一种抗菌抗病毒无机装饰板材及其制备方法与流程

1.本发明属于装饰板材技术领域，具体涉及一种抗菌抗病毒无机装饰板材及其制备方法。


背景技术：

2.在人们的居住环境中存在着各种挥发性有害有机物、细菌和病毒，直接影响着人们的身心健康，开发去除有机物、抗抗菌和病毒的装饰板材不仅满足装饰需求，还可保障居住环境的安全性，具有重要意义。
3.《一种藻钙复合材料及装饰板材和生产方法》(cn102515678a)公开了一种装饰板材，由含钙无机类基体、藻类基体水化凝胶复合而成，产品具有优异的甲醛净化性、负离子诱发性、自调湿性等生态性；《一种光催化无机生态装饰板及其生产方法》(cn105731969a)，公开了以la1
‑
xaxmo3型(a为sr、ca、ba，m＝mn、co；x＝0、0.4)可见光响应型催化粒子及致孔发泡负载，将可见光响应催化剂负载到无机装饰板微孔内部，对挥发性有机物具有显著的催化活性，以光催化作用使其无机生态装饰板具有对有害物净化功能；目前无机生态装饰板在有机物净化、负离子释放、自调湿等生态性能已经成熟。
4.随着绿色医疗尤其是医院、传染病卫生医疗室等空间对具有抗菌抗病毒无机装饰板仍然具有较大的空白。现有技术更多的是停留在抗菌材料的研究，较少涉及抗菌装饰板材，抗菌材料主要分为三类：第一类是无机抗菌材料，主要有氧化物光催化材料和金属离子金属氧化物型，具有抗菌广谱、长效、不产生耐药性、耐热性等优点，但是成本偏高，且制备过程中会带来重金属污染；第二类是有机抗菌材料，主要有季铵盐类、季磷盐类、双胍类、醇类、酚类、有机金属、砒啶类、咪唑类，抗菌时效性好，但存在毒性大、持久性差、耐药性等问题；第三类是天然抗菌材料，包括植物源、动物源、微生物源天然抗菌材料，目前应用较多的天然抗菌材料主要包括从动物中提取的甲壳质、壳聚糖和昆虫抗菌性蛋白等，而对具有抗菌作用的天然植物开发应用还不够充分；也有一些技术涉及抗病毒研究，比如，《一种抗菌抗病毒内墙乳胶漆及其制备方法》(cn1115601193a)公开了纳米钨酸铋可作为抗菌剂，对细菌病毒具有抑制作用，h3n2、h1n1抗病毒性能达到99.5％～99.99％，但是需要在室内可见光良好条件下进行使用，且以铋基组分作为活性材料，成本高且制备的过程中可带来重金属污染，不适合广泛推广；
5.《一种藻钙复合材料及装饰板材和生产方法》(cn102515678b)提到了利用硅藻土多微孔性，赋予材料良好的调湿、吸附甲醛等有害气体和杀菌等环保功能，但是其杀菌性能、抗病毒性能并未做进一步的研究。《一种含特殊结构硅藻土的病毒杀虫剂及其应用》(cn111165483a)公开了一种含特殊结构硅藻土的病毒杀虫组合物，所述病毒杀虫剂的制备原料包括特殊结构硅藻土和粘虫核型多角体病毒，所述特殊结构硅藻土为锯齿形硅藻土，使用特殊结构的硅藻土和粘虫核型多角体病毒进行复配，可发挥协效杀虫效果作用，公开了通过与病毒复配提高杀虫效果，其主要是利用锯齿形硅藻土具有较大的比表面积和锯齿形的结构，为惰性粉的一种，相较于无定形的硅藻土，锯齿形硅藻土的锯齿形结构更易吸附
在害虫表面，并破坏害虫表皮部分的蜡层，使得害虫体内水分损失过度，具有防虫杀虫效果好、防护期长、对哺乳动物无毒、不污染环境等优点，而对于一般的硅藻土，其杀菌和杀病毒效果非常有限。目前还缺乏能够有效抗抗菌抗病毒、且可广泛使用的装饰板材。


技术实现要素：

6.本发明解决的技术问题为：提供了一种抗菌抗病毒无机装饰板材及其制备方法，用以解决现有技术中缺乏能够有效抗抗菌抗病毒的装饰板材的技术问题。
7.本发明提供了一种具有抗菌抗病毒的无机装饰板材，包括以下重量百分比的各组分：无机胶凝粉体42～66％、表面改性溶液25～31.6％、植物抗菌抗病毒活性液5.3％～16.8％、多孔矿物载体2.67～8.44％、增强纤维0.05～8.4％，所述表面改性溶液中改性剂的重量百分比为2％～10％，所述植物抗菌抗病毒活性液中抗菌抗病毒活性物质的重量百分比为38％～65％。
