银锌复合抗菌剂及其应用

银锌复合抗菌剂及其应用

银及银锌复合抗菌剂以其突出的性能成为抗菌普遍使用的抗菌剂之一。如今，抗菌市场份额不断扩大，在家用电器、日常用品、电子信息产品、汽车、食品包装、医药卫生等领域获得广泛应用。

抗菌剂是细菌、霉菌等微生物及病毒等病原体高度敏感的化学物质。通过研制和筛选适当的抗菌剂品种，我们只需将其少量添加於其它通用材料中，经适当加工工艺过程後，便可制成符合特定使用要求的抗菌材料及制品。

无机抗菌剂与有机类、天然类抗菌剂相比，具有安全性高、长效性好等优点，尤其是其优异的耐热性（使用加工温几常可经受>600-1000℃高温），使其成为在、化纤、甚至陶瓷等材料中使用的首选抗菌剂。

中国科学家从1990年代开始跟踪研究无机抗菌剂和抗菌防霉材料，如西北有色金属研究院、昆明贵金属研究所、中国建筑材料研究院等。其中，具有代表性的是中国科学院化学研究所及其所属的工程国家工程研究中心，在沸石基银及银锌复合无机抗菌剂的研制和应用中，发挥了学科交叉和“产学研”结合的优势，开发出一种成本适中、耐变色的无机抗菌剂，并获得中国发明专利。这种无机抗菌剂在海尔等品牌家电产品中首先应用，带动了中国抗菌材料和抗菌产品的迅速发展，并荣获2000年度国家科技进步二等奖。据统计，中国1998年抗菌剂的产量40吨，销售额300万元，抗菌制品产值30亿元；1999年抗菌剂产量150吨，销售额1200万元，抗菌制品100亿元。2000年抗菌剂销售量达到200吨。2005年将发展到500吨抗菌剂，抗菌制品达400亿元。字串2

银锌复合抗菌剂的性能

抗菌剂的抗菌性能主要从两个方面体现，即抗菌剂本身和抗菌剂应用的制品（如抗菌），重点要体现在抗菌制品的性能上。

应用抗菌剂制得的抗菌首先要保持材料基本性能。抗菌的常规物理机械性能，如熔体流动速率、拉伸强度、拉伸模量、断裂伸长率、缺口冲击强度、弯曲强度、弯曲模量、硬度、色度、表面光洁度等均按国家有关测试标准和产品标准执行。抗菌剂和抗菌还要达到规定的卫生安全性，抗菌成品无毒、无异味、对环境无害。

在抗菌剂和抗菌的应用中，抗菌性是其特殊的功能，要求高效、广谱、长效，在相关环境中适用。

下面以崇光纳米科技有限公司开发的安迪美TM-AM银锌复合抗菌剂的试验结果进行说明。

抗菌谱

抗菌谱是指抗菌剂对细菌、真菌、霉菌、酵母、藻类等各种微生物的抗菌有效面。但是，仅在住宅空间中就有80属60种类、建筑物有120属120种类的霉菌，一般说来不能对所有的菌种逐一测试，而是选择有代表性的菌株进行实验。通常是选择大肠埃希氏菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等进行试验。另外，还经常选用肺炎克雷伯氏菌、沙门氏杆菌、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌等。对霉菌一般选择黑曲霉，土并霉，出芽短梗霉，宛氏拟青霉，绳状青霉，绿色木霉，赭绿青霉，柄帚霉等作防霉试验。安迪美-AM抗菌剂具有广谱抗菌和防霉作用。字串3

抗菌剂最低抑菌浓度

一种抗菌剂的抗菌能力强弱，可以用最低抑菌浓度（minimum inhibitory concentration，即MIC）来衡量。将抗菌剂稀释为不同浓度，作用於菌株，定量测定一定作用时间的抑菌效果，得到MIC值。最低抑菌浓度数值越小，抗菌剂的抗菌性越强。安迪美-AM抗菌剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度（MIC值）为150ppm，达到国际着名抗菌剂产品MIC值同一水平（日本产品MIC报道值通常为125-300ppm）。

