專利名稱：一種磷酸酯還原納米銀的制備方法及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種磷酸酯還原納米銀的制備方法及其用途，屬于納米材料與技術領域。
背景技術：
納米銀由于具有十分優(yōu)異的電學、光學、抗菌和催化等性能，在電子工業(yè)、抗菌織物、 抗菌陶瓷、有機催化和環(huán)保材料等領域獲得了十分廣泛應用。
目前，納米銀的制備方法很多，主要是將銀鹽(如硝酸銀、硫酸銀)或銀的配合物等還 原為單質銀，并在制備過程中采用表面活性劑對納米銀進行表面處理，得到分散均勻和儲存 穩(wěn)定的各種形狀的納米銀。具體來說，制備方法主要有化學還原法、光還原法、輻射法、化 學電鍍法、微乳液法和晶種法等?；瘜W還原法是將硝酸銀或硫酸銀等銀鹽與適當的還原劑如
鋅粉、水合肼、檸檬酸鈉、葡萄糖等在液相中將銀離T或銀的配合物還原為單質納米銀，采 用該方法時常需加入分散劑如聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸鈉、油酸、十六 烷基三甲基溴化鈸、十二垸基硫酸鈉、P-環(huán)糊精等對納米銀進行表面處理來降低納米銀的閉
聚。光還原法是利用光照使有機物產生自由基，還原銀離子。輻射法是在Y射線的輜照下， 將銀離子還原單質納米銀。電化學法是采用電化學的方法制備納米銀。微乳液法是將表面活 性劑溶解在有機溶劑中，當表面活性劑濃度超過臨界膠束濃度時，形成大小均勻的微乳液滴， 在液滴中采用各種方法將銀離子還原為單質納米銀。晶種法是以納米粒子為晶種，在晶種表 面用還原劑將銀離子還原為納米銀。
上述方法雖然具有各自的優(yōu)點，但也存在著諸多的不足之處，主要體現在以下幾個方面 第一，反應不徹底，即銀離子轉化為單質銀的轉化率不高，特別是用有機物來還原銀鹽的時 候表現更加明顯；第二，個別制備方法反應條件苛刻，所制備的納米銀膠體穩(wěn)定性不好，容 易團聚和沉降分層；第三，大多數制備方法只能制備單一的親水性或親油性的納米銀，不能 同時實現油性和水性納米銀的制備或相互轉化。

發(fā)明內容
針對上述技術存在的不足，本發(fā)明提供一種制備工藝簡單、成本低、生產過程環(huán)保、所 制產品性能優(yōu)異且使用范圍廣的納米銀制備方法，并可將其應用于電學、光學、抗菌和催化 等領域。
本發(fā)明的制備工藝為以液態(tài)磷酸酯為還原劑和溶劑，加入配合穩(wěn)定劑或高分子、小分
子的表面活性劑為穩(wěn)定劑，加入銀鹽，在-io 2oox:下反應，制備油溶性或水溶性的納米銀 膠體，在反應過程中可以生成油溶性的納米銀膠體或水溶性的納米銀膠體，也可以是由納米
銀膠體制得的納米銀粉末；納米銀的形狀可以是球形、棒狀、納米線、三角形、立方體等其它形狀。所制備的納米銀可應用于聚合物、織物、陶瓷等領域，從而實現產品的抗菌、導電 或阻燃等功能。
所述的磷酸酯可以是磷酸垸基酯，如磷酸三丁酯、磷酸二正丁酯、磷酸二辛酯、磷酸三 丁氧基乙酯、磷酸三乙酯、磷酸三異丁酯等，可以是上述中的—種或多種混合使用。
反應過程中加入配合穩(wěn)定劑或高分子、小分子的表面活性劑為穩(wěn)定劑，加聚乙烯吡略烷 酮、十二烷基苯磺酸鈉、油酸、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉等中的一種或多種 混合使用。
所加入的銀鹽為硝酸銀、硫酸銀或其它含銀的配合物，如銀氨配合物等。
所述的反應溫度范圍為-10 200r，反應既可在常壓下進行，也可在高壓下進行。
將所制得的納米銀膠體單獨用作抗菌液或者將其和塑料、涂料、膠粘劑、纖維、橡膠、 陶瓷和木材等復合制備出具有抗菌功能或導電功能的復合材料或制品。
將所制備的納米銀膠體和陶瓷釉復合制備出抗菌陶瓷專用釉，然后將抗菌釉添加到陶瓷 面釉中，制備抗菌陶瓷，該抗菌陶瓷具有高效持久的特點。