8.基于本发明的具有抗菌抗病毒的无机装饰板材具有以下技术效果：
9.(1)抗菌范围广：利用植物抗菌抗病毒活性液中抗菌抗病毒活性物质，比如黄酮类、酮类等抗菌抗病毒活性物质组分，具有较广泛的抗菌和抗病毒范围，对于李斯特菌、金黄色葡萄球菌、大肠肝菌、荧光假单细胞菌、番茄灰霉菌等众多有害菌具有较好的抗菌性能，并对诸如h3n2、h1n1流感病毒、h5n1禽流感等病毒都有灭活功能。
10.(2)抗菌效果好：黄酮类、酮类等抗菌抗病毒活性物质组分可与多孔矿物有效结合，使得板材具有较高的活性物质负载量，抗菌效果好且持久；将抗菌抗病毒活性物质和多孔矿物用于制备装饰板板材，应用于室内，尤其是医院的天花、墙面，既可去除药水异味、清新空气，还能对空气起到抑菌、杀菌的效果，降低空气中的有害菌、流感病毒含量，从而降低交叉感染率，这对于保障医院的运转效率有着十分重要的现实意义。
11.(3)基于本发明的抗菌抗病毒无机装饰板材，不需要额外的消杀设备和能源，能有效降低使用单位设备设施购置成本、设备维保成本以及电力能源成本，节能环保，且对人体无毒无害，与消毒液、紫外光等消杀方式相比，无需隔离人员，全天候持续运行，不影响正常的问诊、医治等医务活动。
12.在上述方案的基础上，本发明还可以进行如下改进：
13.进一步，所述的增强纤维为玻璃纤维，所述无机胶凝粉体由以下重量百分比的原料复配而成：石膏90％～100％、水泥0～10％。
14.上述组分和配比可得到较高强度的装饰板材。
15.进一步，所述石膏选自天然半水石膏或工业石膏中的一种。
16.上述石膏作为胶凝材料可将浆体胶凝成坚固的石状体，并能胶结其他原料，制成有一定机械强度的装饰板材。
17.优选的，所述石膏为天然半水石膏，所述石膏的粒度≥30目，湿强度≥2.6mpa，初凝时间≥4min，终凝时间≤20min。
18.由此，得到的装饰板的强度较佳。
19.具体的，所述工业石膏为磷石膏或脱硫石膏。
20.进一步，所述表面改性溶液由清水、聚乙烯醇、柠檬酸钠、甲基硅酸钾、磷酸三丁酯按照重量比100：(0～2.0)：(1.5～2.0)：(0.4～0.5)：(0.4～0.5)复配而成。
21.具体的，所述聚乙烯醇、甲基硅酸钾、磷酸三丁酯均为市售产品。
22.在浇筑成型时，胶凝材料水化凝胶硬化，上述改性剂可对水化产物晶体结构形貌进行改善，从而在宏观上获得优异的物理性能，外观纹理细腻光滑、具有抗折强度高、防水抗污以及良好的耐水性。
23.进一步，所述植物抗菌抗病毒活性液由抗菌抗病毒植物的混合粉料依次经过乙醇溶液浸泡、超声萃取、真空抽滤、蒸发浓缩制备得到，所述混合粉料由以下重量百分比的原料粉碎、混合而成：石榴皮62％～90％:艾蒿2～8％：鱼腥草2～10％：樟叶2～10％：橄榄叶2～10％；所述乙醇溶液中乙醇浓度为68％～75％。
24.通过对大量的植物进行，包括板蓝根、荷叶、竹叶、鱼腥草、穿心莲、银杏叶、樟树叶、橄榄叶、艾蒿、石榴皮等分别进行单因素试验，以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的最小抑菌浓度，筛选出了石榴皮、艾蒿、鱼腥草、樟叶、橄榄叶五中，并进一步的通过正交试验，确定上述五种植物具有优异的抗菌抗病毒活性，且上述五中植物的各活性成分之间的具有较好的协同作用，尤其是具有良好的抗病毒效果。
25.石榴皮、艾蒿、鱼腥草、樟叶、橄榄叶主要活性成分为挥发油、黄酮类、酚类、生物碱等，上述成分可以较好的负载于多孔矿物负载载体内，尤其是硅藻精土内；且以石榴皮、艾蒿、鱼腥草、樟叶、橄榄叶为原料萃取的抗菌抗病毒活性液富含各种黄酮类、酮类等抗菌抗病毒活性物质组分，具有较广泛的抗菌和抗病毒范围，对于李斯特菌、金黄色葡萄球菌、大肠肝菌、荧光假单细胞菌、番茄灰霉菌等众多有害菌具有较好的抗菌性能，并对诸如h3n2、h1n1流感病毒、h5n1禽流感等病毒都有灭活功能。
