以天然硅酸盐矿石为载体的无机抗菌剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种以天然硅酸盐矿石为载体的无机抗菌剂及其制备方法，属无机抗菌材料技术领域。该抗菌剂由硅酸盐矿物、抗菌金属盐类及氧化物制成；硅酸盐矿物∶抗菌金属盐类及氧化锌或氯化锌＝100∶3~20；抗菌剂的MIC值为75~800ppm本发明的制备方法由高温热处理和高温烧结制成。其中：高温热处理的温度为700~1250℃，恒温处理时间1~2小时。高温烧结中的温度为：700~1200℃，恒温时间1~2小时。本发明的无机抗菌剂具有能较好地与这些矿物的原应用领域匹配，方便地应用于原应用领域而使相关的制品具有抗菌功能，并能与环境有很好的协调性和较高的安全性。本发明的抗菌剂具有抗菌性能好，其制备方法操作简便，成本低，经济效益高。

说明书

技术领域：

本发明涉及一种以天然硅酸盐矿石为载体的无机抗菌剂及其制备方法，属无机抗菌材料技术领域。

背景技术：

原有的无机抗菌剂多以沸石、磷酸锆、玻璃等人工合成制造的具有层状或网状结构的无机材料为载体，以银、铜、锌为抗菌有效成份制作而成，并已形成了许多专利，实验表明这些材料有好的抗菌特性，并已投入实际使用。此外，也有专利提出采用Al₂O₃，CaO，SiO₂，ZrO₂，TiO₂等氧化物为载体，以Ag、Cu、Zn等金属离子为抗菌成分，也制备出了具有好的抗菌特性的无机抗菌材料。

上述这些抗菌材料的载体都是人工合成的氧化物或复合氧化物，具有成本高、载体材料成分单一难于发挥载体与抗菌金属的协同作用，制备工艺流程长等缺点。

发明内容：

本发明的目的在于提高抗菌特性、充分发挥载体与抗菌金属成分的协同相增(或相乘)作用，采用天然硅酸盐矿石为载体，以Ag、Cu、Zn等金属为抗菌成分，制作高性能，低成本无机抗菌剂。

本发明的无机抗菌剂由硅酸盐矿物、抗菌金属盐类及氧化物制成，其中：

1.1硅酸盐矿∶抗菌金属盐类及氧化锌或氯化锌＝100∶3~20；抗菌剂的MIC值为75~800ppm；

1.2硅酸盐矿物包括：链状硅酸盐矿物、层状硅酸盐矿物：架状硅酸盐矿物、岛状硅酸盐矿物、环状硅酸盐矿物、硅藻土；

1.3抗菌金属盐类包括：硝酸银、硫酸银、硝酸铜、硫酸铜、氯化锌、硫酸锌；

1.4氧化物为：氧化锌；

1.5硅酸盐矿物、抗菌金属盐类及氧化物可以是一种，也可以是几种，但无论是一种或几种，其总量都必须满足1.1中所陈述的配比。

具体地说的天然硅酸盐矿石包括(1)链状硅酸盐矿物(辉石：xy[Si₂O₆]、x＝Ca，Mg，Fe²⁺，Mn，Na，Li，y＝Mg，Fe³⁺，Mn，Al；硅灰石：Ca₃[Si₃O₉]，角闪石类硅酸盐：R₇[Si₄O₁₁]₂·(OH)₂，R＝Mg²⁺，Fe²⁺，Ca²⁺，Na⁺，Al³⁺，角闪石：A_0~1X₂Y₅[Si₈O₂₂](OH，FCl)₂，A＝Na，Ca，K，H，X＝Na，Li，K，Ca，Mg，Fe²⁺，y＝Mg，Fe³⁺，Mn，Al，Ti)；(2)层状硅酸盐矿物(高岭石：Al₄[Si₄O₁₀](OH)₈(常有少量Fe、Mg、Cr替代Al)，滑石：Mg₃[Si₄O₁₀](OH)₂；水镁石：Mg(OH)₂；云母：[KMg₃(AlSi₃O₁₀)(OH)₂]；粘土类硅酸盐：包括高岭石、蒙托石、伊利石)；(3)架状硅酸盐(沸石：AmXpO₂p·nH₂O，A＝Na，Ca，K，Ba，Sr，少量Mg，Mn，X＝si，Al；方钠石：Na₈[AlSiO₄]₆Cl₁₂，白榴石：K[AlSi₂O₆]，部分K可被Na，Ca置换，方柱石：(Na，Ca)₄[Al₂Si₂O₈]₃(Cl，F，OH，CO₃，SO₄)；长石：钾长石、钠长石、钙长石、钡长石)；(4)岛状硅酸盐矿物(红柱石：Al₂[SiO₄]O，常含Mn，Fe和碳质，锆英石：ZrSiO₄，镁橄榄石：Mg₂[SiO4]，白云石：CaMg[CO₃]₂)；(5)环状硅酸盐矿物(电气石；Na[Mg，Fe，Mn，Li，Al]₃Al₆[Si₆O₁₈][BO₃]₃(OH)₄))，(6)硅藻土等六类。上述硅酸盐矿在建筑、陶瓷、电力及电子工业、轻化工、航空航天、农业等领域有广泛的应用。

