專利名稱：抗菌液體的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗菌液體及其應(yīng)用方法，特別是含有電荷傳輸型催化劑的抗菌液及其在抗菌功能建筑材料和生活衛(wèi)生用品中的使用方法。
背景技術(shù)：
抗菌玻璃既具有優(yōu)良的抗菌性能，又兼有紅外輻射性能，作為綠色健康型抗菌保健玻璃材料，可廣泛應(yīng)用于建筑、器皿、包裝等領(lǐng)域。隨著人們對生活質(zhì)量和環(huán)境意識的增強，抗菌玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域和產(chǎn)銷市場將日益擴大，具有廣闊的發(fā)展前景。然而，目前有關(guān)抗菌玻璃及其制品的報道較少，其中，中國專利文獻(申請?zhí)?3115246. 5)公開了用含O. 2%以上的抗菌劑的樹脂涂料涂裝在玻璃容器外表面，再烘烤固化制備抗菌玻璃容器。中國專利文獻(申請?zhí)?00610099580. X)公開了共混燒制抗菌玻璃。中國專利文獻(申請?zhí)?01080008222. 8)公開了表面涂銀抗菌玻璃制品。中國專利文獻(申請?zhí)?200510123722. 7)公開了一種使用溶膠-凝膠鍍膜方法生產(chǎn)抗菌玻璃的工藝技術(shù)，其抗菌劑主要為Ag+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Fe3+其中之一金屬離子(Mn+)無機離子。中國專利文獻(申請?zhí)?01010501776. 3)公開了海洋生物抗菌玻璃清潔劑。中國專利文獻(申請?zhí)?00820084344. 5)公開了在玻璃基片的一個表面采用等離子噴涂有納米TiO2涂鍍層一種納米抗污去污抗菌玻璃。中國專利文獻(申請?zhí)?00410007612. X)公開了含Ag2O抗菌玻璃組合物和使用該組合物的抗菌聚合物組合物。中國專利文獻(申請?zhí)?00510040987. O)公開了抗菌玻璃纖維/納米粒子/聚丙烯復(fù)合材料及制備方法。從上述公開的專利文獻可見，抗菌玻璃所用到的抗菌劑主要為Ag、Ag+、Cu2+、Zn2+、Co2+、Ni2+、Fe3+、Ag20、Ti02、Sn02> Ag2O> CuO等無機抗菌材料。根據(jù)抗菌劑的釋放形式不同大致可分為可溶與不可溶兩種 ，前者需要水而后者需要光。而且，抗菌玻璃所采用的工藝主要為離子噴涂、溶膠提拉+高溫?zé)Y(jié)技術(shù)、玻璃化法等。通常，這些方法能耗高，對設(shè)備有特殊要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種抗菌液體的制備方法及其應(yīng)用，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案
本發(fā)明是一種新型抗菌液體的制備方法，具體是先將抗菌劑與分散劑按O. 2^0. 4克/升的配比混合，超聲分散15 30分鐘后得到抗菌液體；所述抗菌劑是一種電荷傳輸型催化齊 ，其成分為稀土摻雜的氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化硅；所述分散劑是一種無機硅液體。所述的抗菌液中催化劑(質(zhì)量/克)與無機硅液體(體積/升)的最佳質(zhì)量/體積比為0.3克/升。所述的抗菌劑是一種電荷傳輸型催化劑，其成分為，氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化硅，各成分的摩爾比為，O. 8 :0. 2 :0. 3 :0 1。
本發(fā)明所述的抗菌液體的應(yīng)用，具體是將抗菌液體均勻地分散到建筑材料及其制備的生活用品的表面，然后在10(T30(TC下低溫固化15 30分鐘，得到具有抗菌功能的建筑材料及其制備的生活用品。所述建筑材料可以是大理石、瓷磚、陶瓷或玻璃。所述抗菌生活用品可以是用大理石、陶瓷或玻璃制備的面盆、馬桶、浴缸、餐具或家具。本發(fā)明可以采用浸潰-提拉成膜，或刷涂、噴涂成膜工藝，將抗菌液體均勻地分散到建筑材料或其制備的生活用品的表面。本發(fā)明所公開的抗菌建筑材料或其制備的生活用品以及制備方法與已有技術(shù)相t匕，具有以下的主要的優(yōu)點和積極效果