26.优选的，将粉碎后的混合粉料的细度≤180目，浸泡时的料液比为1:10～1:18，浸泡时间≥4h，超声波萃取时间为25～50min，蒸发浓缩温度为65～78℃。
27.可得到高产量、高抗菌抗病毒效果的植物抗菌抗病毒活性液。
28.以植物原料提取液作为抗菌抗病毒活性物质来源、采用多孔矿物负载方式对抗菌抗病毒活性物质进行负载、采用无机胶凝材料胶结制备装饰板材，整个生产工艺温和，无论是原材料的获取、原材料的使用、生产过程、还是获得的成品均具有安全性高的特点。
29.优选的，浸泡时间为1:16。
30.进一步，所述植物抗菌抗病毒活性物质包括黄酮类物质，所述多孔矿物负载载体由以下原料复配而成：硅藻精土60～100％、海泡石土0～20％、凹凸棒土0～20％。
31.硅藻具有较大的比表面积、特殊的孔道结构，因此吸附能力较强，其作为植物抗菌抗病毒活性物质负载，负载量大且负载稳定，具有持久的抗病毒和抗细菌效果；且由于硅藻精土中含有一定量的氧化铁和氧化铝，表面的铝离子和铁离子可与黄酮类抗菌抗病毒活性物质形成配位键，从而提高黄酮类的负载量和负载稳定性，提高无机装饰板材抗菌抗病毒活性。
32.具体的，所述硅藻精土、海泡石、凹凸棒土皆为市售产品。
33.所述多孔矿物负载载体细度≥180目。
34.优选的，所述硅藻精土为fe改性硅藻精土、al改性硅藻精土或fe
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al改性硅藻精土。
35.上述改性硅藻精土，对活性物质挥发油、黄酮类、酚类、生物碱具有较强的作用力和负载量，可具有较高的抗菌抗病毒活性。
36.本发明还提供了一种具有抗菌抗病毒的无机装饰板材的制备方法，包括如下步骤:
37.步骤一、准备以下重量百分比的各组分：无机胶凝粉体42～66％、表面改性溶液25～31.6％、植物抗菌抗病毒活性液5.3％～16.8％、多孔矿物载体2.67～8.44％、增强纤维0.05～8.4％，所述表面改性溶液中改性剂的重量百分比为2％～10％，所述植物抗菌抗病毒活性液中抗菌抗病毒活性物质的重量百分比为38％～65％。
38.步骤二、将步骤一中的多孔矿物载体与所述抗菌抗病毒活性液混合、搅拌得到吸附有抗菌抗病毒活性物质的抗菌抗病毒多孔矿物材料；
39.步骤三、制备浆料：将无机胶凝粉体、表面改性溶液、抗菌抗病毒多孔矿物材料和增强纤维进行混合、搅拌得到浆料；
40.步骤四、成型：将所述浆料在预制纹理模具中采用浇注成型方式成型；
41.步骤五、养护干燥：待水化完成后脱模，通过自然干燥、干燥窑干燥或湿热养护至型材平衡含水率≤4.5％，得到半成品；
42.步骤六、将干燥后的半成品经打磨处理得到抗菌抗病毒的无机装饰板材。
43.以植物作为抗菌抗病毒活性物质来源、采用多孔矿物负载方式对抗菌抗病毒活性物质进行负载、采用无机胶凝材料胶结制备装饰板材，整个生产工艺温和，制备成本低，且无论是原材料的使用、生产过程、还是获得的成品均具有安全性高的特点，得到的板材具有强度高、防水防变形，抗菌效果好且持久的优势。
44.优选的，将所述孔矿物载体加入到抗菌抗病毒活性液内浸泡并辅以振动和搅拌，提高抗菌抗病毒活性物质的负载效率。
45.进一步，所述表面处理还包括在打磨处理后的板材的表面喷涂涂料得到所述菌抗病毒的无机装饰板材，所述涂料中抗菌抗病毒活性物质的含量为0～1.0％。
46.在成品板材上喷涂涂料可提高板材的使用寿命，将抗菌抗病毒活性物质随涂料涂敷于成品板材表面，可进一步提高板材的抗菌抗病毒效果。
47.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
