成在颗粒的内部。

在本申请实施例中，载体材料11和无机抗菌剂12均以细小的固体颗粒形式存在。

如图1和图2所示，抗菌材料11具有颗粒形式，彼此相邻的颗粒可以分离和/或被粘结剂13粘结在一起。参照图2，对于抗菌材料的每个颗粒，颗粒的表面为通过粘结剂粘结在一起的细小颗粒的载体材料11，抗菌颗粒的内部为细小的无机抗菌剂12的颗粒，无机抗菌剂12通过位于其外部的载体材料11中相邻的细小颗粒之间的孔隙进行释放。当然，也存在抗菌材料的两个颗粒接触的部分重叠形成一个颗粒的情况。然而，本申请不限于此。本领域技术人员可以在本申请的教导下得到各种颗粒形式的抗菌材料。

根据本申请的抗菌材料，由于无机抗菌剂12被包裹在载体材料11的内部，同时由于载体材料11的物理性能和化学性能稳定，因此无机抗菌剂12可以稳定释放，一方面可以使抗菌材料的抗菌寿命更长，另一方面由于通过较少量的载体材料11来实现抗菌性能，从而降低了载体材料11自身对形成的产品(例如，颜色或者强度)的影响。因此，根据本申请的抗菌材料具有优异的稳定性和持久性，并且具有更长的抗菌寿命。

根据本申请，载体材料11以固体颗粒形式存在，具有较为稳定的性质和孔隙结构。载体材料11具有圆滑的形状，例如但不限于，选择球形的载体材料11，以利于载体材料11之间的粘接等。然而，本申请不限于此，本领域技术人员可以在本申请的教导下根据实际需要选择更为合适的载体材料11的成分和形状，例如，选择载体材料11的形状为具有棱角的形状(不规则长条形、不规则方形、不规则菱形等)。

根据本申请的一些实施例，载体材料11可以包括氧化钛粉末、氮化钛粉末、碳化钛粉末、氧化铝粉末和AT系列粉末(即，氧化铝和氧化钛的复合粉末)中的至少一种。其中，AT系列粉末具体可以为AT13。

根据本申请的实施例，在抗菌材料的颗粒中，基于颗粒的总重量，载体材料11的重量占颗粒的总重量的10-30％。当载体材料11的重量占比大于30％时，位于无机抗菌剂12外层的载体材料11的孔隙率较低，颗粒的密实程度大，使得无机抗菌剂12在被释放时过慢从而导致抗菌性不佳，而且载体材料11过多也会导致原料的浪费；当载体材料11的重量占比小于10％时，导致抗菌材料颗粒的孔隙率较高，颗粒的密实程度小，不易形成载体材料11层包裹无机抗菌剂12的结构，使得无机抗菌剂12在被释放时过快从而导致抗菌寿命较短。此外，粘结剂占颗粒的总重量的0.1-2％。当粘结剂的重量占比大于2％时，粘结剂的重量占比较高，造粒工艺过程中造粒粉末结块率较高而导致成品率下降。当粘结剂的重量占比小于0.1％时，粘结剂的重量占比较小，不能有效进行粘接，导致造粒粉末成粉率不足，影响最终粉末造粒的效果。

根据本申请，粘结剂可以包括纤维素类粘结剂和醇类粘结剂中的至少一种。纤维素类粘结剂可以包括羟甲基纤维素类粘结剂、羟乙基纤维素类粘结剂和羟丙基纤维素类粘结剂中的至少一种。醇类粘结剂可以包括聚乙烯醇类粘结剂、聚丙烯醇类粘结剂和其它含六个碳原子以上的高级醇类粘结剂中的至少一种。然而，本申请不限于此，而是可以根据实际需要选择合适的粘结剂。

根据本申请的实施例，粘接剂可以附着在载体材料11的至少部分表面上，用于粘结相接触的载体材料11的细小颗粒，当然理论上也存在相接触的无机抗菌剂12的颗粒之间以及无机抗菌剂12与载体材料11之间被粘结的情况，但由于粘结剂的添加量较少，出现这种情况占比相对较少。

