CN1319908C

CN1319908C - 抗菌复合材料及其制备方法

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Publication number: CN1319908C
Application number: CNB2004100449820A
Authority: CN
Inventors: 程正勇
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-04
Filing date: 2004-06-04
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2024-06-04
Also published as: CN1686933A

Abstract

抗菌复合材料及其制备方法，其特征是按重量百分比的原料组成主要包括：坡缕石40～90%，粘接剂5～50%，氧化锌复合粉体0.5～20%，在氧化锌复合粉体中，四脚针状氧化锌和纳米级氧化锌的重量比为1比0.1～10。本发明是由支撑体和具有抗菌特性的材料构成的复合材料，其支撑体由坡缕石和粘接剂组成，坡缕石提供了一种网状结构，粘接剂增强了这种网状结构，具有抗菌特性的材料为一种主要由四脚针状氧化锌和纳米级氧化锌构成的复合粉体，该复合粉体提供了在微观结构上的内置电场，利用内置的微电场作用，改变微生物的表面特性，可有效抑制微生物的繁殖和生长，达到抗菌目的。

Description

抗菌复合材料及其制备方法

技术领域：

本发明涉及抗菌复合材料，特别是一种能有效去除液体或气体介质中微生物而又不改变有效物质化学结构的抗菌复合材料。

在工业或民用领域，去除液体或气体介质(如水介质)中微生物的方法，大体上有以下几类：

1、过滤法：让液体或气体介质流过一较细孔径的多孔过滤体，让液体或气体通过，细菌被截留。这种方法要求其制品必须孔径分布极窄，且可几孔径不大于0.2微米，基于这种方法的特点，其过滤通量或日过滤效率比较低。

2、外线消毒法：此方法是利用紫外线对微生物的杀灭作用来去除液体或气体介质中的微生物。紫外线灯管通常被放置于储存器内，对动态流动的液体或气体介质的处理效果有限。另外，有研究表明，紫外线可能会激发小的高分子物质的形成。

3、臭氧消毒法：臭氧具有极强的氧化特性，对动态和静态液体介质中的微生物都有很好的杀灭作用，但是，其极强的氧化特性极易改变液体介质中的有效物质的化学构成，特别当应用于医药生产过程中。此外，以该方法应用于饮用水处理时，后续需要进行曝气处理，否则，处理后的水具有一种难闻的气味。

4、银系抗菌剂：银系抗菌剂是通过溶出型的银离子对微生物的作用而获得抗菌特性的，虽然其具有很好的抗菌性能，但其时效性和抗老化性一直有待进一步改善。

5、钛系光触媒抗菌剂：利用光所提供的能量来进行催化作用，进一步使触媒周围的氧气或水分子转换成极具活性的氢氧自由基，再藉由这些自由基分解对人体或环境有害的有机物质，基于此法的特点，其限制条件是显而易见的。

6、沸煮法：此法只适宜于特定场合，如医疗器械和餐具的消毒等。

长期以来，人们一直在寻找一种高效去除液体或气体介质中微生物而又不改变有效物质化学结构的方法，

发明内容：

本发明是为解决上述现有技术所存在的不足之处，提供一种抗菌复合材料及其制备方法，以期高效去除液体或气体介质中微生物而又不改变有效化学结构。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

本发明抗菌复合材料的特点是：按重量百分比，其原料组成为：

坡缕石40～90％，粘接剂5～50％，氧化锌复合粉体0.5～20％，在所述氧化锌复合粉体中，四脚针状氧化锌和纳米级氧化锌的重量比为1比0.1～10。

本发明抗菌复合材料制备方法可以是：对于按配比构成的原料混合物，按多孔陶瓷生产工艺，制备成管件。

本发明抗菌复合材料制备方法也可以是，对于按配比构成的原料混合物，通过机械造粒或压制成型为片状或颗粒状，所述片状或颗粒状为多孔结构或为密实结构。

本发明涉及由支撑体和具有抗菌特性的材料构成的一种复合材料，其支撑体由纤维状的坡缕石和粘接剂组成，坡缕石提供了一种网状结构，粘接剂增强了这种网状结构，这种粘接剂可以是膨润土、硅藻土或沸石等天然矿物质，也可以是聚乙烯醇、甲基纤维素或醋酸纤维素等有机物质；具有抗菌特性的材料为一种主要由四脚针状氧化锌和纳米级氧化锌构成的复合粉体，这种复合粉体的结构特征提供了在微观结构上的内置电场，其内置电场因坡缕石构成的网状结构的存在而获得加强。利用内置的微电场作用，改变微生物的表面特性，抑制了微生物的繁殖和生长，从而达到抗菌的目的，与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、依本发明，制备出的抗菌复合材料将广泛应用于水质净化、制药过程灭菌处理、空气净化等领域。

