[發明專利]抗菌性納米銀復合聚氨酯材料及制備方法

無效

• 申請號: 200910255640.6
• 申請日: 2009-12-10
• 公開（公告）號: CN101760000A
• 公開（公告）日: 2010-06-30
• 發明（設計）人: 曲榮君;高靜靜;馬千里;孫昌梅;王春華;張盈
• 申請（專利權）人: 魯東大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L75/06;C08L75/08;C08K7/18;C08K3/08;D01F6/70;D01F1/10
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(一)技術領域：

本發明涉及一種抗菌性納米銀復合聚氨酯材料及制備方法，是一種可進一 步紡絲為納米銀復合聚氨酯纖維及制備納米銀復合聚氨酯膜的抗菌性復合材 料，屬于醫用材料領域、紡織材料領域、食品抗菌包裝等技術領域。

(二)背景技術：

聚氨酯以其軟硬度可調節范圍廣、耐低溫、耐溶劑、高彈性等優點日漸受 到市場的推崇，目前已被廣泛應用于輕工、家電、紡織和醫療衛生等領域。但 由于聚氨酯材料在實際的應用和保存過程中，在適宜的溫度和濕度條件下極易 生長和繁殖細菌，嚴重威脅人類的健康，同時也會帶來醫療事故和巨大的經濟 損失。因此，多年來科學家一直致力于抗菌聚氨酯的選擇和抗菌加工方法的研 究。

抗菌聚氨酯材料是指通過引入帶有抗菌基團的抗菌劑對聚氨酯材料進行改 性，從而使聚氨酯材料具有抑制或殺滅其表面細菌能力的一類新型功能材料。 目前，常用的抗菌劑主要有天然類、無機類和有機類三大類。有機抗菌劑能有 效抑制有害細菌、霉菌的產生與繁殖，見效快。但是這類抗菌劑熱穩定性較差(只 能在300℃以下使用)、易分解、持久性差，而且通常毒性較大，長時間使用對 人體有害；無機系抗菌劑的優點是具有低毒性、耐熱性、耐久性、持續性、抗 菌譜廣等，是纖維、塑料、建材等生活制品最適宜的抗菌劑品種。

銀具有破壞細菌、病毒的呼吸功能和分裂細胞的功能，當顆粒的尺寸降低 到納米級后，表面積急劇增加，根據Young-Laplace方程，表面積的增加將增 加銀的離解程度，增加溶液中的銀離子濃度，從而提高其生物化學活性，抗菌、 殺菌能力大大加強。另外，根據Henglein的研究結果，納米級的銀顆粒具有較 強的光催化能力，能夠激活水和空氣中的氧，產生羥基自由基(·OH)及負氧離 子(O₂-)，從而使其具有光催化殺菌的能力。將納米銀粉裝載于活性碳纖維、紡 織品、涂料等產品中，可制備出具有抗菌功能的產品。

本發明以聚氨酯為分散劑和穩定劑、以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑和還原劑， 制備了一種抗菌性納米銀復合聚氨酯材料。與其他制備方法相比，該法是在非 水溶液且不需外加其它還原劑的條件下進行，節約原料；制備方法簡單、有效、 為醫用材料領域、紡織材料領域、食品抗菌包裝等領域抗菌材料的制備提供一 種新思路。

(三)發明內容：

本發明的目的是提供一種能夠長效抗菌、毒副作用小，具有良好的生物兼 容性的，可廣泛適用于醫用材料領域、紡織材料領域、食品抗菌包裝等領域的 抗菌性納米銀復合聚氨酯材料及制備方法。

本發明所述的抗菌性納米銀復合聚氨酯材料是由聚氨酯材料和納米銀直接 結合而成的。在該材料中，所述納米銀呈規則的球狀，粒徑分布窄且分散均勻， 重量百分含量為0.01％～5.0％。

本發明的目的可通過如下技術措施來實現：

a、聚氨酯原液的配置，室溫下，配制重量百分含量為2％～15％的聚氨酯溶 液。

b、銀鹽溶液的配置，室溫下，在容器內配制重量百分含量為0.01％～5.0％ 的硝酸銀溶液或高氯酸銀溶液。

c、常溫下，向2％～15％濃度的聚氨酯原液中緩緩加入銀鹽溶液，聚氨酯原 液中占85％～98％的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺和四氫呋喃，N，N-二甲基甲酰胺 與四氫呋喃的體積比為1∶0～4∶1，純聚氨酯原液與純銀鹽溶液的質量之比為 20∶1～10000∶1，同時攪拌0.5～1小時，形成均勻的混合液；

d、逐漸加熱容器，使混合液溫度升溫至25℃～80℃，持續攪拌2～16小時 直至銀離子完全還原成納米銀，得到金黃色銀納米聚氨酯溶膠；

e、將金黃色銀納米聚氨酯溶膠冷卻后靜置，獲得抗菌性納米銀復合聚氨酯 材料，裝入容器密封。

其中，所述的銀鹽為硝酸鹽或高氯酸銀，所述的還原劑為N，N-二甲基甲酰 胺，所述的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基甲酰胺∶四氫呋喃(體積比 為1∶0～4∶1)。

本發明的優點在于：

1、該方法簡單、便于操作、在工業合成所得聚氨酯原液的基礎上直接一步原 位合成納米銀復合聚氨酯抗菌劑。

2、不需外加其他還原劑，在非水溶液體系下N，N-二甲基甲酰胺，同時為溶劑 和還原劑，節約原料、簡化操作。