在现有技术中，在后续的喷雾造粒过程中，通常会使用有机溶剂等作为浆料制备过程中的原料，而有机抗菌剂通常会易溶于有机溶剂，形成的抗菌材料的抗菌性下降甚至失效。因此，在本申请中选择无机抗菌剂12来制备抗菌材料，优选地，无机抗菌剂12可以包括银离子类抗菌剂、锌离子类抗菌剂、铜离子类抗菌剂、银锌复合离子抗菌剂、银铜复合离子抗菌剂、锌铜复合离子抗菌剂和银锌铜复合离子抗菌剂中的至少一种。

根据本申请，载体材料11通过粘接剂形成抗菌材料的颗粒的外层，无机抗菌剂12被包裹在载体材料11的内部，使得不会因为后续应用过程中的操作影响抗菌材料的稳定。

在下文中，将结合实施例来详细描述本申请的抗菌材料的制备方法。根据本申请的第二方面实施例，如图3所示，还提供了一种抗菌材料的制备方法，所述制备方法包括：步骤S101，提供载体材料粉末和无机抗菌剂粉末；步骤S102，提供粘结剂；步骤S103，将载体材料粉末、无机抗菌剂粉末和粘结剂制备成浆料；步骤S104，对浆料进行喷雾干燥处理，从而得到具有颗粒形式的抗菌材料。

在本申请的实施例中，提供载体材料粉末和无机抗菌剂粉末的步骤可以包括分别准备载体材料粉末和无机抗菌剂粉末的步骤。

为了使得提供的载体材料粉末的粒径尺寸相差不大和/或为了使得提供的无机抗菌材料粉末的粒径尺寸相差不大，可以对载体材料和无机抗菌剂分别进行球磨，得到各自具有一定粒径的载体材料粉末和无机抗菌剂粉末，再将载体材料粉末和无机抗菌剂粉末进行混合，以避免载体材料和无机抗菌剂混合共同球磨时，两者相互掺杂，影响后续的造粒效果，进而方便后续的制浆和喷雾的操作。

在实施例中，载体材料粉末的粒径尺寸可以在1-10μm的范围内，无机抗菌剂粉末的粒径尺寸可以在10-50μm的范围内，并且可以控制无机抗菌剂粉末与载体材料粉末的粒径比不小于2，若小于2，则两种材料的粒径过于接近，导致造粒时成本过高。

这里，上述材料的粒径尺寸可以是各个材料颗粒的最大长度，而非具体限定该材料具有球形或类球形的形状。例如但不限于，当材料具有椭圆形形状时，该材料的粒径尺寸可以指其长轴的长度。

根据本申请的制备抗菌材料的方法，提供粘结剂的步骤可以包括先将粘结剂制备成浆液。然后，将准备好的载体材料粉末和无机抗菌剂粉末加入到上述浆液中，从而得到后续喷雾干燥所需的浆料。这里，可以将载体材料粉末和无机抗菌剂粉末分别加入上述浆液中形成浆料，也可以在先将载体材料粉末和无机抗菌剂粉末混合后，再加入到上述浆液中形成浆料。然而，本申请并不限制载体材料粉末和无机抗菌剂粉末的加料顺序和加料方式。

将粘结剂制备成浆液的步骤包括将粘结剂、分散剂和消泡剂溶解到去离子水中制备成浆液，其中，粘结剂可以包括纤维素类粘结剂和醇类粘结剂中的至少一种，消泡剂可以为聚醚改性硅油或有机硅油，分散剂为可以柠檬酸或三乙基己基磷酸。根据本申请，选择分散剂和消泡剂作为助剂，能够使得载体材料粉末和无机抗菌剂粉末均匀地分散在浆液中，当然，本申请还可以根据实际需要选择其他合适的助剂，本申请并不限制于此。

作为示例，浆液按重量百分比计可以包括1％-4％的粘结剂、0.5％-1％的分散剂、1％-2％的消泡剂以及余量的去离子水。分散剂和消泡剂分别在浆液中的重量比与粘结剂的重量比成正比，也就是说，粘结剂含量越高，分散剂与消泡剂含量越高。根据本申请，由于载体材料粉末的粒径较小，对于相同质量的载体材料的粉末，载体粉末粒径越小其比表面积越大，因此需要更多粘结剂作为封闭剂，故粘结剂的量则需要取粘结剂量的范围的上限。当粘结剂的重量比小于1％时，粘结剂的重量占比较少，不能有效地进行造粒，从而不能有效地包覆载体材料，而当粘结剂的重量比大于4％时，粘结剂的重量占比较多，易造成后续喷雾烧结后结块，导致生产效率降低。