將油溶性的磷酸酯納米銀膠體和油溶性的單體混合，然后將單體聚合制備聚合物/納米銀 抗菌復合材料，該材料具有納米銀在聚合物基體中分布均勻，抗藺效果高效持久的特點。
將磷酸酯的納米銀膠體與聚合物在雙螺桿擠出機或密煉機中共混制備具有阻燃和抗菌功 能的聚合物復合材料包括塑料、涂料、膠粘劑、纖維和橡膠，該材料具有無機納米銀組分分 布均勻，抗菌效果和阻燃效果優(yōu)異的優(yōu)點；也可以將納米銀和膠粘劑復合制備出導電膠，該 膠粘劑具有性能穩(wěn)定，導電性好的優(yōu)點。
本發(fā)明的優(yōu)點在穩(wěn)定劑存在的條件下用磷酸酯作為溶劑和還原劑制備納米銀，具有突 出的優(yōu)點，反應速度較快，反應物的轉化率高，對部分油溶性磷酸酯作為還原劑的反應來說， 可以簡便的制備親油和親水的納米銀膠體，所制備的納米銀膠體具有粒徑小、粒徑分布窄和 穩(wěn)定性好的優(yōu)點。
將本發(fā)明所制備的納米銀應用于織物、陶瓷、聚合物材料等的抗菌處理，具有抗菌效果 高效、持久的特點。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一歩說明
實施例1
磷酸三丁酯還原法制備油溶性納米銀及阻燃抗菌聚丙烯的制備在500ml三口燒瓶中加 入200ml磷酸三丁酯和4克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌使聚乙烯吡咯烷酮溶解，在超聲脫氣下用 高純氬氣置換燒瓶中的氧氣，加入0.5克硝酸銀，在20匸下反應8小時制得納米銀的磷酸三丁酯膠體。將所制備的膠體銀和聚丙烯樹脂在雙螺桿擠出機中共混、擠出、造粒，制得具有 阻燃和抗菌功能的聚丙烯/納米銀復合材料(納米銀的重量百分含量為1%)。 實施例2
磷酸三丁酯還原法制備油溶性納米銀及阻燃抗菌聚苯乙烯的制備在500 ml三口燒瓶中 加入200ml磷酸三丁酯和4克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌使聚乙烯吡咯烷酮溶解，在超盧脫氣下 用高純氬氣置換燒瓶中的氧氣，加入0.5克硝酸銀，在20'C下反應8小時制得納米銀的磷酸 三丁酯膠體。取所制備的膠體銀20 ml溶解于苯乙烯屮得混合液，將混合液進行懸浮聚合， 原位制備具有阻燃和抗菌功能的聚苯乙烯復合材料。
實施例3
磷酸三丁酯還原法制備水性納米銀及抗菌織物的制備在500 ml三口燒瓶中加入200 ml 磷酸三丁酯和4克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌使聚乙烯吡咯烷酮溶解，在超聲脫氣下用高純鲺氣 置換燒瓶中的氧氣，加入0.5克硝酸銀，在20匸下反應8小時制得納米銀的磷酸三丁酯膠體， 在納米銀的磷酸三丁酯膠體中加入1000 ml蒸餾水，振蕩搖勻后靜置分層，分離出下層紅色 水溶液，得水性納米銀膠體。將所制得的納米銀膠體稀釋，附載于織物上，經過處理后得抗 菌織物。
實施例4
磷酸三丁酯還原法制備水性納米銀及抗菌陶瓷的制備在500 ml三口燒瓶中加入200 ml 磷酸三丁酯和4克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌使聚乙烯吡咯烷酮溶解，在超聲脫氣下用高純氬氣 置換燒瓶中的氧氣，加入0.5克硝酸銀，在20'C下反應8小時制得納米銀的磷酸三丁酯膠體， 在納米銀的磷酸三丁酯膠體中加入1000 ml蒸餾水，振蕩搖勻后靜置分層，分理出下層紅色 水溶液，得水性納米銀膠體。將所制得的納米銀膠體稀釋，附載于陶瓷專用釉上，再和各種 陶瓷釉粉復合制備抗菌陶瓷。
實施例5
磷酸二正丁酯還原法制備水性納米銀及抗菌織物的制備在500 ml三口燒瓶中加入200 ml磷酸二正丁酯和4克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌使聚乙烯吡咯烷酮溶解，在超聲脫氣下用高純 氬氣置換燒瓶中的氧氣，加入0.5克硝酸銀，在2(TC下反應8小時制得納米銀的磷酸三丁酯 膠體，在納米銀的磷酸二正丁酯膠體中加入1000 ml去離子水得水性納米銀膠體。將所制得 的納米銀膠體稀釋，附載于織物上，經過處理后得抗菌織物。
