專利名稱：一種納米銀抗菌劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于抗菌劑技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種納米銀抗菌劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
人類生存環(huán)境存在著各種有害人體健康的微生物，對人類的生活產(chǎn)生不良影響， 研究各種抗菌材料已成為當(dāng)今的熱門課題?？咕牧现傅氖窃诓桓淖冊胁牧铣Ｒ?guī)性能、 安全性及加工性能的前提下，賦予材料良好的抗菌效果。銀的抗菌能力很強并具有廣譜的 殺菌效果，又不會在人體積累產(chǎn)生毒素，在很早以前就被用作抗菌活性材料。納米級銀粒子 具有更高的表面能和更多的接觸面積，具有更高的抗菌活性，細菌在與納米銀接觸后6秒 鐘就失去活性。2005年第三期《吉林師范大學(xué)學(xué)報》“單分散納米銀溶膠的合成表征及其性質(zhì)研 究”中，公開了一種納米銀溶膠的合成方法，該方法是把硼氫化鈉與檸檬酸三鈉溶于水中， 在快速攪拌下加入硝酸銀溶液，得到棕黃色的納米銀溶液，再經(jīng)過離心、水洗、超聲循環(huán)得 到納米銀溶膠。采用此方法制備的納米銀溶膠工藝復(fù)雜，銀離子濃度低，穩(wěn)定性差，3個月后 就產(chǎn)生較多的黑色沉淀而逐漸失效。中國專利ZL200410069105. 9公開了一種納米銀膠體水溶液的制備方法，該方法 采用雙注控制技術(shù)，在攪拌器的攪拌下，將銀氨水溶液和還原劑水溶液同時雙注入含有保 護劑水溶液的反應(yīng)體系內(nèi)，經(jīng)超濾脫鹽，得到平均粒徑小于50nm的納米銀膠體水溶液。該 方法的設(shè)備成本高，工藝復(fù)雜，其攪拌器采用專利號為ZL01278630. 6的攪拌器，雙注控制 技術(shù)采用美國專利US4439215中乳劑制備中采用的雙注控制技術(shù)，并且要經(jīng)過復(fù)雜的超 濾過程和脫鹽過程，要在相當(dāng)大的壓力下通過超濾柱，而最后得到的納米銀平均粒徑小于 50nm，遠遠達不到行業(yè)默認的20nm，并且粒徑分布范圍較寬，粒徑大小很不均勻，活性較低， 應(yīng)用受到明顯限制。中國專利ZL200510036375. 4公開了一種液態(tài)納米單質(zhì)銀抗菌劑及制備方法，提 出了采用自來水、硫酸銀、銀絡(luò)合劑和納米銀生成劑制備納米銀水溶液的方法，該方法制 備的納米銀溶液成本低，銀離子濃度高，但使用的生產(chǎn)設(shè)備性能較差，攪拌速度最高僅達 600 800r/min，因此，要嚴格限制納米銀生成劑的流量僅為0. 5 1. OL/min，否則會導(dǎo)致 產(chǎn)品粒徑過大甚至發(fā)生沉淀，但這樣一來，就嚴重限制了工業(yè)化生產(chǎn)的速度和規(guī)模。同時， 該方法由于使用了酸性銀絡(luò)合劑，致使納米銀溶液的PH值很低，呈酸性，這就造成了產(chǎn)品 具有腐蝕性、刺激性，從而大大限制了產(chǎn)品應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種濃度高、平均粒徑小、穩(wěn)定性好、PH值 中性的納米銀抗菌劑及其制備方法。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種納米銀抗菌劑，其由銀鹽、還原劑、LYZS-3型納米載體和水配制而成，各組份
3的重量百分比含量為銀鹽0. 02 0. 69%，還原劑0.01 0. 35%, LYM-3型納米載體 0. 05 1. 0%，水 97. 96 99. 92%。所述的納米銀抗菌劑，其納米銀在納米銀抗菌劑中的重量百分比為0.01 0. 44%。所述的納米銀抗菌劑，其納米銀粒子平均粒徑< 20nm。進一步地，所述的納米銀抗菌劑，其納米銀粒子平均粒徑彡15nm。所述的納米銀抗菌劑，其PH值為7. 0 士 1. 0。所述的納米銀抗菌劑，其銀鹽為硝酸銀、硫酸銀、磷酸銀中的一種或一種以上的 組合；其中，硫酸銀、磷酸銀需按常規(guī)配置法配置成銀氨溶液，按銀鹽與重量百分比濃度為 25%的氨水的質(zhì)量比為1 0. 6 3. 8形成銀氨溶液母液，再加水稀釋成所需濃度。所述的納米銀抗菌劑，其還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀、檸檬酸三鈉、水合胼、雙氧 水中的一種或一種以上的組合。