CN1709062A - 一种麦饭石无机抗菌剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种无机抗菌剂及其制备方法，它以麦饭石为载体，以抗菌性金属离子为抗菌成分，按重量百分比计，抗菌性金属离子的含量为0.01～10％；其制备方法是将粉碎成微粉的麦饭石与抗菌性金属离子水溶液和硝酸铵或硝酸铝水溶液混和，使金属离子吸附到麦饭石的斑状多孔结构内，然后经洗涤、干燥，即得本发明产品。本发明由于联合使用麦饭石和抗菌性金属离子，功能互补、产生协同杀菌作用，使杀菌能力更强，速度更快，且药效持久，对人体安全无毒。可作为填料应用于塑料、涂料、纤维、陶瓷、皮革、水处理等许多领域。

Description

一种麦饭石无机抗菌剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种无机抗菌剂及其制备方法，特别涉及一种麦饭石无机抗菌剂及其制备方法。

背景技术

无机抗菌剂以其抗菌广谱性、持久性、化学稳定性、耐热性、安全性、细菌不易产生耐药性等突出特点，成为具有潜力和人们乐于选择的一类抗菌剂。无机抗菌剂由抗菌活性成分和载体组成，抗菌活性成分主要是金属离子，目前应用最多的抗菌金属离子为银、锌、铜等。比较银、铜、锌三种离子的抗菌性能，银离子抗细菌能力最强，但价格昂贵，在一定程度上限制了其应用；锌和铜离子抗细菌性能虽弱于银离子，但比银离子具有更好的抗真菌性能，且成本低廉，因此，将抗菌性金属离子联合使用，在提高综合抗菌性能的同时，降低成本，取长补短，优势互补，成为目前无机抗菌成分应用的主流。

无机抗菌剂抗菌性能的好坏与金属离子的缓释/迁移速度有关，而其稳定性则与载体对金属离子的吸附强弱有关，因此载体的选择至关重要。载体一般是具有缓释作用的无机物，目前被普遍采用的载体有沸石、磷酸钙、磷酸锆、羟基磷灰石、可溶性玻璃、纳米二氧化硅等。中国专利CN1271523A公开了一种以蛭石为载体的无机抗菌剂及其制备方法，该方法是利用离子交换原理，将铜离子植入蛭石层间，制成含铜0.5～8.5％的铜—蛭石抗菌剂，因其单一地使用铜离子抗菌，其抗细菌效果较差；中国专利CN1404732A公开了一种以素瓷粉为载体的抗菌剂及其制备方法，其抗菌活性组份为硝酸锌和硝酸银，并加入一定量的硝酸铵对银和锌离子起保护作用，使产品不变色；中国专利CN1339257A公开了一种以坡缕石为载体的无机抗菌剂及其制备方法，该方法首先将坡缕石以酸活化处理，然后通过吸附作为抗菌组分的银离子或铜离子而制得。以上三种载体均具有层链状或多孔结构，表面积大、吸附性强并且价格相对低廉。

麦饭石是火成岩类中石英斑岩或花岗斑岩的岩石，其外观是在浅黄褐色或淡灰色的石基中散布白色长石的斑晶和呈灰色的石英结晶，貌似麦饭，而以得名。麦饭石含有钾、钠、钙、镁、铜、锌、铝、锰、铁、钛、磷等几十种微量元素，在生命机体代谢中具有重要作用，除可作为保健药外，还可用于食品饮料、日化产品、动物饲料、水过滤、护肤美容等方面。根据研究显示，麦饭石主要具有如下三大作用：1)吸附力强，能够吸附水中有害重金属离子、氯气以及水中的细菌；2)可溶出矿物质，麦饭石含有的微量元素能在水中轻易溶出；3)调整水质，麦饭石对水质有双向调节作用，一旦水中微量元素缺少，它即溶出；过多时，又能发挥吸附作用，还能自动调节酸碱度，其调节范围，从pH＝5～11均可调整至近中性pH＝7.2～8.7。麦饭石的斑状结构，用电镜扫描观察到它的表面凸凹不平，呈多孔海绵状。碎屑劈成多层锯齿外形，其表面积很大。用红外光谱分析表明，麦饭石是以SiO₄四面体构造为基础，四面体的顶端氧与相邻四面体共键，正是麦饭石的这种结构使它具有良好的吸附性能，一是能够吸附细菌和病毒本身具有抗菌性，二是能够吸附抗菌性金属离子，同时其良好的溶出性，保证了抗菌性金属离子的及时溶出及抗菌作用的充分发挥，是无机抗菌剂载体的理想选择，但目前尚未用于抗菌剂的生产领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种以麦饭石为载体、杀菌效果好、药力持久、对人体安全可靠的麦饭石无机抗菌剂及其制备方法。

