一種納米銀水溶液及其用于科技木的使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，尤其涉及一種納米銀水溶液及其用于科技木的使用方法。它是以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質(zhì)溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑溶入去離子水中后同時添加分散劑和第一還原劑形成溶液；分散劑為三乙醇胺，第一還原劑為水合聯(lián)氨水溶液；納米銀的濃度為50-150ppm，丙烯酸樹脂在溶液中的質(zhì)量含量為1-10%。其使用方法是將科技木送入含有納米銀水溶液的真空罐中，抽真空至真空度為-0.05MPa～-0.01MPa并保持15-20min；然后施壓處理，施加壓力至0.2-0.5MPa并保持18-28min；最后進行微波處理，微波頻率為300MHz～950MHz,微波處理時間為1～3min，然后取出干燥。本發(fā)明的納米銀水溶液穩(wěn)定性和分散性好；能使納米銀更有效滲入科技木中，充分抵御霉菌。
【專利說明】一種納米銀水溶液及其用于科技木的使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，尤其涉及一種納米銀水溶液及其用于科技木的使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬納米材料是納米材料的一個重要分支，它以貴金屬金、銀、銅為代表，其中因為納米銀廣闊的應(yīng)用前景而得到最多的關(guān)注。納米銀可以用在很多方面:在化纖中加入少量的納米銀，可以改善化纖制品的某些性能，并使其具有很強的殺菌能力；在氧化硅薄膜中摻雜適量的納米銀，可使鍍這種薄膜的玻璃有一定的光致發(fā)光性。因此納米銀在抗菌材料、高效催化劑、潤滑劑、光吸收材料、涂料、傳感器、導(dǎo)電漿料、高性能電極材料等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，成為具有特殊性能的功能材料理論研究和應(yīng)用開發(fā)的重要課題。
[0003]納米銀的制備及改進技術(shù)從納米抗菌材料起始以來就成為研究者及開發(fā)商們廣泛關(guān)注的熱點。納米銀的制備分為物理法和化學(xué)法?；瘜W(xué)法有溶膠凝膠法、電鍍法、氧化還原法和真空蒸鍍法等?；瘜W(xué)法制備的銀顆粒最小可達幾納米，操作簡單，容易控制。缺點是得到的銀顆粒不易轉(zhuǎn)移和組裝，而且容易包含雜質(zhì)，且容易發(fā)生聚集。物理法主要是真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍等。其中化學(xué)還原法因為所需實驗條件簡單、節(jié)能而得到很好應(yīng)用。
[0004]CNC101318224B(2010-8-25)公開了一種納米銀水溶液的制備方法，然而該納米銀水溶液應(yīng)用于科技木的效果不佳，并且其穩(wěn)定性和分散性有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的第一目的是提供一種穩(wěn)定性和分散性能好的用于科技木的納米銀水溶液。
[0006]本發(fā)明的第二目的是提供一種滲入徹底的納米銀水溶液用于科技木的使用方法。
[0007]本發(fā)明的第一技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:
一種納米銀水溶液，其是以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質(zhì)溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑溶入去離子水中后同時添加分散劑和第一還原劑形成溶液；
所述分散劑為三乙醇胺，所述第一還原劑為水合聯(lián)氨水溶液；
所述納米銀的濃度為50-150ppm，所述丙烯酸樹脂在溶液中的質(zhì)量含量為1-10%; 所述納米銀按照以下步驟制備而成:
