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磷酸锆载银无机抗菌剂、磷酸锆载铜无机抗菌防霉剂

成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术

发布时间: 2023-09-12 10:18:58

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 李小丽 | 2023-09-12 10:18:58

本项目采用纳米合成工艺,引入促进剂和双表面活性剂,设计了上料装置及对反应釜进行了特殊工艺改进,开发了粒径小且分散均匀的磷酸锆载体;采用银、铜离子络合交换技术,引入络合剂,形成银、铜络合物,再通过质子反应插入磷酸锆层间,形成了稳定、高负载的磷酸锆载银、磷酸锆载铜粉体;采用低温煅烧技术,控制银离子的释放,由此带来材料有效成分的缓释效果,既达到抗菌效果,又具有高安全性,同时延长了抗菌时效性;采用气流磨工艺将粉体的软团聚打开,并通过添加高分子表面处理剂,降低粉体的表面能,防止颗粒之间的物理团聚,使粉体更易于分散,最终形成的磷酸锆载银抗菌剂、磷酸锆载铜抗菌防霉剂抗菌、防霉性能优异,粒度分散均匀。产品可用于塑料、纺丝、涂料等各种领域。因其粒径小且分散均匀,低添加,高抗菌防霉性等优点,尤其在纺丝行业应用突出,可以纺长丝、短丝、细旦等各种规格。项目产品应用PET纺丝制品中,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌抑菌率达到99%以上,防霉性能达到0级。本项目产品取得多项发明专利和实用新型专利,2021年获全球科技创新奖,2020年获中国国有色金属工业科学技术二等奖,2021年获浙江省科技进步三等奖

1、 纳米合成工艺,引入促进剂和双表面活性剂,设计了上料装置及对反应釜进行了特殊工艺改进,缩短了合成时间,控制了磷酸锆的结晶度、晶体粒径。2、 银、铜离子络合交换技术,引入络合剂,形成银、铜络合物,再通过质子反应插入磷酸锆层间,形成了稳定、高负载的磷酸锆载银、磷酸锆载铜粉体。3、 低温煅烧技术,控制银离子、铜离子的释放,由此带来材料有效成分的缓释效果,既达到抗菌效果,又具有高安全性,同时延长了抗菌时效性。4、 气流磨表面改性工艺,将粉体的软团聚打开,并通过添加高分子表面处理剂,降低粉体的表面能,防止颗粒之间的物理团聚,使粉体更易于分散。5、 项目产品具有耐紫外光照、耐变色、耐高温、抗菌力持久等优点。6、 项目产品平均粒径在1微米左右,且分散均匀,可纺性优异,可用于纺PET、PA、PP等各种材质规格的纺丝产品。

上海润河纳米建成年产100吨磷酸锆载银抗菌剂、磷酸锆载铜抗菌防霉剂生产线,项目产品的抗菌、防霉性能优异,可以广泛应用于纺丝、橡塑、涂料等各种领域。 在纺丝行业,利用其低添加、高性能的特点,纺制成抗菌防霉专用涤纶、锦纶长丝,或异形丝,用于家纺用品,特别是运动服装、部队医生、护士服及病人床单,该抗菌纱线面料手感柔软,导湿透气,保护医护人员及病人健康,杜绝或减少二次感染。该项技术将加快实现熔体直紡抗菌等多功能性聚酯纤维产品的规模化生产与应用,解决了熔体直纺品种长丝的柔性难题,社会效益显著。据统计,2022年全球抗菌纺织品市场规模到达到了657.88亿元(人民币)。针对未来几年抗菌纺织品市场的发展前景预测,预估到2028年市场规模将以7.32%的增速达到1005.21亿元。 在橡塑行业,利用其高安全性,耐高温的特点,直接粉体添加或造粒成高浓母粒,应用于家用电器、吹膜、纺粘等不同的领域,性能超过国内同类产品,可与国外产品形成差异化竞争,实现橡塑抗菌防霉的产业升级。本项目生产的抗菌防霉母粒,用于家用电器、木塑制品、食品包装等方面,为促进健康、提高生活水平起到良好的作用。据相关行业发展报告指出,2015年全球抗菌塑料的工业应用市场规模达到21.7亿美元,用于消费品的产品价值为16.0亿美元,全球20%的塑料制品具有抗菌功能,抗菌剂在塑料中应用日益广泛,年增长率约为3.5~4%。目前工业级抗菌塑料大多应用于产品包装、汽车、建材和室内装饰材料、供热通风与空调工程等等。高档轿车的内饰也将越来越多采用抗菌材料,如日产轿车的方向盘、内饰绒布、座位、把手等已采用抗菌塑料和抗菌材料制作。另外,头盔、耳机、防水服等个人防护用品也越来越普遍地使用抗菌添加剂。亚洲和非洲国家人口众多、收入较低,食品卫生状况普遍不佳,在这些地区推广抗菌塑料包装市场潜力巨大。 在涂料行业,利用项目产品的粒径小、易分散、抗菌性能优异、安全性、持久性的特点,可以用于各种乳胶漆、涂层等,制成抗菌涂料用于墙壁、柜台、门把手、厨具和其它高接触区域、工业制品和暖通空调通风口等,还可以应用在手套、口罩、地毯和纺织品上。 其中抗菌涂料在医疗设施和医院墙面等位置应用时可减少医院的交叉感染。2020 年抗菌涂料市场价值超过 30 亿美元,预计该市场在预测期间(2021-2026 年)的复合年增长率将超过 10%。  

本项目由公司总经理陶志清先生领头,团队成员包括技术部、生产部各骨干成员,主要成员介绍如下:陶志清,公司总经理,项目领头人,高级工程师,主持了多项上海市经委产学研项目、上海市科委创新基金项目、上海张江专项发展资金重点项目、企业自主开发项目、企业联合项目。参与制定了多项国家标准和行业标准。获浙江省科学技术进步三等奖,多项国家发明专利和实用新型专利。崔丽丽,技术总监,高级工程师,主持参与了多项上海市经委产学研项目、上海市科委创新基金项目、上海张江专项发展资金重点项目、企业自主开发项目、企业联合项目。申请多项国家发明专利。曾获上海市科学技术进步三等奖,国家发明专利4项,实用新型专利2项。吴雪茜,研发经理,工程师,发表论文16篇,其中EI论文1篇。申请发明专利5项。参与科研项目8项,其中主持青年基金科研项目1项,作为项目骨干参与科研项目4项。李星,生产经理,工程师,主持参与了多项省部级项目、国家自然科学基金项目上海张江专项发展资金重点项目、企业自主开发项目、企业联合项目,国内外学术刊物发表论文10余篇,作为副主编参与编写教材2部。

公司掌握磷酸锆载银、磷酸锆载铜合成的核心技术,产品可广泛用于纺丝、橡塑、涂料等各种领域,市场空间巨大。

项目在取得研发成果以后,逐步扩大应用范围,大量新技术的应用和优良的品质在公司客户群中树立了良好口碑,规模大幅扩张的同时产品持续畅销,库存始终控制在行业较低水平,取得良好的经济效益和社会效益,未来公司将继续加大科技创新力度,引领行业科技进步。通过本项目的实施,不仅能够确保企业在国内外纳米制备技术、差别化、抗菌功能领域内的技术领先地位,而且能够带动下游相关织造、橡塑等相关企业产品开发,支撑我国纳米新材料、抗微生物工业的发展。

因该项目产品产业化成熟度高,市场处于推广状态,因此希望通过许可的方式,可以共同开发潜在市场,拓展产品的市场应用。