本发明的目的是以下述技术方案实现的：

一种麦饭石无机抗菌剂，它以麦饭石为载体，以抗菌性金属离子为抗菌成分，按重量百分比计，其抗菌性金属离子的含量为0.01～10％。

上述麦饭石无机抗菌剂，所述抗菌性金属离子为银离子、锌离子、铜离子中的一种或几种。

一种麦饭石无机抗菌剂的制备方法，它包括如下步骤：

a.将麦饭石矿石清洗干净后粉碎，得到粒径小于15um的麦饭石微粉；

b.将抗菌性金属离子化合物溶解到水中，得到0.01～2M的抗菌性金属离子化合物水溶液；

c.将麦饭石微粉加入到抗菌性金属离子化合物水溶液中，加入浓度为0.5～2M的硝酸铵水溶液或硝酸铝水溶液，制成浆料；

d.将浆料在40～80℃搅拌2～10小时，得到含抗菌离子的麦饭石悬浮液；

e.将麦饭石悬浮液过滤，洗涤，干燥，得到抗菌性金属离子含量为0.01～10％的麦饭石无机抗菌剂。

本发明利用麦饭石强吸附力和大表面积的特性，把抗菌金属离子吸附到麦饭石的斑状多孔结构内，将麦饭石优良的吸附性能和抗菌性金属离子的抗菌性能有机地结合起来，功能互补，产生协同杀菌作用，使杀菌能力更强，速度更快，且药效持久，对人体安全无毒，其中，麦饭石无机抗菌剂中的抗菌金属离子含量为0.01～10％；适合本发明的抗菌性金属离子为银离子、锌离子、铜离子中的一种或几种；抗菌性金属离子化合物为硝酸银、硝酸锌、硝酸铜中的一种或几种。这种无机抗菌剂可作为填料应用于塑料、涂料、纤维、陶瓷、皮革、水处理等许多领域。

本发明所提供的麦饭石无机抗菌剂的制备步骤为：将麦饭石矿石破碎至80umμ后清洗干净，用气流粉碎机或研磨机干法粉碎，制得平均粒径小于15um的微粉；按配方称取一定重量的抗菌性金属离子化合物，搅拌下溶解于水中，配成浓度为0.001～2M的抗菌性金属离子化合物水溶液；将得到的麦饭石微粉加入到抗菌性金属离子化合物水溶液中，搅拌下加入浓度为0.5～2M的硝酸铵或硝酸铝水溶液，制成浆料；将上述浆料加热到40～80℃搅拌2～10小时，得含抗菌离子的麦饭石悬浮液；过滤麦饭石悬浮液，并用水洗涤至水洗水电导率小于200us/m，再用乙醇洗涤一次，滤干后于100～150℃烘干2小时，即得本发明的产品。

按照上述步骤制得的麦饭石型无机抗菌剂，抗菌金属离子含量可达0.01～10％。根据GB15979-1995的测试方法对本发明的无机抗菌剂进行抗菌性能测试，结果是对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抑菌率达99.5％以上，对霉菌抑菌率95％以上，表明该产品对此三大类菌具有明显的抑菌效果。

将制得的麦饭石无机抗菌剂分别在200℃和400℃焙烧3小时，与焙烧前相比，抗菌效果无明显变化，表明该抗菌剂具有良好的耐热稳定性。

本发明所提供的麦饭石无机抗菌剂，杀菌效果好、药力持久、对人体安全可靠；其提供的制备方法，工艺简单，生产成本低，适合工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例进一步详细说明本发明。

实施例1

(1)将麦饭石矿石破碎至80um后清洗干净，用气流粉碎机干法粉碎，制得平均粒径5um的微粉，备用；

(2)称取1.7g硝酸银，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为0.01M的水溶液，备用；

(3)称取50g麦饭石微粉加入到(2)水溶液中，搅拌下加入浓度为0.5M的硝酸铝水溶液200ml，制成浆料；

(4)将上述浆料加热到40℃并保持搅拌10小时，得含抗菌离子的麦饭石悬浮液；

(5)过滤麦饭石悬浮液，并用纯水反复洗涤，至水洗水电导率小于200us/cm，再用乙醇洗涤一次，滤干后于100℃烘干2小时，得到抗菌性金属离子含量为0.01％的麦饭石无机抗菌剂。

实施例2

(1)将麦饭石矿石破碎至80um后清洗干净，用气流粉碎机干法粉碎，制得平均粒径8um的微粉，备用；

(2)称取4.25g硝酸银，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为0.025M的硝酸银水溶液，备用；称取297.5g硝酸锌，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为1.0M的硝酸锌水溶液，备用；