所述的納米銀抗菌劑，其LY^-3型納米載體是水溶性白色粉末狀顆粒，由三種有 機物和兩種無機物在高溫高壓下合成，具有優(yōu)秀的分散性、抗氧化性、光穩(wěn)定性，其水溶液 在室溫下與金屬納米材料有強烈的親和性，可使金屬納米材料在普通環(huán)境下不凝聚、不沉 淀、不變質(zhì)，這對于制備濃度高、平均粒徑小、穩(wěn)定性好、整體性能優(yōu)秀的納米銀抗菌劑至關(guān) 重要。LYM-3型納米載體由洛陽中商德信納米材料有限公司生產(chǎn)。所述的納米銀抗菌劑，其水為去離子水。一種制備納米銀抗菌劑的設(shè)備，其包括不銹鋼反應(yīng)釜、超聲波振蕩器和儲液容器， 不銹鋼反應(yīng)釜上部設(shè)有進料口，下部設(shè)有出料口，高剪切乳化機安裝在不銹鋼反應(yīng)釜上部 中央，高剪切乳化機的乳化頭伸入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)部；出料口經(jīng)出料閥門通過管道與超聲 波振蕩器連接，超聲波振蕩器通過管道與儲液容器連接；儲液容器內(nèi)設(shè)置有潛水泵，潛水泵 通過管道與不銹鋼反應(yīng)釜上部相連通。所述的制備納米銀抗菌劑的設(shè)備，其不銹鋼反應(yīng)釜、超聲波振蕩器和儲液容器下 部均設(shè)置有排空閥門。一種納米銀抗菌劑的制備方法，其包括下述步驟(1)、在不銹鋼反應(yīng)釜中加入質(zhì)量百分比20 65%的水，剩余質(zhì)量百分比的水用 于配置LYM-3型納米載體水溶液、銀鹽溶液、還原劑水溶液；(2)、再向不銹鋼反應(yīng)釜中加入LYM-3型納米載體水溶液，LYZS-3型納米載體與 水的質(zhì)量比為1 35 135;在高剪切乳化機的高速混合剪切下，分散乳化10 30分鐘， 液體溫度保持在3 ；(3)、向不銹鋼反應(yīng)釜中加入銀鹽溶液，銀鹽與水的質(zhì)量比為1 25 115，打開不 銹鋼反應(yīng)釜下部的出料閥門；0)、再開啟超聲波振蕩器，待儲液容器內(nèi)的液體淹沒潛水泵時，再開啟潛水泵，大 循環(huán)開始運行，運行時間為20 40分鐘；(5)、將還原劑水溶液以1. 8 9. 8kg/min的速度噴入不銹鋼反應(yīng)釜中，還原劑與 水的質(zhì)量比為1 40 255，還原劑噴完后繼續(xù)運行15 30分鐘，即可得到納米銀抗菌 劑。上述的納米銀抗菌劑的制備方法中，所述高剪切乳化機的轉(zhuǎn)速為1400
42900rpm。所述的高剪切乳化機可選用的型號有L120、L140、L160、L180、L200、L220，其中 型號為L120、L140、L160、L180的高剪切乳化機轉(zhuǎn)速為觀00 ^OOrpm，型號為L200、L220 的高剪切乳化機轉(zhuǎn)速為1400 1500rpm。所述的超聲波振蕩器功率為500 5000瓦。本發(fā)明中使用的高剪切乳化機采用爪式咬合、雙向吸料結(jié)構(gòu)，避免了上部物料難 以吸入造成的死角和漩渦現(xiàn)象，從而使生產(chǎn)效率和分散乳化品質(zhì)得到進一步提高；高剪切 乳化機由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的高剪切線速度和高頻機械效應(yīng)帶來的強勁動能，使物料 在定、轉(zhuǎn)子狹窄的間隙中受到強烈的機械及液力剪切、液層摩擦、撞擊撕裂，從而使固相、液 相瞬間均勻精細地分散、混合、乳化。為了縮短生產(chǎn)周期和進一步提高納米銀抗菌劑的整體性能，本發(fā)明在液體循環(huán)回 路中增加了超聲波振蕩器，大功率的超聲波振蕩器可使納米銀粒子進一步更加均勻地分 散，并使線型或片型的銀粒子迅速轉(zhuǎn)變成球形的納米銀粒子，這對于制備整體性能優(yōu)秀的 高質(zhì)量納米銀抗菌劑是十分重要的。由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性本發(fā)明的納米銀抗菌劑，其納米銀粒子濃度高，可達4400mg/kg，納米銀粒子粒徑 小，平均粒徑彡20nm ；納米銀粒子為球形，呈三維結(jié)構(gòu)，比表面積大，幾乎沒有一維和二維 結(jié)構(gòu)的粒子，因此抗菌性能優(yōu)異；納米銀抗菌劑PH值為中性，使用廣泛，穩(wěn)定性好，室溫下 穩(wěn)定性> 2年。本發(fā)明的納米銀抗菌劑，可用于防治由于細菌、病毒引起的感染性疾病，對于艾滋 病毒、乙肝病毒、丙肝病毒、禽流感病毒、豬瘟病毒及超級細菌都有優(yōu)異的殺滅能力。