(O將十二烷基磺酸鈉溶液加入硝酸銀水溶液中獲得混合液，所述十二烷基磺酸鈉與硝酸銀的摩爾比為2-3:1 ;
(2)向所述混合液中加入冠醚和含有堿金屬的第二還原劑，所述冠醚與硝酸銀的摩爾比為1-2:1 ;所述含有堿金屬的還原劑與硝酸銀的摩爾比為0.5-1:1，控制pH值為8-9，得到納米銀。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.冠醚具有疏水的外部骨架和親水的可以和金屬離子成鍵的內(nèi)腔，能夠與堿金屬離子形成穩(wěn)定的配合物。同時，本發(fā)明配合在后續(xù)的還原反應(yīng)中加入含有堿金屬的還原劑，力口入上述還原劑后，冠醚和堿金屬離子形成穩(wěn)定的配合物，一方面使反應(yīng)體系中游離的或裸露的還原負離子具有更高的反應(yīng)活性；同時，堿金屬與冠醚發(fā)生配位絡(luò)合后，堿金屬陽離子被冠醚包覆于內(nèi)腔內(nèi)，由此便拉開納米銀體系中正負電荷之間的距離，使得納米銀能夠穩(wěn)定分散于水溶液中，不易團聚；
2.通過特定組分和配比的分散劑、第一還原劑和穩(wěn)定劑的組合與納米銀溶質(zhì)配制成納米銀水溶液，在存放中不會發(fā)生團聚和粒子長大，并且不會被氧化，穩(wěn)定性和分散性好；
3.通過特定的方法制備成配制納米銀水溶液所需的納米銀，納米銀顆粒較均勻，穩(wěn)定和分散性能好，進一步提高了最終所需的納米銀水溶液的穩(wěn)定性和分散性能。
[0009]作為優(yōu)選，所述分散劑在溶液中的質(zhì)量含量為1-3% ;所述第一還原劑在溶液中的含量為0.2-0.4%ο
[0010]作為優(yōu)選，所述含有堿金屬的第二還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀、偏磷酸鈉或檸檬酸鈉中的一種或多種。
[0011]作為優(yōu)選，所述步驟(2)向所述混合液中加入冠醚和含有堿金屬的第二還原劑前，將所述混合液加熱至45-55 °C。
[0012]先加熱再加入冠醚和含有堿金屬的第二還原劑，可以增加反應(yīng)體系中游離的或裸露的還原負離子的反應(yīng)活性，促進堿金屬與冠醚發(fā)生配位絡(luò)合反應(yīng)，進一步拉開納米銀體系中正負電荷之間的距離，使得納米銀能夠穩(wěn)定分散于水溶液中，不易團聚。
[0013]更優(yōu)選地，所述步驟(2)向所述混合液中加入冠醚和含有堿金屬的第二還原劑后加熱至70-85 °C，持續(xù)攪拌5-8min。
[0014]向所述混合液中加入冠醚和含有堿金屬的第二還原劑后繼續(xù)加熱，可以進一步增加反應(yīng)體系中游離的或裸露的還原負離子的反應(yīng)活性，促進堿金屬與冠醚發(fā)生配位絡(luò)合反應(yīng)，進一步拉開納米銀體系中正負電荷之間的距離，使得納米銀能夠穩(wěn)定分散于水溶液中，不易團聚。
[0015]作為優(yōu)選，所述步驟(2)在微波真空條件下進行，具體是抽真空至真空度為-0.02MPa?-0.0OlMPa，再進行微波處理，微波頻率為IOOMHz?230MHz，微波處理時間為3?7s。
[0016]采用微波輻射進行反應(yīng)能極大地加快反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，進一步提高納米銀水溶液的穩(wěn)定性。
[0017]作為優(yōu)選，所述納米銀制備還包括步驟(3)超濾脫鹽和干燥。
[0018]超濾除去反應(yīng)中生成的無機鹽或有機鹽，最終得到粒徑范圍為20_60nm的納米銀。
[0019]作為優(yōu)選，所述冠醚為二環(huán)己烷并-18-冠-6。
[0020]本發(fā)明的第二技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的:
一種納米銀水溶液用于科技木的使用方法，它是將科技木送入含有納米銀水溶液的真空罐中，抽真空至真空度為-0.05MPa?-0.0lMPa并保持15_20min ;然后施壓處理，施加壓力至0.2-0.5MPa并保持18_28min ;最后進行微波處理，微波頻率為300MHz?950MHz，微波處理時間為I?3min,然后取出干燥。
