CN1304126C - 纳米TiO2复合抗菌薄膜的形成方法 - Google Patents

纳米TiO2复合抗菌薄膜的形成方法 Download PDF

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Abstract

纳米TiO2复合抗菌薄膜的制造方法，具体包括以下五个步骤—制取TiO2溶胶，制取ZnO的乙醇溶液，将上述二液混合并搅拌均匀，用提拉法为该涂膜物品涂膜，对已涂膜制品进行热处理。依本发明的方法一般可在陶瓷、玻璃、铝、钢、不锈钢等制品上获得100～400纳米厚的复合抗菌薄膜，且抗菌性能良好，对大肠杆菌、金色葡萄球菌的杀菌率高达90%；本发明还可大量节约抗菌材料，每平方米的消耗量仅为3～4g。

Description

纳米TiO2复合抗菌薄膜的形成方法
技术领域
本发明涉及纳米TiO2复合抗菌薄膜的形成方法。
背景技术
单一的纳米TiO2颗粒有一定的抗菌除臭功能，但其抗菌性能有限，只有在紫外光照射下其抗菌性能才会得到充分发挥。为了使纳米TiO2在可见光照射下也具有较强的杀菌功能，需将它与某种金属氧化物(例如CeO、Fe2O3、ZnO、La2O3、WO3)或金属硫化物(例如CdS)一起制成复合抗菌材料，在本专利中则是形成复合抗菌薄膜。
发明内容
本发明的目的是采用溶胶法在需要抗菌的物品表面涂上一层厚度仅为100～400纳米的复合抗菌薄膜，其方法既省工省时，又能充分利用抗菌材料。
纳米TiO2复合抗菌薄膜的形成方法，其特征在于采用溶胶法在需抗菌的物品表面涂膜，其具体步骤如下：
A、制取可形成薄膜的溶胶
按以下体积比准备原料-钛酸丁酯∶无水乙醇∶三乙醇胺∶水＝(10～20)∶(70～80)∶(5～10)∶(1～3)，先将前三种原料混合搅拌1～2小时，随后加水(去离子水)再搅拌0.5～1小时，静置8～24小时备用；
B、制取金属氧化物的乙醇溶液
这里的氧化物具体指ZnO，其用量为TiO2的4～5％(W/W)，按此比例称取锌的乙酸盐，使溶于适量乙醇中成为无色透明溶液，静置2～4小时备用；
C、将B步骤所得溶液加入A步骤所得溶胶并搅拌均匀即得复合抗菌涂膜液；
D、在粘度为3～6mpa·s的涂膜液中用提拉法为物品涂膜，提拉速度以1～5mm/s为宜，若是膜层厚度不够，可于制品干燥后再次涂膜；
E、涂膜制品热处理
先在80～120℃下干燥1小时，后在400～550℃下煅烧2小时，干燥时控制升温速度为1～5℃/min，煅烧时控制升温速度为2～8℃/min，使用箱式电炉或真空炉。
本发明的复合抗菌涂膜材料可施于陶瓷、玻璃、铝、钢和不锈钢等制品上，且抗菌效果良好，对大肠杆菌、金色葡萄球菌的杀菌率均在90％以上；此外，本发明还可大量节约抗菌材料，例如以添加法施釉生产抗菌陶瓷，抗菌材料的消耗量为20g/m2，而本发明仅为3～4g/m2。
具体实施方式
按以下体积比备料：钛酸丁酯∶无水乙醇∶三乙醇胺∶水＝90∶80∶10∶3，先将前三者混合搅拌2小时，随后加水再搅拌1小时，静置20小时备用；按ZnO∶TiO2＝5∶100(W/W)的比例称取乙酸锌并使溶于适量无水乙醇中成为无色透明溶液静置4小时；将乙酸锌的醇溶液加入溶胶之中并搅拌均匀即得复合抗菌涂膜液；在粘度为3～6mpa·s的涂膜液中用提拉法为陶瓷制品涂膜，提拉速度为3mm/s，为达到要求厚度(例如1μm)，可提拉涂膜多次；涂膜制品在120℃下干燥1小时，然后在500℃下煅烧2小时，为保证膜层质量，干燥时控制升温速度为1～2℃/min，煅烧时控制升温速度为2～5℃/min，使用箱式电炉。所得制品其抗菌膜层均匀，抗菌性能良好。

Claims (1)

1、纳米TiO2复合抗菌薄膜的形成方法，其特征在于采用溶胶法在需要抗菌的物品表面涂上一层厚度仅为100～400纳米的薄膜，具体步骤如下：
A、制取可形成薄膜的溶胶
按下述体积比准备原料—钛酸丁酯∶无水乙醇∶三乙醇胺∶水＝(10～20)∶(70～80)∶(5～10)∶(1～3)，先将前三种原料混合搅拌1～2小时，随后加水再搅拌0.5～1小时，静置8～24小时备用；
B、制取金属氧化物的乙醇溶液
这里的氧化物具体指ZnO，其用量为TiO2的4～5％(W/w)，按此比例称取锌的乙酸盐，使溶于适量乙醇中成为无色透明溶液，静置2～4小时备用；
C、将醇溶液加入溶胶之中并搅拌均匀即得复合抗菌涂膜液；
D、在粘度为3～6mpa·s的涂膜液中用提拉法为物品涂膜，提拉速度1～5mm/s，若是膜层厚度不够，可于制品干燥后再次涂膜；
E、涂膜制品热处理
先在80～120℃下干燥1小时，后在400～550℃下煅烧2小时，干燥时控制升温速度为1～5℃/min，煅烧时控制升温速度为2～8℃/min，使用箱式电炉或真空炉。
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