圖1是制備納米銀抗菌劑的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1-進料口 ；2-高剪切乳化機；3-乳化頭；4-管道；5-超聲波振蕩器；6_儲液 容器；7-排空閥門；8-潛水泵；9-管道；10-排空閥門；11-管道；12-出料閥門；13-排空閥 門；14-出料口 ； 15-不銹鋼反應(yīng)釜。
具體實施例方式參照以下實施例可以對本發(fā)明作進一步詳細說明；但是，以下實施例僅僅是例證， 本發(fā)明并不局限于這些實施例。如圖1所示，所述的制備納米銀抗菌劑的設(shè)備，其包括不銹鋼反應(yīng)釜15、超聲波振 蕩器5和儲液容器6，不銹鋼反應(yīng)釜15上部設(shè)有進料口 1，下部設(shè)有出料口 14，高剪切乳化 機2安裝在不銹鋼反應(yīng)釜15上部中央，高剪切乳化機的乳化頭3伸入不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)部； 出料口 14經(jīng)出料閥門12通過管道11與超聲波振蕩器5連接，超聲波振蕩器通過管道9與 儲液容器6連接；儲液容器6內(nèi)設(shè)置有潛水泵8，潛水泵通過管道4與不銹鋼反應(yīng)釜15上 部相連通；不銹鋼反應(yīng)釜15、超聲波振蕩器5和儲液容器6下部分別設(shè)置有排空閥門13、排 空閥門10、排空閥門7。實施例1
從不銹鋼反應(yīng)釜的進料口加入290kg去離子水，再加入用3. 15kg LYZS-3型納 米載體配制的105kg水溶液于不銹鋼反應(yīng)釜中，啟動L160高剪切乳化機，乳化機轉(zhuǎn)速 2900rpm,反應(yīng)溫度20°C，分散乳化20分鐘；再加入用1. 58kg硝酸銀配制的120kg銀鹽水 溶液，打開反應(yīng)釜下部的出料閥門，開啟超聲波振蕩器，待儲液容器內(nèi)液體淹沒潛水泵時， 再開啟潛水泵，大循環(huán)開始運行，運行時間20分鐘；取硼氫化鈉0. 55kg，溶于60kg去離子 水中，配成還原劑的水溶液，以8. lkg/min的速度從進料口噴入不銹鋼反應(yīng)釜中，注完后再 繼續(xù)循環(huán)運行25分鐘，即得到平均粒徑小于15nm、穩(wěn)定性>二年、PH值為7. 2、納米銀重量 百分比為0. 17%的納米銀抗菌劑。實施例2從不銹鋼反應(yīng)釜進料口加入135kg去離子水，再加入用1. 3kg LYZS-3型納米載 體配制的水溶液300kg于不銹鋼反應(yīng)釜中，啟動L180高剪切乳化機，乳化機轉(zhuǎn)速^OOrpm， 反應(yīng)溫度15°C，分散乳化15分鐘；再加入用2. 79kg硫酸銀配制的銀氨水溶液110kg，打開 反應(yīng)釜下部的出料閥門，開啟超聲波振蕩器，待儲液容器內(nèi)液體淹沒潛水泵時，再開啟潛水 泵，大循環(huán)開始運行，運行時間25分鐘；取硼氫化鉀0. 5kg和檸檬酸三鈉0. 6kg,溶于245kg 去離子水中，配成還原劑的水溶液，以8. 8kg/min的速度從進料口噴入不銹鋼反應(yīng)釜中，注 完后再繼續(xù)循環(huán)運行20分鐘，即得到平均粒徑小于17. 3nm、穩(wěn)定性>二年、PH值為6. 8、納 米銀重量百分比為0. 的納米銀抗菌劑。實施例3從不銹鋼反應(yīng)釜進料口加入270kg去離子水，再加入用2. ^ig LYM-3型納米載體 配制的170kg水溶液于不銹鋼反應(yīng)釜中，啟動L160高剪切乳化機，乳化機轉(zhuǎn)速^OOrpm，反 應(yīng)溫度25°C，分散乳化25分鐘；再加入用2. 6kg磷酸銀配制的IOOkg銀氨水溶液，打開反應(yīng) 釜下部的出料閥門，開啟超聲波振蕩器，待儲液容器內(nèi)液體淹沒潛水泵時，再開啟潛水泵， 大循環(huán)開始運行，運行時間20分鐘；取硼氫化鈉0. 3kg及硼氫化鉀0. 35kg，溶于90kg去離 子水中，配成還原劑的水溶液，以7. 5kg/min的速度從進料口噴入不銹鋼反應(yīng)釜中，注完后 再繼續(xù)循環(huán)運行20分鐘，即得到平均粒徑小于18nm、穩(wěn)定性彡二年、PH值為7. O、納米銀重 量百分比為0. 31%的納米銀抗菌劑。比較例本發(fā)明的納米銀抗菌劑的抗菌試驗本發(fā)明的納米銀抗菌劑與左氧氟沙星、二性霉素B的抗菌效果進行了比較，結(jié)果 見表1、表2。表1納米銀抗菌劑、左氧氟沙星對部分細菌的MIC(mg/% )