1.采用本方法制造的抗菌涂層對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌有顯著的殺滅作用。且抗菌機理新穎，所用的抗菌劑為電荷傳輸型催化劑，是利用大氣中的電磁能或熱能引發(fā)本身的分子結(jié)構(gòu)與污染物粒子間的電荷傳輸而產(chǎn)生氧化及還原反應(yīng)，從而將污染物粒子分解，無需光照和水份；
2.采用先進的低溫固定技術(shù)，用無機硅液體將電荷傳輸型催化劑固定在玻璃、大理石、瓷磚、陶瓷，或它們的制品的表面。這種無機硅液體既可提高抗菌性能，又可改善表面光潔度。同時其固定工藝簡單，易于推廣；
3.在建筑材料及其制備的生活用品表面制造抗菌涂層的過程中，原料用量少，低溫處理，能耗小，制造成本低廉；
4.該抗菌液體適用范圍廣，操作方便，且無毒、無刺激、氣味清香。


圖1是抗菌建筑材料及其制品的結(jié)構(gòu)不意圖。圖2 -圖3是實施例2用O克/升配比的抗菌液處理過的玻璃與所生成的金黃葡萄球菌生物膜的掃描電鏡照片。圖4 -圖5是實施例3用O. 3克/升配比的抗菌液處理過的玻璃與所生成的金黃葡萄球菌生物膜的掃描電鏡照片。圖6 -圖7是實施例4用3克/升配比的抗菌液處理過的玻璃與所生成的金黃葡萄球菌生物膜的掃描電鏡照片。圖8 -圖9是實施例5采用浸潰-提拉處理過的玻璃表面的抗菌膜的掃描電鏡照片。圖10是所得無抗菌涂層玻璃與所生成的金黃葡萄球菌生物膜在激光共聚焦顯微鏡下的螢光染色圖像。圖11是實施例5所得抗菌玻璃與所生成的金黃葡萄球菌生物膜在激光共聚焦顯微鏡下的螢光染色圖像。
具體實施例方式以下通過具體實施例及附圖來進一步說明本發(fā)明，但實施例僅用于說明，并不能限制本發(fā)明范圍。
下述的抗菌液的配比均為催化劑(質(zhì)量/克)與無機硅液體(體積/升)的質(zhì)量/體積比。具有抗菌功能的建筑材料及其制品的結(jié)構(gòu)如圖1所示，上方是抗菌涂層1，下方是建筑材料及其制品2。實施例1 :
先將催化劑與分散劑按O. 3克/升配比混合，超聲分散15 30分鐘得到抗菌液，再用浸潰-提拉工藝將其均勻地分散到陶瓷制品表面。最后在100°C下熱處理干燥15分鐘，得到所需功能性陶瓷制品。測試試件的制備取一塊與待測制品相同材質(zhì)的片(1. 5 cmX4. O cm)，按上述工藝做抗菌涂層,將其作為試件來測試抗菌性能(下同)。然后采用計數(shù)法分析功能性陶瓷對大腸桿菌(E. coli)的抗菌性能(下同)。具體操作均為無菌操作，如下將Log期細菌放入37 V的LB液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)2小時，再調(diào)節(jié)細菌濃度至IO3 cells/ml。將100 PL上述菌液分散地滴到陶瓷片上，水平放置于密封的無菌培養(yǎng)皿中。培養(yǎng)皿遠離陶瓷片位置加入幾滴無菌水以保持皿內(nèi)高的濕潤度，以免并置菌液干燥。然后，含有陶瓷的培養(yǎng)皿小心水平放置于37 °C培養(yǎng)箱(無光照)，靜置12小時。然后，用無菌棉簽將上述陶瓷片上的菌液擦拭，全部轉(zhuǎn)移到裝有生理鹽水的離心瓶中、充分振蕩后，取上述混合物(生理鹽水+細菌)系列稀釋1(Γ100倍后，分別涂布在LB瓊脂培養(yǎng)基上，并于37 °C培養(yǎng)24小時。計算細菌的數(shù)目(菌落計數(shù)法)。所得結(jié)果如表I所示，可見，與其他基底材料(有機硅膠粘合劑、環(huán)氧樹脂粘合劑、氰基丙烯酸鹽粘合劑)，用無機硅粘合劑做基底材料抗菌涂層具有更好的抗菌效果。這主要是無機硅粘合劑固化二維及三維網(wǎng)絡(luò)將催化劑粒子均勻地固定覆蓋在陶瓷表面，這有利于防污、防菌。實施例2 ` 先將催化劑與分散劑按O克/升的配比混合超聲分散30分鐘得到抗菌液，再采用噴涂工藝將其均勻地分散到玻璃制品表面。最后在100°C下熱處理干燥30分鐘，得到所需玻璃。用掃描電鏡觀察玻璃表面涂層對金黃葡萄球菌(5 aareM)生物膜的抑制作用。從圖2和圖3可見，當(dāng)配比為O克/升時即沒有抗菌劑的玻璃表面涂層，其表面粗糙，凹凸不平，有大量的細菌生長。實施例3
