[發(fā)明專利]一種用于抗菌塑料制品的抗菌劑制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110365453.0
• 申請(qǐng)日: 2011-11-17
• 公開（公告）號(hào): CN102504615A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程亞軍;付俊;邵仕軍;魏星;杜高來(lái)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號(hào): C09C1/36
• 分類號(hào): C09C1/36;C09C1/30;C09C3/06;C09C3/08;C08K9/04;C08K3/22;C08K3/36
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于抗菌塑料制品的抗菌劑的制備方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)發(fā)展和人類社會(huì)的進(jìn)步，塑料制品在我們?nèi)粘Ｉ钪械牡匚辉絹?lái)越重要，然而，塑料制品在使用過(guò)程中易受細(xì)菌污染，這直接導(dǎo)致了有害細(xì)菌的傳播和蔓延，不利于人們的健康。據(jù)中國(guó)衛(wèi)生部2010年統(tǒng)計(jì)，由有害細(xì)菌引起的疾病如肺結(jié)核、細(xì)菌性痢疾等報(bào)告發(fā)病數(shù)和報(bào)告死亡數(shù)均居甲乙類傳染病的前5位。另外，據(jù)有關(guān)報(bào)道統(tǒng)計(jì)，全世界每年死亡人數(shù)中，大約有1700萬(wàn)人是由細(xì)菌感染而引起的。由此可見，研制和開發(fā)高效持久的抗菌劑和抗菌塑料，有效殺滅和抑制致病性細(xì)菌成為我們迫切需要解決的問題。

抗菌塑料是在塑料中添加一種或幾種抗菌劑而制成，它可在一定時(shí)間內(nèi)將黏附在塑料上的細(xì)菌殺死或者抑制其繁殖。20世紀(jì)80年代起，日本已經(jīng)開始對(duì)于抗菌劑和抗菌塑料的研究。我國(guó)近年來(lái)對(duì)抗菌劑和抗菌塑料的研究非常重視，針對(duì)不同性質(zhì)的塑料，已開發(fā)出系列的專用抗菌劑，包括無(wú)機(jī)抗菌劑、有機(jī)抗菌劑、天然抗菌劑和復(fù)合抗菌劑等四大類。

不同種類的抗菌劑具有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。有機(jī)抗菌劑具有見效快、殺菌能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但也有分解溫度低，易產(chǎn)生微生物耐(抗)藥性，作用期短，污染環(huán)境等缺點(diǎn)；天然抗菌劑來(lái)自于天然提取物，如殼聚糖、日柏醇等，生物相容性好，但不易加工，產(chǎn)品尚不成熟；相比有機(jī)和天然抗菌劑，無(wú)機(jī)抗菌劑具有耐高溫，無(wú)揮發(fā)毒性，單位成本低等優(yōu)點(diǎn)。無(wú)機(jī)抗菌劑的主要有效成分為銀、銅、鋅等金屬離子，它們的使用安全性已有科學(xué)評(píng)價(jià)的結(jié)論，已獲得美國(guó)FDA和EPA的準(zhǔn)許，同時(shí)也為人類長(zhǎng)期實(shí)踐所檢驗(yàn)。其中以銀離子抗菌作用最強(qiáng)，對(duì)大多數(shù)菌體的殺滅具有廣譜性和有效性。基于銀系抗菌粉體的抗菌劑在抗菌塑料、抗菌涂料等抗菌材料中應(yīng)用最為廣泛。復(fù)合抗菌劑就是為了解決單一抗菌劑的某些缺點(diǎn)，通過(guò)復(fù)配的形式，相互彌補(bǔ)來(lái)提高抗菌劑的整體抗菌能力。

無(wú)機(jī)抗菌劑的制備過(guò)程是通過(guò)物理吸附、離子交換及化學(xué)固定等方法，將銀、銅、鋅等金屬離子附載于無(wú)機(jī)載體表面。由于銀離子在光照條件下易被還原為單質(zhì)銀或者與環(huán)境物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，生成氧化銀導(dǎo)致抗菌劑變黑或黃，因此，在制備含銀抗菌劑過(guò)程中，需要通過(guò)采用絡(luò)合作用或者尺寸限制作用等方法來(lái)穩(wěn)定銀離子。常用的金屬離子載體有硅酸鹽類、磷酸鹽類、可溶性玻璃類、硅膠、以及二氧化硅、二氧化鈦納米粒子等無(wú)機(jī)化合物。申請(qǐng)?zhí)枮?00810197610.X的中國(guó)專利，采用一種能耐500攝氏度以上的加工溫度的無(wú)機(jī)含銀離子的硅酸鹽作為抗菌劑無(wú)機(jī)載體，成功制備出了具有良好抗菌性能的無(wú)機(jī)抗菌劑。專利號(hào)為03129255.0的中國(guó)專利，公開了一種光穩(wěn)定的無(wú)機(jī)粉末載銀長(zhǎng)效抗菌粉及其制備方法。此專利所采用的載體即為5～500nm的TiO₂，SiO₂，ZnO，ZrO₂復(fù)合超細(xì)納米無(wú)機(jī)氧化物粉末，通過(guò)采用焦磷酸鈉絡(luò)合銀離子，提高銀離子的穩(wěn)定性。申請(qǐng)?zhí)枮?00610024773.9的中國(guó)專利，公開了一種新型的納米介孔載銀抗菌劑及其制備方法，此專利通過(guò)物理吸附等方法，將抗菌活性組分銀分散吸附于具有有序介孔結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)氧化物二氧化硅、沸石、Al₂O₃等載體上，提高銀離子的穩(wěn)定性。

由于目前抗菌塑料主要是通過(guò)在普通塑料中添加少量抗菌劑的方法制得，抗菌劑在塑料基質(zhì)中的分散程度將會(huì)影響抗菌塑料抗菌性能，良好的分散性是抗菌劑和抗菌塑料優(yōu)越抗菌性能的前提和保障。因此，如何提高抗菌活性金屬離子在載體顆粒表面的分散和抗菌劑在抗菌塑料中的分散，是有效提高抗菌劑抗菌性能，降低抗菌劑成本的重要方式。申請(qǐng)?zhí)枮?0127425.2的中國(guó)專利公開了一種抗菌塑料母粒及其在制備抗菌塑料制品中的應(yīng)用，將無(wú)機(jī)納米抗菌劑粉末經(jīng)過(guò)特殊的表面處理后，使抗菌劑與塑料具有良好的相容性，制得一種抗菌塑料母粒，可以直接用于制備抗菌塑料制品。但是上述發(fā)明仍有一定的限制，它們通過(guò)對(duì)抗菌劑進(jìn)行二次處理，改善其與塑料的相容性，增加了生產(chǎn)的成本。本專利中，我們將重點(diǎn)介紹利用月桂基磷酸酯作為抗菌劑表面修飾劑，改善抗菌劑和塑料基質(zhì)的相容性。此外，月桂基磷酸酯還能起到通過(guò)絡(luò)合作用，起到進(jìn)一步穩(wěn)定抗菌金屬離子的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是在于提供一種用于抗菌塑料制品的抗菌劑制備方法。

本發(fā)明采用技術(shù)方案步驟如下：

步驟(1).將無(wú)機(jī)納米顆粒與堿性氨基酸在25～60℃水浴中攪拌回流10～60分鐘，使得堿性氨基酸均勻吸附在無(wú)機(jī)納米顆粒表面；

所述的無(wú)機(jī)納米顆粒為納米級(jí)的TiO₂、SiO₂中的一種或兩種；