48.图1为基于本发明的抗菌抗病毒的无机装饰板材的制备流程图。
具体实施方式
49.下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
50.实施例1：
51.如图1所示，一种具有抗菌抗病毒的无机装饰板材的制备方法，具体包括如下步骤(以下各原料的配用均按重量计)：
52.s1、抗菌抗病毒活性液制备：将石榴皮62份，艾蒿8份，鱼腥草10份，樟叶10份，橄榄叶10份后，依次进行粉碎为180目，用70％乙醇按1:12料液比浸泡4.5h，超声波萃取30min，真空抽滤后加热蒸发，加热温度70℃，加热时间30min，蒸发至100份，取6份备用；
53.s2、制备多孔矿物载体：硅藻精土80份，海泡石土10份，凹凸棒土10份，细度要求≥180目，搅拌均匀，取12份备用；
54.s3、无机胶凝粉体的制备：天然高强石膏90份、白水泥10份，进行干粉混合均匀，取55.5份无机胶凝粉体备用。
55.s4、表面改性溶液配制：依次将清水、聚乙烯醇、柠檬酸钠、甲基硅酸钾、磷酸三丁酯按照重量比100：1.0：0.3：1.8：0.5加入，搅拌均匀，取25.3份备用。
56.s5、制备抗菌抗病毒多孔矿物材料:将步骤s2所得的12份多孔矿物载体，s1所得的的6份抗菌抗病毒活性液浸泡，辅以振动搅拌，搅拌时间45min，形成膏状；
57.s6、制备浆料：将s3步骤所得到的55.5份无机胶凝粉体、s4步骤所得到的25.3份表面改性溶液、s5所得到的18份抗菌抗病毒功能材料、1.2份玻璃纤维，混合、搅拌；
58.s7、成型：将浆料在预制纹理模具中采用浇注成型方式成型；
59.s8、养护干燥：待水化完成后脱模，自然晾干至含水率≤3.5％；
60.s9、表面处理：干燥后经打磨处理得到成品板材；
61.s10、喷涂涂料：按照45g/
㎡
喷涂量喷涂内墙涂料，涂层干燥后包装即得抗菌抗病毒无机装饰板材。
62.实施例2：
63.一种具有抗菌抗病毒的无机装饰板材的制备方法，具体包括如下步骤(以下各原料的配用均按重量计)：
64.s1、抗菌抗病毒活性液制备：将石榴皮90份、鱼腥草10份，艾蒿2份，鱼腥草2份，樟叶2份，橄榄叶2份，依次进行粉碎为180目，用72％乙醇按1:15料液比浸泡6h，超声波萃取45min，真空抽滤后加热蒸发，加热温度68℃，加热时间30min，蒸发至100份，取12份备用；
65.s2、制备多孔矿物载体：硅藻精土3份备用。
66.s3、无机胶凝粉体的制备：脱硫石膏59份备用。
67.s4、表面改性溶液配制：依次将清水、聚乙烯醇、柠檬酸钠、甲基硅酸钾、磷酸三丁酯按重量比100：0.8：0.5：1.5：0.5加入，搅拌均匀，取25份备用。
68.s5、制备抗菌抗病毒多孔矿物材料：将s2的硅藻精土3份、s1所得的12份抗菌抗病毒活性液进行混合浸泡，辅以振动搅拌，搅拌时间60min，形成浆状；
69.s6、制备浆料：将59份脱硫石膏、s4所得到的25份表面改性溶液、s5所得到的15份抗菌抗病毒功能材料、1份玻璃纤维，混合、搅拌；
70.s7、成型：将浆料在预制纹理模具中采用浇注成型方式成型；
71.s8、养护干燥：待水化完成后脱模，自然晾干至含水率≤3.5％；
72.s9、表面处理：干燥后经打磨处理得到成品板材。
73.s10、喷涂涂料，按照45g/
㎡
喷涂量喷涂内墙涂料，涂层干燥后包装即得抗菌抗病毒无机装饰板材。
74.实施例3：
75.一种具有抗菌抗病毒的无机装饰板材的制备方法，具体包括如下步骤(以下各原料的配用均按重量计)：
76.s1、抗菌抗病毒活性液制备：将石榴皮62份、艾蒿8份、鱼腥草10份、樟叶10份、橄榄叶10份，依次进行粉碎为180目，用68％乙醇按1:10料液比浸泡36h，超声波萃取50min，真空
抽滤后加热蒸发，加热温度72℃，加热时间30min，蒸发至100份，取16.8份备用；