[0021]通過連續(xù)的抽真空、加壓和微波處理，使納米銀有效滲入科技木中，充分抵御因潮濕引起的霉菌對科技木的侵襲。
[0022]作為優(yōu)選，所述科技木為膠合板、貼面板、實木復(fù)合地板或科技木切片。
[0023]綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果:
1、本發(fā)明的納米銀水溶液穩(wěn)定性和分散性好；
2、本發(fā)明的使用方法能使納米銀更有效滲入科技木中，充分抵御因潮濕引起的霉菌對科技木的侵襲。
【具體實施方式】
[0024]實施例一
納米銀的制備:
將十二烷基磺酸鈉溶液加入硝酸銀水溶液中獲得混合液，十二烷基磺酸鈉與硝酸銀的摩爾比為2:1 ；
將混合液加熱至45 °C，攪拌狀態(tài)下向混合液中加入二環(huán)己烷并-18-冠-6和硼氫化鈉，加熱至70°C，持續(xù)攪拌5min ;二環(huán)己烷并_18_冠-6與硝酸銀的摩爾比為1:1 ;硼氫化鈉與硝酸銀的摩爾比為0.5:1，控制pH值為8，得到納米銀。
[0025]納米銀水溶液的制備:
以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質(zhì)溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑溶入去離子水中后同時添加分散劑和第一還原劑形成溶液；
分散劑為三乙醇胺，在溶液中的質(zhì)量含量為1%;第一還原劑為水合聯(lián)氨水溶液；在溶液中的含量為0.2% ；
納米銀的濃度為50ppm，丙烯酸樹脂在溶液中的質(zhì)量含量為1%。
[0026]將納米銀水溶液用于科技木的使用方法:
科技木可以是膠合板、貼面板、實木復(fù)合地板或科技木切片；使用方法是將科技木送入含有納米銀水溶液的真空罐中，抽真空至真空度為-0.05MPaMPa并保持15min ;然后施壓處理，施加壓力至0.2MPa并保持18min ;最后進行微波處理，微波頻率為300MHz，微波處理時間為Imin,然后取出干燥。
[0027]本實施例獲得的科技木經(jīng)檢測達到JISZ 2911標準的最高O級，裝飾于居室內(nèi)的對流行性桿菌、食木霉菌、變色菌等具有較強的殺滅作用。
[0028]實施例二 納米銀的制備:
將十二烷基磺酸鈉溶液加入硝酸銀水溶液中獲得混合液，十二烷基磺酸鈉與硝酸銀的摩爾比為3:1;
將混合液加熱至55°C，攪拌狀態(tài)下向混合液中加入二環(huán)己烷并-18-冠-6和硼氫化鉀，加熱至85°C，持續(xù)攪拌Smin ;二環(huán)己烷并_18_冠-6與硝酸銀的摩爾比為1_2:1 ;硼氫化鉀與硝酸銀的摩爾比為0.5-1:1，控制pH值為8-9，得到納米銀。
[0029]納米銀水溶液的制備:
以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質(zhì)溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑溶入去離子水中后同時添加分散劑和還原劑形成溶液；
分散劑為三乙醇胺，在溶液中的質(zhì)量含量為1-3% ;第一還原劑為水合聯(lián)氨水溶液；在溶液中的含量為0.2-0.4% ；
納米銀的濃度為50-150ppm，丙烯酸樹脂在溶液中的質(zhì)量含量為1_10%。
[0030]將納米銀水溶液用于科技木的使用方法:
科技木可以是膠合板、貼面板、實木復(fù)合地板或科技木切片；使用方法是將科技木送入含有納米銀水溶液的真空罐中，抽真空至真空度為-0.05MPa?-0.0lMPa并保持15-20min ；然后施壓處理，施加壓力至0.2-0.5MPa并保持18_28min ;最后進行微波處理，微波頻率為300MHz?950MHz，微波處理時間為I?3min，然后取出干燥。
[0031]本實施例獲得的科技木經(jīng)檢測達到JISZ 2911標準的最高O級，裝飾于居室內(nèi)的對流行性桿菌、食木霉菌、變色菌等具有較強的殺滅作用。
[0032]實施例三 納米銀的制備:
將十二烷基磺酸鈉溶液加入硝酸銀水溶液中獲得混合液，十二烷基磺酸鈉與硝酸銀的摩爾比為2.5:1 ;
