一種納米銀水溶液及其用於科技木的使用方法

2023-05-29 04:23:31

一種納米銀水溶液及其用於科技木的使用方法
【專利摘要】本發明涉及納米材料領域，尤其涉及一種納米銀水溶液及其用於科技木的使用方法。它是以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡合劑、穩定劑溶入去離子水中後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氨水溶液；納米銀的濃度為50-150ppm，丙烯酸樹脂在溶液中的質量含量為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並保持15-20min；然後施壓處理，施加壓力至0.2-0.5MPa並保持18-28min；最後進行微波處理，微波頻率為300MHz～950MHz,微波處理時間為1～3min，然後取出乾燥。本發明的納米銀水溶液穩定性和分散性好；能使納米銀更有效滲入科技木中，充分抵禦黴菌。
【專利說明】一種納米銀水溶液及其用於科技木的使用方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及納米材料領域，尤其涉及一種納米銀水溶液及其用於科技木的使用方法。
【背景技術】
[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用前景而得到最多的關注。納米銀可以用在很多方面:在化纖中加入少量的納米銀，可以改善化纖製品的某些性能，並使其具有很強的殺菌能力；在氧化矽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、塗料、傳感器、導電漿料、高性能電極材料等領域都具有廣闊的應用前景，成為具有特殊性能的功能材料理論研究和應用開發的重要課題。
[0003]納米銀的製備及改進技術從納米抗菌材料起始以來就成為研究者及開發商們廣泛關注的熱點。納米銀的製備分為物理法和化學法。化學法有溶膠凝膠法、電鍍法、氧化還原法和真空蒸鍍法等。化學法製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移和組裝，而且容易包含雜質，且容易發生聚集。物理法主要是真空蒸鍍、濺射鍍和離子鍍等。其中化學還原法因為所需實驗條件簡單、節能而得到很好應用。
[0004]CNC101318224B(2010-8-25)公開了一種納米銀水溶液的製備方法，然而該納米銀水溶液應用於科技木的效果不佳，並且其穩定性和分散性有待改進。

【發明內容】

[0005]本發明的第一目的是提供一種穩定性和分散性能好的用於科技木的納米銀水溶液。
[0006]本發明的第二目的是提供一種滲入徹底的納米銀水溶液用於科技木的使用方法。
[0007]本發明的第一技術目的是通過以下技術方案得以實現的:
一種納米銀水溶液，其是以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡合劑、穩定劑溶入去離子水中後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量含量為1-10%; 所述納米銀按照以下步驟製備而成:
(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鹼金屬的第二還原劑，所述冠醚與硝酸銀的摩爾比為1-2:1 ;所述含有鹼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]本發明的優點是:
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腔，能夠與鹼金屬離子形成穩定的配合物。同時，本發明配合在後續的還原反應中加入含有鹼金屬的還原劑，力口入上述還原劑後，冠醚和鹼金屬離子形成穩定的配合物，一方面使反應體系中游離的或裸露的還原負離子具有更高的反應活性；同時，鹼金屬與冠醚發生配位絡合後，鹼金屬陽離子被冠醚包覆於內腔內，由此便拉開納米銀體系中正負電荷之間的距離，使得納米銀能夠穩定分散於水溶液中，不易團聚；
2.通過特定組分和配比的分散劑、第一還原劑和穩定劑的組合與納米銀溶質配製成納米銀水溶液，在存放中不會發生團聚和粒子長大，並且不會被氧化，穩定性和分散性好；
3.通過特定的方法製備成配製納米銀水溶液所需的納米銀，納米銀顆粒較均勻，穩定和分散性能好，進一步提高了最終所需的納米銀水溶液的穩定性和分散性能。
[0009]作為優選，所述分散劑在溶液中的質量含量為1-3% ;所述第一還原劑在溶液中的含量為0.2-0.4%ο
[0010]作為優選，所述含有鹼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]作為優選，所述步驟(2)向所述混合液中加入冠醚和含有鹼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鹼金屬的第二還原劑，可以增加反應體系中游離的或裸露的還原負離子的反應活性，促進鹼金屬與冠醚發生配位絡合反應，進一步拉開納米銀體系中正負電荷之間的距離，使得納米銀能夠穩定分散於水溶液中，不易團聚。
[0013]更優選地，所述步驟(2)向所述混合液中加入冠醚和含有鹼金屬的第二還原劑後加熱至70-85 °C，持續攪拌5-8min。