2、依本发明，制备出的抗菌复合材料，具有广谱抗菌性，且抗菌效果显著；对环境十分友好；对待处理的介质无污染；不改变待处理介质的化学构成；无须光催化。

图1(a)、图1(b)为本发明抗菌复合材料的电子显微结构图。

图2(a)、图2(b)、图2(c)示出本发明抗菌复合材料的实际抗菌效果。

具体实施方式：

本实施例中，按重量百分比，其原料组成为：

坡缕石40～90％，粘接剂5～50％，氧化锌复合粉体0.5～20％，在所述氧化锌复合粉体中，四脚针状氧化锌和纳米级氧化锌的重量例为1比0.1～10。其中，纳米级氧化锌的粒径可以为10～100nm。

具体实施中，粘接剂可以为沸石、膨润土、硅藻土等天然矿物，也可以是聚乙烯醇、甲基纤维素、醋酸纤维素等有机物质。

各成份的具体取值如下表列示：

坡缕石	粘接剂	四脚针状氧化锌	纳米级氧化锌
坡缕石	粘接剂	四脚针状氧化锌	纳米级氧化锌	40％	沸石：50％	9％	粒径：20含量：1％
90％	膨润土：8％	1.8％	粒径：40含量：0.2％	40％	沸石：50％	9％	粒径：20含量：1％
90％	膨润土：8％	1.8％	粒径：40含量：0.2％	50％	硅藻土：30％	2％	粒径：80含量：18％
70％	甲基纤维素：20％	4％	粒径：30含量：6％	50％	硅藻土：30％	2％	粒径：80含量：18％
70％	甲基纤维素：20％	4％	粒径：30含量：6％	80％	醋酸纤维素：10％	1％	粒径：50含量：9％

本发明可以采用如下工艺进行制备：

对于按配比构成的原料混合物，按多孔陶瓷生产工艺，制备出外径2～5.5厘米、内径1～3.0厘米、长度5～100厘米的管件，其通道可几孔径为0.15～15微米，水通量为标压下每分钟1～20升。据测，微生物杀灭率为99.9％(菌群总数每单位大于10万个)和大于99.99％(菌群总数每单位小于5万个)。

本发明也可以采用如下工艺进行制备：

对于按配比构成的原料混合物，通过机械造粒或压制成型，将粉体之混合物制备成片状或颗粒状，这种片状或颗粒状结构可以是多孔结构，也可以为密实结构。

附图1(a)显示出多孔抗菌复合材料的基本构造，附图1(b)是附图1(a)的局部放大，可以看出，在孔的内部表面，存在针状突起，该针状突起部分与其周围的网状结构支撑体之间构成一微观结构上的内置电场。

附图2(a)为大肠杆菌的实验结果，图2(b)为金色葡萄球菌的实验结果，图2(c)为铜绿的实验结果。图中表明：与参照物相比，依据本发明所制备出的抗菌复合材料对大肠杆菌、金色葡萄球菌和铜绿都有很好的杀灭效果。

Claims

1、一种抗菌复合材料，其特征是按重量百分比，其原料组成为：

坡缕石40～90％，粘接剂8～50％，氧化锌复合粉体2～20％，在所述氧化锌复合粉体中，四脚针状氧化锌和纳米级氧化锌的重量比为1比0.1～10。

2、根据权利要求1所述的抗菌复合材料，其特征是所述的纳米级氧化锌的粒径为10～100mm。

3、根据权利要求1所述的抗菌复合材料，其特征是所述粘接剂为膨润土、沸石或硅藻土。

4、根据权利要求1所述的抗菌复合材料，其特征是所述粘接剂为聚乙烯醇、甲基纤维素或醋酸纤维素。

5、一种权利要求1所述抗菌复合材料的制备方法，其特征是按配比构成原料混合物，按多孔陶瓷生产工艺，制备成管件。

6、一种权利要求1所述抗菌复合材料的制备方法，其特征是按配比构成原料混合物，通过机械造粒或压制成型为片状或颗粒状，所述片状或颗粒状为多孔结构或为密实结构。