采用實施例2的方法制備功能性玻璃。不同的是催化劑與分散劑的配比為O. 3克/升。用掃描電鏡觀察玻璃表面涂層對金黃葡萄球菌(5 aareM)生物膜的抑制作用。從圖4和圖5可見，當(dāng)配比為O. 3克/升時玻璃的抗菌涂層，表面非常光滑。這是由于無機硅液體有很好的流動性，能滲透到基底表面的微孔，其固化形成的二維及三維網(wǎng)絡(luò)將催化劑粒子均勻地固定在玻璃表面，這有利于防污、防菌。因此其表面只有少量細菌存在。這表明適當(dāng)?shù)乜刂瓶咕旱呐浔龋粌H可以提高抗菌性能，而且可以改善材料表面的光潔度。實施例4:
采用實施例2的方法制備功能性玻璃。不同的是催化劑與分散劑的配比為3克/升。用掃描電鏡觀察玻璃表面涂層對金黃葡萄球菌(5 aareM)生物膜的抑制作用。從圖6和圖7可見，在3克/升配比下獲得的玻璃，其抗菌涂層因催化劑粒子濃度過高團聚、分布不均，表面光滑度明顯下降。同時，在涂層的表面有較多的細菌繁殖。這進一步證明當(dāng)配比為O. 3克/升時，抗菌液體在基底表面形成二維及三維網(wǎng)絡(luò)利于防污、防菌。實施例5
采用實施例1的方法制備功能性玻璃制品，不同的是在300°C下熱處理干燥30分鐘。圖8和圖9是玻璃表面的抗菌膜在掃描電鏡下的低倍和高倍照片，可見，采用浸潰-提拉工藝所獲的抗菌膜均勻致密。為此，我們進一步研究了玻璃抗菌涂層對金黃葡萄球菌(5aureus)生物膜的抑制作用，并用激光共聚焦顯微鏡觀察其螢光染色圖像。沒有抗菌涂層的玻璃表面有大量的細菌生長(見圖10)，而用配比為0.3克/升抗菌液刷涂得到的抗菌玻璃，其表面只有少量的細菌存在(見圖11)。這進一步證明玻璃表面的抗菌涂層對金黃葡萄球菌(5 aureus)生物膜的生成具有很好的抑制和滅殺作用。實施例6
先將催化劑與分散劑按不同配比混合(O克/升，O. 3克/升，3克/升)超聲分散30分鐘得到抗菌液，再采用刷涂工藝將其均勻地分散到玻璃制品或玻璃片表面。最后在100°C下熱處理干燥30分鐘，得到所需功能性玻璃。然后采用計數(shù)法分析功能性玻璃對大腸桿菌(E. coli)的抗菌性能(同實施例1)。所得結(jié)果如表2所示，可見，催化劑與無機硅液體的配比為O. 3克/升時，具有最好的抗菌效果。這是由于催化劑/無機硅液體配比過高、過低都不利于二維及三維網(wǎng)絡(luò)的形成。實施例7
先將電荷傳輸型催化劑與分散劑按不同配比混合(O. 05克/升，O. 2克/升，O. 3克/升，O. 4克/升，O. 5克/升)超聲分散30分鐘得到抗菌液，再采用噴涂工藝將其均勻地分散到瓷磚表面。最后在100°C下熱處理干燥20分鐘，得到所需功能性瓷磚。然后采用計數(shù)法分析功能性瓷磚對大腸桿菌(E. coli)的抗菌性能(同實施例1)。所得結(jié)果如表3所示，可見，催化劑與無機硅液體的配比為O. 2^0. 4克/升時，具有較好的抗菌效果。配比過高、過低都不利于均勻的二維及三維抗菌網(wǎng)絡(luò)的形成。實施例8
先將電荷傳輸型催化劑與分散劑按配比O. 3克/升混合超聲分散30分鐘得到抗菌液，再采用刷涂工藝將其均勻地分散到大理石表面。在100°C下熱處理干燥15分鐘，得到所需功能性大理石。然后采用計數(shù)法分析功能性大理石在有和無光照下對大腸桿菌(E. coli)的抗菌性能(同實施例1)。所得結(jié)果如表4所示，可見，在100°C下處理得到的抗菌大理石都具有優(yōu)異的抗菌性能。而且該抗菌大理石無論有光/無光都顯現(xiàn)了優(yōu)異的抗菌性能。實施例9