在制备好浆液后，按照载体材料粉末和无机抗菌剂粉末的总重量占浆料总重量的20％-70％，将准备好的载体材料粉末和无机抗菌剂粉末加入到浆液中。当载体材料粉末和无机抗菌剂粉末的总重量占比小于20％时，浆料中固体的重量占比较少，液体的重量占比相对较多，则会使得造粒时间变长，导致成本太高；当载体材料粉末和无机抗菌剂粉末的总重量占比大于70％时，浆料中固体的重量占比较多，液体的重量占比相对较少，导致后续的喷雾工序无法稳定进行，从而影响生产稳定性。

在制浆完成后，对浆料进行喷雾干燥。根据本申请的一些实施例，可以将浆料输送到高速甩液圆盘上以形成液滴，然后利用热风将液滴吹进干燥塔内，液滴在下降过程中经过短暂的停留，最终形成无机抗菌剂被包裹在通过粘结剂粘结的载体材料内部的具有颗粒状的抗菌材料粉末(或称为“抗菌材料颗粒”)。这里，抗菌材料的形状可以为“实心”的球体颗粒，实心并非指传统概念里的无孔隙的实心，而是指球形颗粒内部并非中空而是具有抗菌粉体的形状。

根据本申请的制备抗菌材料的方法，因为载体材料粉末和无机抗菌剂粉末的粒径均较小，所以载体材料粉末和无机抗菌剂粉末经由粘结剂粘附而形成的抗菌材料颗粒的粒径也相对较小，因此需要相对较低的转速。载体材料的粒径小于无机抗菌材料的粒径，因此在甩盘上高速运动的过程中，通过控制甩液圆盘的转速，可以使载体材料可靠地形成在无机抗菌剂的外部从而形成颗粒状的造粒粉。根据本申请的一些实施例，高速甩液圆盘的转速可以被控制在4000转/分钟-15000转/分钟的范围内，优选地，可以被控制在6000转/分钟-12000转/分钟的范围内。温度相对较低的热风可以降低粘结剂的损耗，使得所得抗菌材料的颗粒中保留足够的粘结剂，在粘结剂损耗的过程中也可以同步形成对应的孔隙。根据本申请的一些实施例，热风的温度可以被控制在60℃-100℃的范围内，干燥塔的温度可以被控制在100℃-400℃，液滴在干燥塔内的短暂停留时间可以控制为5秒-15秒。

根据本申请的制备抗菌材料的方法，将喷雾干燥后所得的抗菌材料粉末进行烧结。

在喷雾干燥完成后，可以获得无机抗菌剂被包裹在载体材料内部的具有颗粒形式的抗菌粉末，然而这种抗菌粉末里面还含有一定的水分，因此需要对抗菌材料进行烧结，这样可以去除抗菌粉末中的水分。根据本申请的一些实施例，可以根据原料的物性来制定烧结曲线(即，烧结步骤中的具体参数)，本申请在此不做特别限定，本领域技术人员可以在本申请的教导下根据原料粉体的特性来制定烧结曲线。作为示例，烧结的初始温度可以为20℃-30℃，升温速度可以为5-10℃/分钟，升温至200℃，然后保温3小时-10小时。根据本申请，由于抗菌材料粉末的粒径较小，因此较慢的升温速度和较短的保温时间即可以达到所需要的效果，而且能够节省能源。此外，在干燥的过程中也能够使得在抗菌材料的颗粒中形成对应的孔隙，最终形成的抗菌材料的颗粒外层的孔隙率为10％-30％，使得内部的无机抗菌剂能够被稳定地释放。这里的孔隙是在抗菌材料的制备过程中产生的，例如但不限于，在对初始形成的抗菌材料干燥的过程中、粘结剂的消耗过程中以及在对抗菌材料进行烧结时水分的流失过程中产生的。

根据本申请的制备抗菌材料的方法，还可以在烧结步骤后将烧结所得粉末进行筛分，从而得到不同粒径区间的抗菌材料粉末。可以根据需要筛分成不同粒径区间的抗菌材料粉末，以应用于不同的产品。