抗菌抗菌性

（1）抗细菌性

抗菌材料的种类多、材料中组分多、性质差别大、制成品的形态各异，如抗菌制成抗菌冰箱内胆、果蔬盒、抗菌空调过滤网、抗菌电话外壳，还有抗菌陶瓷制成卫生洁具、餐具，抗菌纤维制成抗菌地毯、内衣等。因此，抗菌材料和抗菌制品的抗菌性检验方法及评价标准的确定事关重大，但长期以来，抗菌性能检测方法和标准制定的滞後却不能适应市场的发展需求。

经过业内多年努力，2003年中国制定和颁布了轻工行业标准QB/T2591-2003《抗菌——抗菌性能试验方法及抗菌效果》。该方法是测定抗菌抗菌性的定量试验方法。它反映了抗菌的接触抗菌原理，并在实验设计中考虑了抗菌的实际使用条件等外部因素，能较客观地反映抗菌抗菌能力。抗菌抗菌率大於90%为合格产品，判定为有抗菌性；大於99%为有较强抗菌性。安迪美抗菌达到的抗菌率一般可大於99%。字串4

（2）抗霉菌性

QB/T2591-2003《抗菌——抗菌性能试验方法及抗菌效果》的抗霉菌试验方法，把防霉等级分为0、1、2、3、4级。最高防霉等级为0级是不长，显微镜下放大50倍观察不到霉菌生长；1级是痕迹生长，可见生长的面积小於10%；2级、3级、4级分别是轻微生长、中等生长和严重生长。抗菌的防霉等级为1级可以报告有抗霉菌作用，0级则可报告有强抗霉菌作用。安迪美-AM抗菌剂防霉等级为1级。

抗菌剂的应用

日常生活和工业制品中大量使用，如橱具、卫生设施、家用电器、壁纸、食品包装等。使用抗菌可提高产品的卫生性，减少致病菌的污染。下表所列的抗菌剂和抗菌应用领域显示出巨大的发展前景。

抗菌剂和抗菌的应用领域举例

抗菌剂应用於制品可以通过以下三条途径：将抗菌剂直接与混合，分散在中制成抗菌；将抗菌母粒与掺混加工；在制品成型工艺中将抗菌剂嵌入表面。

抗菌剂直接添加法工艺简单，但抗菌剂在中分散较差，抗菌剂颗粒容易分散，抗菌效果较差，抗菌剂利用不充分，使用成本增加。抗菌母粒法的核心技术是抗菌母粒的研制。抗菌母粒是抗菌剂分散在载体树脂中的高度浓缩体，含抗菌剂量10％-40%。抗菌母粒与一起加工，或与一起再次共混分散，有利於抗菌剂的分散和抗菌作用的发挥，是目前已普遍接受和广为应用的技术途径。合理的抗菌母粒设计和使用，可大大节约抗菌剂使用成本。在制品成型阶段加工抗菌产品，主要目的是为了节约抗菌剂的用量，合理使用抗菌剂，控制成本。目前了解到的具体实施方案有两种，一种是将超细的抗菌剂粒子制成喷雾液，喷涂在模具表面，在注塑成型时抗菌剂就进入到件的表面；另一种是将抗菌剂与制成薄膜，然後将薄膜附在模具表面，在成型时将抗菌膜结合到制件表面。使用这种抗菌成型技术，可以大大节约抗菌剂的用量，但目前应用还不普遍，主要原因是设备投资较大。

为了安全使用抗菌剂，尤其是用於食品、化妆品、儿童用品时，需要对抗菌剂作毒理学评价，为制订使用标准作为依据。毒理学评价除了做分析检验外，通常要通过动物毒性试验取得数据。重要的试验标准包括：急性毒性试验，亚急性毒性试验，慢性毒性试验，致癌性试验，致突变性试验，致畸性试验，胚胎毒性试验，皮肤刺激性试验，眼刺激性试验，皮肤过敏性试验等。但实际上，对多数抗菌剂并不需要一一做上述试验。对新的抗菌剂配方，如果配方中的各组分已作过试验而相互之间又不发生化学变化，则可大大减少试验项目。

抗菌应用

家用电器

日本在1986年开发制造出抗菌冰箱，抗菌化的重点起初在箱体内部件，用抗菌聚乙烯