采用實施例8的方法制備功能性大理石。不同的是熱處理溫度為200°C。然后采用實施例1所示的計數(shù)法分析功能性大理石在無光照下對大腸桿菌(E.coli)的抗菌性能(同實施例1)。所得結(jié)果如表4所示，可見，在200°C下處理得到的抗菌大理石都具有優(yōu)異的抗菌性能。實施例10
采用實施例8的方法制備功能性大理石。不同的是熱處理溫度為300°C。

然后采用實施例1所示的計數(shù)法分析功能性大理石在無光照下對大腸桿菌(E.coli)的抗菌性能(同實施例1)。所得結(jié)果如表4所示，可見，在300°C下處理得到的抗菌大理石具有優(yōu)異的抗菌性能。上述實施例中，所采用的抗菌劑可以由臺富科技(深圳)有限公司提供。該抗菌劑是電荷傳輸型催化劑，其成分為，氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化硅，各成分的摩爾比為O. 8
O.2 0. 3 :0 1。上述實施例中，所米用的分散劑是一種無機娃液體。該無機娃液體可由德國薩爾布呂肯新材料研究所納米科技股份公司提供的產(chǎn)品，例如液體玻璃等。所采用的有機硅膠粘合劑、環(huán)氧樹脂粘合劑和氰基丙烯酸鹽粘合劑分別由上海國藥有限公司提供。附表 表權(quán)利要求
1.一種抗菌液體的制備方法，其特征在于先將抗菌劑與分散劑按O. 2^0. 4克/升的配比混合，超聲分散15 30分鐘后得到抗菌液體；所述抗菌劑是一種電荷傳輸型催化劑，其成分為氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化硅；所述分散劑是一種無機硅液體。
2.如權(quán)利要求1所述的抗菌液體的制備方法，其特征在于電荷傳輸型催化劑與無機娃液體按O. 3克/升的配比混合。
3.如權(quán)利要求1所述的抗菌液體的制備方法，其特征在于電荷傳輸型催化劑中的各成分的摩爾比為氧化招氧化鈦氧化鋅氧化娃=0. 8 :0. 2 :0. 3 :(Tl。
4.權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述抗菌液體的應(yīng)用，其特征是將抗菌液體均勻地分散到建筑材料及其制備的生活用品的表面，然后在10(T30(TC下低溫固化15 30分鐘，得到具有抗菌功能的建筑材料及其制備的生活用品。
5.如權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征是所述的建筑材料是大理石、瓷磚、陶瓷或玻璃。
6.如權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征是所述的生活用品是用陶瓷、大理石或玻璃制備的面盆、馬桶、浴缸、餐具或家具。
7.如權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于采用浸潰-提拉成膜，或刷涂、噴涂成膜工藝將抗菌液體均勻地分散到建筑材料或生活用品的表面。
全文摘要
本發(fā)明是一種抗菌液體的制備方法及其應(yīng)用。該先按0.2~0.4克/升的配比將電荷傳輸型催化劑(質(zhì)量/克)與無機硅的液體(體積/升)混合、超聲分散15~30分鐘得到抗菌液體。再采用浸漬-提拉成膜，刷涂或噴涂工藝將抗菌液體均勻地分散到玻璃、大理石、瓷磚、陶瓷建筑材料或用玻璃、陶瓷、大理石制備的生活用品的表面。最后在100~300℃下低溫?zé)崽幚?5~30分鐘，得到所需抗菌功能建筑材料及生活用品。本發(fā)明的優(yōu)點是對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌的有顯著的殺滅作用，且抗菌機理新穎，無需光和水；用量少、低溫處理，能耗小，成本低廉；固定工藝簡單，易于推廣；適用范圍廣，操作方便，且無毒、無刺激、氣味清香。
文檔編號C04B41/85GK103053617SQ20121033901
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者梁巖, 方孝賢, 童國秀, 周順莉 申請人:方孝賢