實施例6
磷酸二正丁酯還原法制備水性納米銀及抗菌陶瓷的制備在500 ml三口燒瓶中加入200 ml磷酸二正丁酯和4克聚乙烯吡咯烷酮，攪拌使聚乙烯吡咯垸酮溶解，在超聲脫氣下用卨'純氬氣置換燒瓶中的氧氣，加入0.4硝酸銀，在20'C下反應8小時制得納米銀的磷酸二正丁酯 膠體，在納米銀的磷酸三丁酯膠體中加入1000 ml蒸餾水，得水性納米銀膠體。將所制得的 納米銀膠體稀釋，附載于陶瓷專用釉上，再和各種陶瓷秈粉復合制備抗菌陶瓷。 實施例7
磷酸三異丁酯還原法制備油溶性和水性納米銀膠體在500 ml三口燒瓶中加入200 ml 磷酸三異丁酯和4克聚乙烯吡咯垸酮，攪拌使聚乙烯吡咯烷酮溶解，在超聲脫氣下用高純氬 氣置換燒瓶中的氧氣，加入0.5克硝酸銀，在20'C下反應8小時制得納米銀的磷酸三異丁酯 膠體，在納米銀的磷酸三異丁酯膠體中加入1000 ml蒸餾水，振蕩搖勻后靜置分層，分理出 下層紅色水溶液，得水性納米銀膠體，將該膠體用作抗菌液。
權利要求
1、一種磷酸酯還原納米銀的制備方法及其用途，其特征在于該納米銀膠體是以磷酸酯作為溶劑和還原劑，加入配合穩(wěn)定劑或表面活性劑，在-10～200℃下與銀鹽反應，制備油溶性或水溶性的納米銀膠體，并將納米銀應用于高分子材料，織物，陶瓷，木材等領域。
2、 根據權利要求1所述一種磷酸酯還原納米銀的制備方法其特征在于磷酸酯可以是磷 酸烷基酯，如磷酸三丁酯、磷酸二正丁酯、磷酸二辛酯、磷酸三丁氧基乙酯、磷酸三乙酯、 磷酸三異丁酯等，可以是上述中的一種或多種混合使用。。
3、 根據權利要求1所述一種磷酸酯還原納米銀的制備方法，其特征在于在反應過程中 可以加入配合穩(wěn)定劑或高分子、小分子的表面活性劑為穩(wěn)定劑，如聚乙烯吡咯烷酮、十二烷 基苯磺酸鈉、油酸、十六烷基三甲基溴化銨、十二烷基硫酸鈉等，可以是其中的一種或多種 混合使用。
4、 根據權利要求1所述一種磷酸酯還原納米銀的制備方法，其特征在于在反應溫度和反應壓力可以調節(jié)，反應溫度范圍為-io 200x:，反應可以在常壓下進行，也可在高壓下進行。
5、 根據權利要求1所述一種磷酸酯還原納米銀的制備方法及其用途，其特征在于在反應過程中可以生成油溶性的納米銀膠體或水溶性的納米銀膠體，也可以是由納米銀膠體制得的納米銀粉末；納米銀的形狀可以是球形、棒狀、納米線、三角形、立方體等其它形狀。
6、 根據權利要求1所述一種磷酸酯還原納米銀的制備方法及其用途，所得的納米銀膠體具有廣泛的用途，既可以單獨作為抗菌液使用，也可以和高分子材料復合制備抗菌、阻燃或 導電功能的高分子材料，如抗菌塑料、抗菌涂料、抗菌膠粘劑、抗菌纖維、抗菌橡膠和抗菌 木材等，也可以和各種天然或化學合成的紡織物復合制備抗菌織物、還可以和陶瓷用料復合 制備抗菌陶瓷添加劑，用于各種抗菌陶瓷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種磷酸酯還原納米銀的制備方法及其用途。將配合穩(wěn)定劑或表面活性劑加入磷酸三丁酯中，配制成混合溶液，然后加入銀鹽，在-10～200℃下反應，制備油溶性納米銀膠體；在油溶性納米銀膠體中加入去離子水，將油相中的納米銀轉移到水相制得水性納米銀膠體。將所制備的油溶性納米銀膠體添加到聚合物中制備抗菌或導電高分子材料；也可將水溶性的納米銀附載在織物上制備抗菌織物，還可以和陶瓷釉復合制備陶瓷抗菌添加劑，該方法具有制備簡便、產品質量好、所制產品使用范圍廣等特點。
文檔編號A01P1/00GK101596603SQ20091004385
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月6日 優(yōu)先權日2009年7月6日
發(fā)明者劉亦武, 峰 姚, 楊軍明, 魏珊珊 申請人:魏珊珊