(3)称取50g麦饭石微粉加入到(2)得到的硝酸银水溶液和硝酸锌水溶液中，搅拌下加入浓度为2.0M的硝酸铵水溶液200ml，制成浆料；

(4)将上述浆料加热到80℃并保持搅拌2小时，得含抗菌离子的麦饭石悬浮液；

(5)过滤麦饭石悬浮液，并用纯水反复洗涤，至水洗水电导率小于200us/cm。最后用乙醇洗涤一次，滤干后于150℃烘干2小时，得到抗菌性金属离子含量为5％的麦饭石无机抗菌剂。

实施例3

(1)将麦饭石矿石破碎至80um后清洗干净，用干法研研磨机粉碎，制得平均粒径15um的微粉，备用；

(2)称取8.5g硝酸银，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为0.05M的硝酸银水溶液，备用；称取48.4g硝酸铜，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为0.2M的硝酸铜水溶液，备用；

(3)称取50g麦饭石微粉加入到(2)得到的硝酸银水溶液和硝酸铜水溶液中，搅拌下加入浓度为1.0M的硝酸铵水溶液200ml，制成浆料；

(4)将上述浆料加热到60℃并保持搅拌5小时，得含抗菌离子的麦饭石悬浮液；

(5)过滤麦饭石悬浮液，并用纯水反复洗涤，至水洗水电导率小于200us/cm。最后用乙醇洗涤一次，滤干后于130℃烘干2小时，得到抗菌性金属离子含量为1％的麦饭石无机抗菌剂。

实施例4

(1)将麦饭石矿石破碎至80um后清洗干净，用干法研磨机粉碎，制得平均粒径10um的微粉，备用；

(2)称取4.25g硝酸银，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为0.025M的硝酸银水溶液，备用；称取59.5g硝酸锌，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为0.2M的硝酸锌水溶液，备用；

(3)称取50g麦饭石微粉加入到(2)得到的硝酸银水溶液和硝酸锌水溶液中，搅拌下加入浓度为0.5M的硝酸铝水溶液200ml，制成浆料；

(4)将上述浆料加热到40℃并保持搅拌10小时，得含抗菌离子的麦饭石悬浮液；

(5)过滤麦饭石悬浮液，并用纯水反复洗涤，至水洗水电导率小于200us/cm。最后用乙醇洗涤一次，滤干后于120℃烘干3小时，得到抗菌性金属离子含量为0.5％的麦饭石无机抗菌剂。

实施例5

(1)将麦饭石矿石破碎至80um后清洗干净，用气流粉碎机粉碎，制得平均粒径5um的微粉，备用；

(2)称取2.125g硝酸银，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为0.0125M的硝酸银水溶液，备用；称取297.5g硝酸锌，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为1.0M的硝酸锌水溶液，备用；称取242g硝酸铜，搅拌下溶解于1L水中，配成浓度为1.0M的硝酸铜水溶液，备用；

(3)称取50g麦饭石微粉加入到(2)得到的硝酸银水溶液、硝酸锌水溶液和硝酸铜水溶液中，搅拌下加入浓度为1.5M的硝酸铵水溶液200ml，制成浆料；

(4)将上述浆料加热到40℃并保持搅拌10小时，得含抗菌离子的麦饭石悬浮液；

(5)过滤麦饭石悬浮液，并用纯水反复洗涤，至水洗水电导率小于200us/cm。最后用乙醇洗涤一次，滤干后于150℃烘干2小时，得到抗菌性金属离子含量为10％的麦饭石无机抗菌剂。

Claims (3)

1.一种麦饭石无机抗菌剂，其特征是，它以麦饭石为载体，以抗菌性金属离子为抗菌成分，按重量百分比计，其抗菌性金属离子的含量为0.01～10％。

2.根据权利要求1所述的麦饭石无机抗菌剂，其特征是，所述抗菌性金属离子为银离子、锌离子、铜离子中的一种或几种。

3.根据权利要求1或2所述的麦饭石无机抗菌剂的制备方法，其特征在于，它包括如下步骤：

a.将麦饭石矿石清洗干净后粉碎，得到粒径小于15um的麦饭石微粉；

b.将抗菌性金属离子化合物溶解到水中，得到0.01～2M的抗菌性金属离子化合物水溶液；

c.将麦饭石微粉加入到抗菌性金属离子化合物水溶液中，加入浓度为0.5～2M的硝酸铵水溶液或硝酸铝水溶液，制成浆料；

d.将浆料在40～80℃搅拌2～10小时，得到含抗菌离子的麦饭石悬浮液；

e.将麦饭石悬浮液过滤，洗涤，干燥，得到抗菌性金属离子含量为0.01～10％的麦饭石无机抗菌剂。