權(quán)利要求
1.一種納米銀抗菌劑，其特征是其由銀鹽、還原劑、LYZS-3型納米載體和水配制而 成，各組份的重量百分比含量為銀鹽0. 02 0. 69%，還原劑0.01 0. 35%，LYM-3型納 米載體 0. 05 1. 0%，水 97. 96 99. 92%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀抗菌劑，其特征是其納米銀在納米銀抗菌劑中的重 量百分比為0. 01 0. 44%，納米銀粒子平均粒徑彡20nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀抗菌劑，其特征是其銀鹽為硝酸銀、硫酸銀、磷酸銀 中的一種或一種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀抗菌劑，其特征是其還原劑為硼氫化鈉、硼氫化鉀、 檸檬酸三鈉、水合胼、雙氧水中的一種或一種以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀抗菌劑，其特征是其LY^-3型納米載體是水溶性白 色粉末狀顆粒。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米銀抗菌劑，其特征是其水為去離子水。
7.一種制備權(quán)利要求1所述的納米銀抗菌劑的設(shè)備，其特征是其包括不銹鋼反應(yīng)釜 (15)、超聲波振蕩器( 和儲液容器(6)，不銹鋼反應(yīng)釜上部設(shè)有進料口(1)，下部設(shè)有出料 口(14)，高剪切乳化機(2)安裝在不銹鋼反應(yīng)釜上部中央，高剪切乳化機的乳化頭(3)伸入 不銹鋼反應(yīng)釜內(nèi)部；出料口經(jīng)出料閥門(12)通過管道與超聲波振蕩器連接，超聲波振蕩器 通過管道與儲液容器連接；儲液容器內(nèi)設(shè)置有潛水泵(8)，潛水泵通過管道與不銹鋼反應(yīng) 釜上部相連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征是其不銹鋼反應(yīng)釜、超聲波振蕩器和儲液容器 下部均設(shè)置有排空閥門。
9.一種權(quán)利要求1所述的納米銀抗菌劑的制備方法，其特征是采用權(quán)利要求7所述 的設(shè)備，包括下述步驟(1)、在不銹鋼反應(yīng)釜中加入質(zhì)量百分比20 65%的水，剩余質(zhì)量百分比的水用于配 置LYM-3型納米載體水溶液、銀鹽溶液、還原劑水溶液；(2)、再向不銹鋼反應(yīng)釜中加入LYM-3型納米載體水溶液，LYZS-3型納米載體與水的 質(zhì)量比為1 35 135;在高剪切乳化機的高速混合剪切下，分散乳化10 30分鐘，液體 溫度保持在3 ；(3)、向不銹鋼反應(yīng)釜中加入銀鹽溶液，銀鹽與水的質(zhì)量比為1 25 115，打開不銹鋼 反應(yīng)釜下部的出料閥門；、再開啟超聲波振蕩器，待儲液容器內(nèi)的液體淹沒潛水泵時，再開啟潛水泵，大循環(huán) 開始運行，運行時間為20 40分鐘；(5)、將還原劑水溶液以1. 8 9. 8kg/min的速度噴入不銹鋼反應(yīng)釜中，還原劑與水的 質(zhì)量比為1 40 255，還原劑噴完后繼續(xù)運行15 30分鐘，即可得到納米銀抗菌劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的納米銀抗菌劑的制備方法，其特征是其高剪切乳化機的轉(zhuǎn) 速為 1400 2900rpm。
全文摘要
本發(fā)明公開一種納米銀抗菌劑及其制備方法，該納米銀抗菌劑由銀鹽、還原劑、LYZS-3型納米載體和水配制而成，各組份的重量百分比含量為銀鹽0.02～0.69％，還原劑0.01～0.35％，LYZS-3型納米載體0.05～1.0％，水97.96～99.92％。本發(fā)明納米銀抗菌劑穩(wěn)定性好，納米銀粒子濃度高，粒徑小，比表面積大，抗菌性能優(yōu)異，使用廣泛。
文檔編號A01N59/16GK102090418SQ20101059674
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者孫榮青, 杜德光, 王平康, 葛巧誼 申請人:河南惠爾納米科技有限公司