根据本申请的制备抗菌材料的方法，最终形成的抗菌材料颗粒不单指在数量意义上的一个颗粒，而是可以为聚集在一起的多个颗粒。最终形成的抗菌材料颗粒的粒径不小于原始的各种粉末粒径。

根据本申请的第三方面实施例，提供了一种抗菌材料的应用，所述抗菌材料能够用于菜板、炊具、刀具和容器等产品中，例如：作为添加剂添加至产品中或者作为喷涂原料喷涂形成在产品的表面上。

下面将结合实施例对本申请进行详细说明，但是本申请的保护范围不局限于实施例。

实施例1

通过下面的方法来制备根据实施例1的抗菌材料。

步骤S10，提供平均粒径为5μm的氮化钛粉末作为载体材料、平均粒径为10μm的银离子抗菌剂作为无机抗菌剂，选择羟丙基纤维素作为粘结剂。

步骤S20，制备浆料。

准备浆液：浆液按重量百分比计可以包括1.5％的羟丙基纤维素、0.8％的三乙基己基磷酸、1.5％的有机硅油以及余量的去离子水。

准备混合粉末：将氮化钛粉末和银离子抗菌剂按照2：8的重量比进行混合。

制备浆料：按照氮化钛和银离子抗菌剂的混合粉末的总重量为浆料总重量的45％，将准备好的氮化钛粉末和银离子抗菌剂的混合粉末加入到准备好的浆液中，从而制备得到浆料。

步骤S30，对浆料进行喷雾干燥。

将浆料输送到7000转/min的高速甩液圆盘上，然后使得浆料被甩液圆盘甩出形成液滴，接着，液滴被80℃的热风吹进300℃干燥塔内，下降过程中，经过短暂的停留后落下，从而含有一定水分的抗菌材料粉末。

步骤S40，对形成的抗菌材料粉末进行烧结，以去除其中所含的水分，烧结的参数为：烧结的初始温度可以为25℃，升温速度可以为8℃/分钟，升温至200℃，然后保温7小时，从而得到银离子抗菌剂被包裹在氮化钛内部的颗粒状的抗菌材料。经XRD衍射分析，在抗菌材料颗粒中，基于颗粒的总重量，氮化钛的重量占颗粒的总重量的18.9％，羟丙基纤维素的重量占颗粒的总重量的0.9％，银离子抗菌剂的重量占颗粒的总重量的80.2％。采用全自动比表面积及孔隙度分析仪，测量抗菌材料外层截面的孔隙率为19.4％。

实施例2

除了采用锌离子抗菌剂代替实施例1中的银离子抗菌剂之外，采用与实施例1的方法相同的方法制备根据实施例2的抗菌材料。得到的锌离子抗菌剂被包裹在氮化钛内部的颗粒状的抗菌材料，经XRD衍射分析，在抗菌材料颗粒中，基于颗粒的总重量，氮化钛的重量占颗粒的总重量的17.3％，羟丙基纤维素的重量占颗粒的总重量的0.8％，锌离子类抗菌剂的重量占颗粒的总重量的81.9％。

实施例3

除了银离子抗菌剂的平均粒径尺寸从10μm替换为30μm之外，采用与实施例1的方法相同的方法制备根据实施例3的抗菌材料。得到银离子抗菌剂被包裹在氮化钛内部的颗粒状的抗菌材料，经XRD衍射分析，在抗菌材料颗粒中，基于颗粒的总重量，氮化钛的重量占颗粒的总重量的19.9％，羟丙基纤维素的重量占颗粒总重量的1.1％，银离子抗菌剂的重量占颗粒总重量的79％。

实施例4

除了银离子抗菌剂的平均粒径尺寸从10μm替换为50μm之外，采用与实施例1的方法相同的方法制备根据实施例4的抗菌材料。得到银离子抗菌剂被包裹在氮化钛内部的颗粒状的抗菌材料，经XRD衍射分析，在抗菌材料颗粒中，基于颗粒的总重量，氮化钛的重量占颗粒的总重量的21.1％，羟丙基纤维素的重量占颗粒的总重量的1.2％，银离子抗菌剂的重量占颗粒的总重量的77.7％。