77.s2、制备多孔矿物载体：硅藻精土取3份、凹凸棒土1份混匀备用。
78.s3、无机胶凝粉体的制备：高强石膏粉5份、普通天然石膏88份、白水泥7份混合均匀，取混合后的无机胶凝粉体42份备用。
79.s4、表面改性溶液配制：依次将清水、聚乙烯醇、柠檬酸钠、甲基硅酸钾、磷酸三丁酯按重量计100：0.8：0.5：1.5：0.5加入，搅拌均匀，取25份备用。
80.s5、制备抗菌抗病毒多孔矿物材料：将s2制得的4份载体、s1制得的16.8份抗菌抗病毒活性液进行混合浸泡，辅以振动搅拌，搅拌时间60min，形成浆状，取15份备用；
81.s6、制备浆料：将s3所得的42无机胶凝粉体、s4步骤所得到的25份表面改性溶液、s2所得到的15份抗菌抗病毒功能材料、1.5份玻璃纤维，混合、搅拌；
82.s7、成型：将浆料在预制纹理模具中采用浇注成型方式成型；
83.s8、养护干燥：待水化完成后脱模，自然晾干至含水率≤3.5％；
84.s9、表面处理：干燥后经打磨处理得到成品板材。
85.s10、喷涂涂料：按45g/
㎡
喷涂量喷涂内墙涂料，涂层干燥后包装即得抗菌抗病毒无机装饰板材。
86.对比例1：
87.具体制备过程与实施例3相比，不同之处仅在于：制备过程中不添加多孔矿物载体。
88.对比例2：
89.具体制备过程与实施例3相比，不同之处仅在于：制备过程中不添加抗菌抗病毒活性液。
90.对比例3：
91.具体制备过程与实施例3相比，不同之处仅在于：s6中不添加表面改性溶液，得到产品表面明显外观粗糙、抗折强度低、吸水率高。
92.实施例4
‑
8：具体制备过程与实施例3相比，不同之处仅在于：s1中的植物分别选用与实施例3中石榴皮、艾蒿、鱼腥草、樟叶和橄榄叶总重量相同的石榴皮(实施例4)、艾蒿(实施例5)、鱼腥草(实施例6)、樟叶(实施例7)、橄榄叶(实施例8)用作抗菌抗病毒活性液制备。
93.将本发明实施例1～3以及对比例1
‑
3制备得到的产品按照jc/t799
‑
2007《装饰石膏板》、hg/t3950
‑
27《抗菌涂料》、参考gbt21866
‑
2008抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果。
94.进行关键指标检测，结果如表1所示：
95.表1.实施例1～3以及对比例1
‑
3制备得到的无机装饰板材的抗细菌抗病毒性能测试结果
[0096][0097][0098]
将实施例4
‑
8制备得到的产品按照jc/t 799
‑
2007《装饰石膏板》、hg/t3950
‑
27《抗菌涂料》、参考gbt21866
‑
2008抗菌涂料(漆膜)抗菌性测定法和抗菌效果。
[0099]
表2.实施例4
‑
8制备得到的无机装饰板材的抗细菌抗病毒性能测试结果
[0100]
[0101][0102]
由表1和表2可知，基于本发明的抗菌抗病毒的无机装饰板材的制备方法，通过改性剂对水化产物晶体结构形貌进行改善，使得无机装饰板材外观纹理细腻光滑、具有抗折强度高、防水抗污以及良好的耐水性；基于石榴皮、艾蒿、鱼腥草、樟叶、橄榄叶得到的抗菌抗病毒活性液具有较广泛的抗菌和抗病毒范围，对于金黄色葡萄球菌、大肠肝菌、黑曲霉、土曲霉菌等众多有害菌具有较好的抗菌性能，并对诸如h3n2、h1n1流感病毒、h5n1禽流感等病毒具有优异的灭活性能，远优于单独的石榴皮、艾蒿、鱼腥草、樟叶或橄榄叶的抗菌抗病毒活性液；且采用多孔矿物硅藻精土对抗菌抗病毒活性物质进行负载，使得板材具有较高的活性物质负载量，使得装饰板的抗菌抗病毒效果好相比于单独的抗菌抗病毒活性液，抗菌抗病毒性能得到显著提升，基于本发明的抗菌抗病毒无机装饰板材具有良好的应用前景。
[0103]
尽管上面已经详细描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。