本发明的制备方法采用由高温热处理和高温烧结制成，即：

1.将经选矿、除杂后的硅酸盐矿放入高温炉中进行高温热处理，处理温度为700~1250℃，恒温处理时间1~2小时，当达到恒温时间时，立即从高温炉中取出置于炉外室温冷却；

2.将冷却后的硅酸盐矿物与抗菌金属盐类及氧化锌，按硅酸盐矿物∶抗菌金属盐类及氧化锌＝100∶3~20的比例混合并碾磨，随后装入坩锅中置于高温炉中烧结，温度为：700~1200℃，恒温时间1~2小时，当达到恒温时间后，立即将坩锅从炉中取出置于室温环境下冷却，冷却后经研磨得到无机抗菌剂。

本发明的选矿、除杂工序同现有技术。

本发明的无机抗菌剂具有能较好地与这些矿物的原应用领域匹配，方便地应用于原应用领域而使相关的制品具有抗菌功能，并能与环境有很好的协调性和较高的安全性。本发明的抗菌剂具有抗菌性能好，其制备方法操作简便，成本低，经济效益高。

具体实施方式：

1、链状硅酸盐矿物：以硅灰石为例

2、层状硅酸盐矿物：以高岭石和滑石为例

3、架状硅酸盐矿物：以长石为例

4、岛状硅酸盐矿物：以锆石英为例

5、环状硅酸盐矿物：以电气石为例

6、硅藻土：以硅藻土矿为例

实施例子实施效果列表如下：

                                    实施例子一览表

            载体抗菌成份抗力(ppm)(MIC)(对大肠杆菌)载体热处理温度、时间烧结温度、时间链状硅酸盐硅灰石(100g)硝酸银(8g)1000℃1小时1000℃1小时120ppm硅灰石(100g)+滑石(20g)硝酸银(或硫酸银)(2g)+硝酸铜或硫酸铜(10g)950℃1小时950℃1小时120ppm层状硅酸盐高岭石(100g)硝酸银(3g)+ZnO(10g)+硫酸铜(5g)1050℃1小时1000℃1小时250ppm高岭石(100g)+锆石英(20g)硝酸银(8g)+ZnO(10g)+1250℃2小时1200℃2小时75ppm架状硅酸盐长石(100g)硝酸银(8g)+ZnO(10g)950℃1小时900℃1小时75ppm长石(100g)+蒙托石(20g)硝酸银(4g)+硫酸铜(10g)+ZnO(10g)1000℃1小时950℃1小时120ppm层状硅酸盐滑石(100g)硝酸银(6g)+硫酸锌(10g)900℃1小时900℃1小时120ppm滑石(100g)+高岭石(20g)硝酸银(5g)+硫酸铜(10g)900℃1小时900℃1小时120ppm岛状硅酸盐锆石英(100g)硝酸银(5g)+ZnO(10g)1100℃1小时1050℃1小时120ppm锆石英(100g)+方柱石(20g)硝酸银(3g)+硫酸铜(6g)+ZnO(10g)1100℃1小时1050℃1小时200ppm环状硅酸盐电气石(100g)硝酸银(5g)+ZnO(10g)1000℃2小时950℃1小时120ppm电气石(100g)+沸石(20g)硝酸银(4g)+硫酸铜(10g)750℃3小时700℃2小时120ppm硅藻土硅藻土(100g)硝酸银(6g)700℃3小时700℃2小时120ppm硅藻土(100g)+高岭石(20g)硝酸银(3g)+硫酸铜(6g)+ZnO(10g)800℃1小时750℃2小时200ppm