实施例5

除了将浆料输送到4500转/min的高速甩液圆盘上，采用与实施例1的方法相同的方法制备根据实施例5的抗菌材料。从而得到银离子抗菌剂被包裹在氮化钛内部的颗粒状的抗菌材料。氮化钛的重量占颗粒的总重量的21.9％，羟丙基纤维素的重量占颗粒的总重量的1％，银离子抗菌剂的重量占颗粒的总重量的77.1％。采用全自动比表面积及孔隙度分析仪，测量抗菌材料外层截面的孔隙率为19.8％。

实施例6

除了将浆料输送到14000转/min的高速甩液圆盘上，采用与实施例1的方法相同的方法制备根据实施例6的抗菌材料。从而得到银离子抗菌剂被包裹在氮化钛内部的颗粒状的抗菌材料。氮化钛的重量占颗粒的总重量的15.9％，羟丙基纤维素的重量占颗粒的总重量的0.8％，银离子抗菌剂的重量占颗粒的总重量的83.3％。采用全自动比表面积及孔隙度分析仪，测量抗菌材料外层截面的孔隙率为18.5％。

对比例1

除了银离子抗菌剂的平均粒径尺寸从10μm替换为7μm之外，采用与实施例1的方法相同的方法制备根据对比例1的抗菌材料。得到银离子抗菌剂与氮化钛互相掺杂的抗菌材料，经XRD衍射分析，在抗菌材料的颗粒中，基于颗粒的总重量，氮化钛的重量占颗粒的总重量的34.1％，羟丙基纤维素的重量占颗粒的总重量的2.1％，银离子抗菌剂的重量占颗粒的总重量的63.8％。

对比例2

除了银离子抗菌剂的平均粒径尺寸从10μm替换为3μm之外，采用与实施例1的方法相同的方法制备根据对比例2的抗菌材料。得到氮化钛被包裹在银离子抗菌剂内部的颗粒状的抗菌材料，在抗菌材料的颗粒中，基于颗粒的总重量，氮化钛的重量占颗粒的总重量的54.1％，羟丙基纤维素的重量占颗粒的总重量的3.8％，银离子抗菌剂的重量占颗粒的总重量的42.1％。

对比例3

除了将浆料输送到3500转/min的高速甩液圆盘上，采用与实施例1的方法相同的方法制备根据对比例3的抗菌材料。从而得到银离子抗菌剂被包裹在氮化钛内部的颗粒状的抗菌材料，其中，氮化钛的重量占颗粒的总重量的26.9％，羟丙基纤维素的重量占颗粒的总重量的1.3％，银离子抗菌剂的重量占颗粒的总重量的71.8％。采用全自动比表面积及孔隙度分析仪，测量抗菌材料外层截面的孔隙率为32.4％。

对比例4

除了将浆料输送到15000转/min的高速甩液圆盘上，采用与实施例1的方法相同的方法制备根据对比例4的抗菌材料。从而得到银离子抗菌剂被包裹在氮化钛内部的颗粒状的抗菌材料，其中，氮化钛的重量占颗粒的总重量的11.9％，羟丙基纤维素的重量占颗粒的总重量的0.7％，银离子抗菌剂的重量占颗粒的总重量的87.4％。采用全自动比表面积及孔隙度分析仪，测量抗菌材料外层截面的孔隙率为9.4％。

对比例5

市场购得的沸石吸附银离子抗菌剂形成的抗菌材料。

具体对比详细参见下面的表1。

表1本申请实施例以及对比例的参数

性能指标测试

对抗菌材料进行筛分，采用平均粒径为30μm的抗菌材料添加至PP材质中，以形成具有抗菌性能的塑料水杯制品。

实施例1-6和对比例1-5的水杯进行不同的性能测试，并同步进行两组平行测试，测试结果参见表2，具体性能测试方法如下：

(1)水杯抗菌测试方法：采用JIS Z2801-2010中抗菌性的测试方法，得到对应水杯的抗菌率，根据抗菌率并参照抗菌值计算方法：1-抗菌率＝10-抗菌值，计算得到抗菌值，抗菌值大于等于2即为合格，反之则为不合格。