將混合液加熱至50°C，攪拌狀態(tài)下向混合液中加入二環(huán)己烷并-18-冠-6和偏磷酸鈉，加熱至75°C，持續(xù)攪拌6min ;二環(huán)己烷并-18-冠-6與硝酸銀的摩爾比為1.5:1 ;偏磷酸鈉與硝酸銀的摩爾比為0.8:1，控制pH值為8.5，得到納米銀。
[0033]納米銀水溶液的制備:
以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質(zhì)溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑溶入去離子水中后同時添加分散劑和還原劑形成溶液；
分散劑為三乙醇胺，在溶液中的質(zhì)量含量為2% ;第一還原劑為水合聯(lián)氨水溶液；在溶液中的含量為0.3% ；
納米銀的濃度為lOOppm，丙烯酸樹脂在溶液中的質(zhì)量含量為8%。
[0034]將納米銀水溶液用于科技木的使用方法:
科技木可以是膠合板、貼面板、實木復(fù)合地板或科技木切片；使用方法是將科技木送入含有納米銀水溶液的真空罐中，抽真空至真空度為-0.03MPa并保持18min ;然后施壓處理，施加壓力至0.3MPa并保持23min ;最后進行微波處理，微波頻率為550MHz，微波處理時間為2min,然后取出干燥。
[0035]本實施例獲得的科技木經(jīng)檢測達到JISZ 2911標準的最高O級，裝飾于居室內(nèi)的對流行性桿菌、食木霉菌、變色菌等具有較強的殺滅作用。
[0036]實施例四 納米銀的制備:
將十二烷基磺酸鈉溶液加入硝酸銀水溶液中獲得混合液，十二烷基磺酸鈉與硝酸銀的摩爾比為2:1 ；
向混合液中加入二環(huán)己烷并-18-冠-6和檸檬酸鈉，二環(huán)己烷并-18-冠-6與硝酸銀的摩爾比為1:1 ;檸檬酸鈉與硝酸銀的摩爾比為0.5:1，控制pH值為8，放入微波真空罐在微波真空條件下進行處理，具體是抽真空至真空度為-0.02MPa，再進行微波處理，微波頻率為100MHz，微波處理時間為3s，然后超濾脫鹽并干燥，最終得到粒徑范圍為20-60nm的納米銀。
[0037]納米銀水溶液的制備及其使用方法同實施例一。[0038]實施例五
納米銀的制備:
將十二烷基磺酸鈉溶液加入硝酸銀水溶液中獲得混合液，十二烷基磺酸鈉與硝酸銀的摩爾比為3:1;
向混合液中加入二環(huán)己烷并-18-冠-6和按摩爾比1:1組合而成的硼氫化鈉和硼氫化鉀，二環(huán)己烷并-18-冠-6與硝酸銀的摩爾比為1-2:1 ;硼氫化鈉和硼氫化鉀與硝酸銀的摩爾比為1:1，控制pH值為9，放入微波真空罐在微波真空條件下進行處理，具體是抽真空至真空度為-0.0OlMPa，再進行微波處理，微波頻率為230MHz，微波處理時間為7s，然后超濾脫鹽并干燥，最終得到粒徑范圍為20-60nm的納米銀。
[0039]納米銀水溶液的制備及其使用方法同實施例二。
[0040]實施例六 納米銀的制備:
將十二烷基磺酸鈉溶液加入硝酸銀水溶液中獲得混合液，十二烷基磺酸鈉與硝酸銀的摩爾比為2.5:1 ;
向混合液中加入二環(huán)己烷并-18-冠-6和按摩爾比1:1組合而成的硼氫化鉀和偏磷酸鈉，二環(huán)己烷并-18-冠-6與硝酸銀的摩爾比為1.5:1 ;硼氫化鉀和偏磷酸鈉與硝酸銀的摩爾比為0.8:1，控制pH值為8.5，放入微波真空罐在微波真空條件下進行處理，具體是抽真空至真空度為-0.0lMPa，再進行微波處理，微波頻率為130MHz，微波處理時間為5s，然后超濾脫鹽并干燥，最終得到粒徑范圍為20-60nm的納米銀。
[0041]納米銀水溶液的制備及其使用方法同實施例三。
[0042]比較實施例一 納米銀的制備:
將十二烷基磺酸鈉溶液加入硝酸銀水溶液中獲得混合液，十二烷基磺酸鈉與硝酸銀的摩爾比為1:1;
攪拌狀態(tài)下向混合液中加入硼氫化鈉，持續(xù)攪拌5min ;硼氫化鈉與硝酸銀的摩爾比為2:1，控制pH值為10，得到納米銀。
[0043]納米銀水溶液的制備:
以水為溶劑，以納米銀為溶質(zhì)溶入水中，以丙烯酸樹脂為絡(luò)合劑和穩(wěn)定劑溶入水中后同時添加分散劑三乙醇胺形成溶液；
三乙醇胺在溶液中的質(zhì)量含量為1% ;在溶液中的含量為0.2% ；
納米銀的濃度為40ppm，丙烯酸樹脂在溶液中的質(zhì)量含量為0.5%。
