[發明專利]一種抗菌性聚氨酯牙刷及其制備方法

有效

• 申請號: 201310157595.7
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103242644A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 蘇雋;王德俊
• 申請（專利權）人: 杭州納美科技有限公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08K3/08;C08G18/10;C08G18/65;C08G18/76;C08G18/32;C08G18/40
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種抗菌性聚氨酯牙刷及其制備方法。

背景技術

牙刷是我們日常生活中必備的一種口腔清潔工具，自19世紀杜邦化學公司推出以合成纖維（多數是尼龍）為刷毛的牙刷以來，市場上用于制造牙刷毛的材料一直以尼龍為主。尼龍是一種具有較高強度的結晶材料，其熔點高、熔融范圍窄、熱穩定性差，需先加工成尼龍絲，再通過傳統的植毛工藝將其固定于刷柄之上，這使得牙刷的整體制造工藝較為復雜，且毛根處存有接縫易造成細菌、污垢的沉積。因此，亟需研制出一種既具有良好的力學強度、較高的熱穩定性和易于加工成型等性能、又具備強抗菌性的熱塑性牙刷用材料。

聚氨酯是一類分子主鏈上含有氨基甲酸酯基團(-NHCOO-)的聚合物總稱，其具有良好的耐磨性、高的強度和斷裂伸長率、易于成型加工等特點，現已被廣泛應用于紡織、包裝、食品加工和醫療衛生等領域。如能將聚氨酯材料用于牙刷毛的制備，將能克服上述尼龍材料自身性能與其制備工藝的缺點和不足。但普通聚氨酯不具有抗菌性，在長期使用和存放過程中，極易生長和繁殖細菌，將其用于牙刷毛的制備不能滿足人體健康的需要，為此仍需對聚氨酯材料進行抗菌改性。

目前，國內外報道用于制備抗菌聚氨酯材料的方法很多，如中國專利CN?101760000?B公開了“一種抗菌性納米銀復合聚氨酯材料及制備方法”，在不同濃度的聚氨酯原液中加入可溶性銀鹽溶液，銀離子經還原后得到納米銀-聚氨酯溶膠，此種材料具有良好的抗菌性。Hsu?Shan-hui等直接將納米銀溶液與聚氨酯分散液共混，制備了一種抗菌聚氨酯-銀納米復合材料，該材料具有良好的生物相容性和抗菌性能（Biomaterials,2010(31),6796-6808）。

中國專利CN?101880371?B公開了“一種具有抗菌功能的有機高分子材料制造技術”，該方法是在合成聚氨酯材料的預聚階段加入雙羥基季銨鹽，得到了具有良好抗菌效果的聚氨酯。中國專利CN?1583853?A，公開了利用改性殼聚糖和聚氨酯通過溶液反應制備半互穿聚合物網絡彈性材料，此改性材料較原始聚氨酯的力學性能和生物相容性均有明顯的提高。就現有報道來看，這些改性方法是分別將具有抗菌性的無機納米銀粒子或含季銨鹽功能基的物質引入到聚氨酯中，改善其抗菌性能。

然而，尚未見到將無機納米銀和含季銨鹽功能基的物質相結合同時添加到聚氨酯中來改善其抗菌性能的報道。因此，如能將二者結合同時引入到聚氨酯中，則既可發揮納米銀的量子尺寸效應、又可發揮季銨鹽物質強的持久性抗菌效應。以此種抗菌熱塑性聚氨酯為原料，經注塑壓模成型后可得到刷毛和刷頭一體的抗菌性牙刷，這類新型牙刷產品的出現將會對牙刷行業的發展起到重要地推動作用。

發明內容

本發明提供了一種抗菌性聚氨酯牙刷的制備方法，采用該制備方法制得的牙刷具有較好的力學性能和抗菌性能。

一種抗菌性聚氨酯牙刷的制備方法，包括如下步驟：

（1）將氨基葡聚糖、硝酸銀水溶液和乙酸水溶液混合均勻，加熱避光攪拌30～120分鐘后，再加入硼氫化鈉水溶液進行還原反應，反應完全之后經過后處理得到平均粒徑為30～80nm的氨基葡聚糖-納米銀復合抗菌劑；

所述的氨基葡聚糖的結構如式（Ⅰ）所示：

式（Ⅰ）中n的范圍為2～50；

（2）將芳香二元醇和芳香二異氰酸酯在50～85°C下預熔融混合，再在60～100°C下反應2～10小時，得到芳香型聚氨酯預聚體；

（3）將步驟（1）得到的氨基葡聚糖-納米銀復合抗菌劑分散于脂肪二醇和步驟（2）得到的芳香型聚氨酯預聚體中進行擴鏈反應，反應完成后進行造粒得到抗菌熱塑性聚氨酯粒料；

（4）將步驟（3）得到的抗菌熱塑性聚氨酯粒料置于注塑機中進行壓模注塑成型，再經過分段脫模后，得到一種刷毛和刷頭一體的抗菌性聚氨酯牙刷。

本發明中，制備的抗菌熱塑性聚氨酯內部含有多糖結構，使拉伸強度和斷裂伸長率等力學性能得到提高；同時該抗菌熱塑性聚氨酯既含有原位生成的無機納米銀，又含有季銨鹽抗菌基團，將二者結合同時引入到聚氨酯中，既發揮了納米銀的量子尺寸效應、又發揮了季銨鹽物質強的持久性抗菌效應，從而使該抗菌熱塑性聚氨酯具有超強的抗菌性能，采用該抗菌熱塑性聚氨酯制得的牙刷具有更好的力學性能和抗菌性能。