(2)水杯抗菌寿命测试方法：选取水杯先进行SIAA抗菌持续性试验(耐水和耐光照)，再参照JIS Z2801-2010中抗菌性的测试方法对水杯进行抗菌测试得到对应的抗菌率，根据抗菌率并结合抗菌值计算方法：1-抗菌率＝10-抗菌值，计算得到抗菌值，抗菌值大于等于2即为合格，反之则为不合格。

表2本申请实施例与对比例的两组测试结果示意表

	抗菌测试的抗菌值	抗菌寿命测试的抗菌值
			实施例1	4.5/4.2	3.1/3.0
实施例2	4.3/4.1	2.8/2.8
			实施例3	4.8/4.5	3.8/3.6
实施例4	5.2/5.0	4.3/4.2
			实施例5	4.7/4.6	2.9/2.8
实施例6	4.2/4.0	3.3/3.1
			对比例1	5.5/5.2	1.4/1.3
对比例2	6.2/5.9	1.2/1.1
			对比例3	5.3/5.2	1.8/1.6
对比例4	1.9/1.8	1.6/1.6
			对比例5	4.9/4.6	1.8/1.7

结合以上，由表2可知：实施例1-6的抗菌材料形成的产品中的无机抗菌剂在被释放时具有优异的稳定性、持久性以及更长的抗菌寿命。

虽然上面已经详细描述了本申请的实施例，但本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，可对本申请的实施例做出各种修改和变型。但是应当理解，在本领域技术人员看来，这些修改和变型仍将落入权利要求所限定的本申请的实施例的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种抗菌材料，其特征在于，所述抗菌材料具有颗粒形式，每个颗粒包括：

载体材料，所述载体材料通过粘结剂形成所述颗粒的外层；以及

无机抗菌剂，被包裹在所述载体材料的内部。

2.根据权利要求1所述的抗菌材料，其特征在于，

所述载体材料包括氧化钛粉末、氮化钛粉末、碳化钛粉末、氧化铝粉末和AT系列粉末中的至少一种，

所述无机抗菌剂包括银离子类抗菌剂、锌离子类抗菌剂、铜离子类抗菌剂、银锌复合离子抗菌剂、银铜复合离子抗菌剂、锌铜复合离子抗菌剂和银锌铜复合离子抗菌剂中的至少一种，

所述粘结剂包括纤维素类粘结剂和醇类粘结剂中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的抗菌材料，其特征在于，在所述抗菌材料的每个颗粒中，基于所述颗粒的总重量，所述载体材料的重量占所述颗粒的总重量的10-30％，所述粘结剂占所述颗粒的总重量的0.1-2％，余量为无机抗菌剂。

4.根据权利要求1所述的抗菌材料，其特征在于，每个颗粒的外层的孔隙率为10％-30％。

5.一种抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

提供载体材料粉末和无机抗菌剂粉末；

提供粘结剂；

将载体材料粉末、无机抗菌剂粉末和粘结剂制备成浆料；

对所述浆料进行喷雾干燥处理，从而得到具有颗粒形式的抗菌材料，其中，载体材料粉末通过粘结剂形成每个颗粒的外层，无机抗菌剂粉末被包裹在载体材料的内部。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，

所述载体材料包括氧化钛粉末、氮化钛粉末、碳化钛粉末、氧化铝粉末和AT系列粉末中的至少一种，

所述无机抗菌剂包括银离子类抗菌剂、锌离子类抗菌剂、铜离子类抗菌剂、银锌复合离子抗菌剂、银铜复合离子抗菌剂、锌铜复合离子抗菌剂和银锌铜复合离子抗菌剂中的至少一种，

所述粘结剂包括纤维素类粘结剂和醇类粘结剂中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，

所述载体材料粉末的粒径为1-10μm，所述无机抗菌剂粉末的粒径为10-50μm，并且控制所述无机抗菌剂粉末与所述载体材料粉末的粒径比不小于2。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述浆料中，基于所述浆料的总重量，所述载体材料粉末和所述无机抗菌剂粉末的总重量占所述浆料的总重量的20％-70％。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将对浆料进行喷雾干燥处理所得的抗菌材料粉末进行烧结，从而得到具有颗粒形式的抗菌材料。

10.抗菌材料作为厨具的添加剂或喷涂原料的应用，所述抗菌材料为根据权利要求1至4中任一项所述的抗菌材料或根据权利要求5至9中任一项所述的制备方法制备得到的抗菌材料。

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