[0014]向所述混合液中加入冠醚和含有鹼金屬的第二還原劑後繼續加熱，可以進一步增加反應體系中游離的或裸露的還原負離子的反應活性，促進鹼金屬與冠醚發生配位絡合反應，進一步拉開納米銀體系中正負電荷之間的距離，使得納米銀能夠穩定分散於水溶液中，不易團聚。
[0015]作為優選，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]採用微波輻射進行反應能極大地加快反應速率，縮短反應時間，進一步提高納米銀水溶液的穩定性。
[0017]作為優選，所述納米銀製備還包括步驟(3)超濾脫鹽和乾燥。
[0018]超濾除去反應中生成的無機鹽或有機鹽，最終得到粒徑範圍為20_60nm的納米銀。
[0019]作為優選，所述冠醚為二環己烷並-18-冠-6。
[0020]本發明的第二技術目的是通過以下技術方案得以實現的:
一種納米銀水溶液用於科技木的使用方法，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並保持15_20min ;然後施壓處理，施加壓力至0.2-0.5MPa並保持18_28min ;最後進行微波處理，微波頻率為300MHz?950MHz，微波處理時間為I?3min,然後取出乾燥。
[0021]通過連續的抽真空、加壓和微波處理，使納米銀有效滲入科技木中，充分抵禦因潮溼引起的黴菌對科技木的侵襲。
[0022]作為優選，所述科技木為膠合板、貼面板、實木複合地板或科技木切片。
[0023]綜上所述，本發明具有以下有益效果:
1、本發明的納米銀水溶液穩定性和分散性好；
2、本發明的使用方法能使納米銀更有效滲入科技木中，充分抵禦因潮溼引起的黴菌對科技木的侵襲。
【具體實施方式】
[0024]實施例一
納米銀的製備:
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，攪拌狀態下向混合液中加入二環己烷並-18-冠-6和硼氫化鈉，加熱至70°C，持續攪拌5min ;二環己烷並_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]納米銀水溶液的製備:
以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡合劑和穩定劑溶入去離子水中後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，在溶液中的質量含量為1%;第一還原劑為水合聯氨水溶液；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量含量為1%。
[0026]將納米銀水溶液用於科技木的使用方法:
科技木可以是膠合板、貼面板、實木複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並保持15min ;然後施壓處理，施加壓力至0.2MPa並保持18min ;最後進行微波處理，微波頻率為300MHz，微波處理時間為Imin,然後取出乾燥。
[0027]本實施例獲得的科技木經檢測達到JISZ 2911標準的最高O級，裝飾於居室內的對流行性桿菌、食木黴菌、變色菌等具有較強的殺滅作用。
[0028]實施例二 納米銀的製備:
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，攪拌狀態下向混合液中加入二環己烷並-18-冠-6和硼氫化鉀，加熱至85°C，持續攪拌Smin ;二環己烷並_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]納米銀水溶液的製備:
以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡合劑和穩定劑溶入去離子水中後同時添加分散劑和還原劑形成溶液；
分散劑為三乙醇胺，在溶液中的質量含量為1-3% ;第一還原劑為水合聯氨水溶液；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量含量為1_10%。
[0030]將納米銀水溶液用於科技木的使用方法:
科技木可以是膠合板、貼面板、實木複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並保持15-20min ；然後施壓處理，施加壓力至0.2-0.5MPa並保持18_28min ;最後進行微波處理，微波頻率為300MHz?950MHz，微波處理時間為I?3min，然後取出乾燥。
[0031]本實施例獲得的科技木經檢測達到JISZ 2911標準的最高O級，裝飾於居室內的對流行性桿菌、食木黴菌、變色菌等具有較強的殺滅作用。
[0032]實施例三 納米銀的製備:
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，攪拌狀態下向混合液中加入二環己烷並-18-冠-6和偏磷酸鈉，加熱至75°C，持續攪拌6min ;二環己烷並-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]納米銀水溶液的製備:
以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡合劑和穩定劑溶入去離子水中後同時添加分散劑和還原劑形成溶液；
分散劑為三乙醇胺，在溶液中的質量含量為2% ;第一還原劑為水合聯氨水溶液；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量含量為8%。