[0044]將實施例1-6和比較例靜置，分別觀察納米銀水溶液體系在I個月和6個月之后的納米銀的分散狀態(tài)，觀察結(jié)果見表I。
[0045]表I納米銀水溶液體系中納米銀的分散狀態(tài)
【權(quán)利要求】
1.一種納米銀水溶液，其特征在于:它是以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質(zhì)溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡(luò)合劑、穩(wěn)定劑溶入去離子水中后同時添加分散劑和第一還原劑形成溶液； 所述分散劑為三乙醇胺，所述第一還原劑為水合聯(lián)氨水溶液； 所述納米銀的濃度為50-150ppm，所述丙烯酸樹脂在溶液中的質(zhì)量含量為1-10%; 所述納米銀按照以下步驟制備而成: (1)將十二烷基磺酸鈉溶液加入硝酸銀水溶液中獲得混合液，所述十二烷基磺酸鈉與硝酸銀的摩爾比為2-3:1 ; (2)向所述混合液中加入冠醚和含有堿金屬的第二還原劑，所述冠醚與硝酸銀的摩爾比為1-2:1 ;所述含有堿金屬的還原劑與硝酸銀的摩爾比為0.5-1:1，控制pH值為8-9，得到納米銀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米銀水溶液，其特征在于:所述分散劑在溶液中的質(zhì)量含量為1-3% ;所述第一還原劑在溶液中的含量為0.2-0.4%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種納米銀水溶液，其特征在于:所述含有堿金屬的第二還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀、偏磷酸鈉或檸檬酸鈉中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米銀水溶液，其特征在于:所述步驟(2)向所述混合液中加入冠醚和含有堿金屬的第二還原劑前，將所述混合液加熱至45-55°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種納米銀水溶液，其特征在于:所述步驟(2)向所述混合液中加入冠醚和含有堿金屬的第二還原劑后加熱至70-85°C，持續(xù)攪拌5-8min。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米銀水溶液，其特征在于:所述步驟(2)在微波真空條件下進行，具體是抽真空至真空度為-0.02MPa?-0.00IMPa，再進行微波處理，微波頻率為IOOMHz?230MHz,微波處理時間為3?7s。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種納米銀水溶液，其特征在于:所述冠醚為二環(huán)己烷并-18-冠-6。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的一種納米銀水溶液，其特征在于:所述納米銀制備還包括步驟(3)超濾脫鹽和干燥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的一種納米銀水溶液用于科技木的使用方法，其特征在于:將科技木送入含有納米銀水溶液的真空罐中，抽真空至真空度為-0.05MPa?-0.0lMPa并保持15_20min ;然后施壓處理，施加壓力至0.2-0.5MPa并保持18-28min ;最后進行微波處理，微波頻率為400MHz?650MHz，微波處理時間為I?3min，然后取出干燥。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種納米銀水溶液用于科技木的使用方法，其特征在于:所述科技木為膠合板、貼面板、實木復(fù)合地板或科技木切片。
【文檔編號】B27K3/08GK103817348SQ201410106689
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】詹先旭, 沈金祥, 劉元強, 楊勇 申請人:德華兔寶寶裝飾新材股份有限公司