[0034]將納米銀水溶液用於科技木的使用方法:
科技木可以是膠合板、貼面板、實木複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並保持18min ;然後施壓處理，施加壓力至0.3MPa並保持23min ;最後進行微波處理，微波頻率為550MHz，微波處理時間為2min,然後取出乾燥。
[0035]本實施例獲得的科技木經檢測達到JISZ 2911標準的最高O級，裝飾於居室內的對流行性桿菌、食木黴菌、變色菌等具有較強的殺滅作用。
[0036]實施例四 納米銀的製備:
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己烷並-18-冠-6和檸檬酸鈉，二環己烷並-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，然後超濾脫鹽並乾燥，最終得到粒徑範圍為20-60nm的納米銀。
[0037]納米銀水溶液的製備及其使用方法同實施例一。[0038]實施例五
納米銀的製備:
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己烷並-18-冠-6和按摩爾比1:1組合而成的硼氫化鈉和硼氫化鉀，二環己烷並-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，然後超濾脫鹽並乾燥，最終得到粒徑範圍為20-60nm的納米銀。
[0039]納米銀水溶液的製備及其使用方法同實施例二。
[0040]實施例六 納米銀的製備:
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己烷並-18-冠-6和按摩爾比1:1組合而成的硼氫化鉀和偏磷酸鈉，二環己烷並-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，然後超濾脫鹽並乾燥，最終得到粒徑範圍為20-60nm的納米銀。
[0041]納米銀水溶液的製備及其使用方法同實施例三。
[0042]比較實施例一 納米銀的製備:
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;
攪拌狀態下向混合液中加入硼氫化鈉，持續攪拌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]納米銀水溶液的製備:
以水為溶劑，以納米銀為溶質溶入水中，以丙烯酸樹脂為絡合劑和穩定劑溶入水中後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個月之後的納米銀的分散狀態，觀察結果見表I。
[0045]表I納米銀水溶液體系中納米銀的分散狀態
【權利要求】
1.一種納米銀水溶液，其特徵在於:它是以去離子水為溶劑，以納米銀為溶質溶入去離子水中，以丙烯酸樹脂為絡合劑、穩定劑溶入去離子水中後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量含量為1-10%; 所述納米銀按照以下步驟製備而成: (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鹼金屬的第二還原劑，所述冠醚與硝酸銀的摩爾比為1-2:1 ;所述含有鹼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.根據權利要求1所述的一種納米銀水溶液，其特徵在於:所述分散劑在溶液中的質量含量為1-3% ;所述第一還原劑在溶液中的含量為0.2-0.4%。
3.根據權利要求2所述的一種納米銀水溶液，其特徵在於:所述含有鹼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.根據權利要求3所述的一種納米銀水溶液，其特徵在於:所述步驟(2)向所述混合液中加入冠醚和含有鹼金屬的第二還原劑前，將所述混合液加熱至45-55°C。
5.根據權利要求4所述的一種納米銀水溶液，其特徵在於:所述步驟(2)向所述混合液中加入冠醚和含有鹼金屬的第二還原劑後加熱至70-85°C，持續攪拌5-8min。
6.根據權利要求3所述的一種納米銀水溶液，其特徵在於: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.根據權利要求3所述的一種納米銀水溶液，其特徵在於:所述冠醚為二環己烷並-18-冠-6。
8.根據權利要求1-7任一項所述的一種納米銀水溶液，其特徵在於:所述納米銀製備還包括步驟(3)超濾脫鹽和乾燥。
9.根據權利要求1-8任一項所述的一種納米銀水溶液用於科技木的使用方法，其特徵在於: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並保持15_20min ;然後施壓處理，施加壓力至0.2-0.5MPa並保持18-28min ;最後進行微波處理，微波頻率為400MHz?650MHz，微波處理時間為I?3min，然後取出乾燥。
10.根據權利要求9所述的一種納米銀水溶液用於科技木的使用方法，其特徵在於:所述科技木為膠合板、貼面板、實木複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 優先權日:2014年3月21日
【發明者】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