[發明專利]高分子季鏻鹽抗菌材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310753513.5
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103739786A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 王毛力;王經武;李中靈;夏令紅;位秀蓮;鄭世軍;徐慎剛
• 申請（專利權）人: 河南金譽包裝科技股份有限公司
• 主分類號: C08F261/04
• 分類號: C08F261/04;C08F8/40;A01N57/34;A01P1/00;A01P3/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

一、技術領域：

本發明涉及一種高分子抗菌材料及其制備方法，特別是涉及一種高分子季鏻鹽抗菌材料及其制備方法。

二、背景技術：

隨著有機高分子材料工業的迅速發展，塑料、纖維、橡膠、涂料和膠粘劑等材料與制品日益廣泛的被應用。這些材料與制品，如塑料包裝制品，若不具有抗菌功能，細菌、霉菌等會侵蝕被包裝物品使其變質或損傷。細菌、霉菌等對制品表面的污染和滋生，會對使用和接觸它的人們產生交叉感染，對健康構成一定的威脅。抗菌材料是對一些細菌、霉菌、真菌等微生物高度敏感的化學物質，不僅本身具有抗菌功能，將其加入到塑料、纖維、橡膠、涂料和膠粘劑等材料與制品中，也可賦予其抗菌功能，不僅保持材料與制品自身不受細菌、霉菌等的破壞，作為包裝制品還可以保護被包裝的物品不變質或受到損傷；還可以避免或減少因使用這些制品而發生的人與人、人與物、物與物之間的細菌、霉菌等交叉污染，以利于人們的健康。

現在生產和應用的高分子抗菌材料，多是借助于有機高分子材料易于成型加工的優勢，與小分子無機抗菌劑、有機抗菌劑通過簡單物理共混或增容物理共混制得。主要應用于塑料、纖維、橡膠、涂料和膠粘劑等制品。這樣制得的抗菌材料與制品雖具有抗菌功能，但存在一突出問題：由于抗菌劑與基體的相容性有限，抗菌劑易遷移丟失，導致不能保持抗菌功能的長效性。作為包裝材料與制品還會污染被包裝的物品，又容易對人體等造成傷害。鍵接有抗菌官能團的有機高分子化合物既可以單獨成型加工成具有抗菌功能的制品，又克服了小分子抗菌劑物理共混于高分子材料賦予抗菌功能的缺點，同時還具有比小分子抗菌劑更好的抗菌性能。因此，高分子抗菌材料的合成和應用正成為當今研究和開發的一個熱點。

申請號為200710027027.X的專利申請，公開了一種由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯烷基鹵化物和馬來酸酐兩種單體共聚，或者由丙烯酰胺、丙烯酸丁酯或苯乙烯中的任意一種物質與甲基丙烯酸二甲氨基乙酯烷基鹵化物和馬來酸酐三種單體共聚而成的一種可反應性高分子抗菌劑，該高分子抗菌劑提供了一種廣譜、高效、安全的持久抗菌材料。申請號為200910144560.3的專利申請，公開了一種由功能化胍鹽與苯乙烯或者丙烯酰胺共聚制備胍類高分子抗菌劑的方法，該抗菌劑抗菌效果顯著，耐熱性較好，抗菌官能團不易遷移。但是，現在研發的高分子抗菌材料，或因抗菌官能團的熱敏性，使抗菌高分子材料的耐熱性欠佳，直接影響其應用；或因與大品種有機高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯等樹脂）的相容性不好，也使其應用領域受到很大的限制。

三、發明內容：

本發明要解決的技術問題是：提供一種高分子季鏻鹽抗菌材料及其制備方法。本發明通過接枝反應將鹵代酰鹵類單體鍵接到乙烯-乙烯醇共聚物EVOH大分子上，進一步與三烷基膦進行季鏻化反應，制備出本發明產品高分子季鏻鹽抗菌材料。本發明制備的高分子季鏻鹽抗菌材料既可以單獨成型加工成具有長效、清潔抗菌功能的制品，又易于與聚乙烯、聚丙烯等樹脂共混，成型加工成具有長效、清潔特性的抗菌聚乙烯、聚丙烯等制品。

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案為：

本發明提供一種高分子季鏻鹽抗菌材料，所述高分子季鏻鹽抗菌材料的結構通式為：

其中R₁是鹵代酰鹵類單體與乙烯-乙烯醇共聚物EVOH分子鏈上羥基-OH反應形成的基團；R₂是R₁基團與三烷基膦進行季鏻化反應形成的季鏻鹽基團。

根據上述的高分子季鏻鹽抗菌材料，所述鹵代酰鹵類單體為氯乙酰氯、2-氯丙酰氯、3-氯丙酰氯、4-氯丁酰氯、5-氯戊酰氯、6-氯己酰氯、4-氯甲基苯甲酰氯、3-氯-2,2-二甲基丙酰氯、溴乙酰氯、2-溴丙酰氯、3-溴丙酰氯、4-溴丁酰氯、5-溴戊酰氯、6-溴己酰氯、溴乙酰溴、2-溴丙酰溴、3-溴丙酰溴、2-溴-2-甲基丙酰溴和對溴甲基苯甲酰溴中的任一種。

根據上述的高分子季鏻鹽抗菌材料，所述三烷基膦為三丙基膦、三丁基膦、三己基膦、三辛基膦、三叔丁基膦、三環戊基膦、三環己基膦、三苯基膦和三對甲苯基膦中的任一種。

根據上述的高分子季鏻鹽抗菌材料，所述a為季鏻鹽抗菌材料結構通式中結構單元—CH₂—CH₂—的數目；b為季鏻鹽抗菌材料結構通式中結構單元的數目；c為季鏻鹽抗菌材料結構通式中結構單元的數目；d為季鏻鹽抗菌材料結構通式中結構單元的數目。

另外，提供一種高分子季鏻鹽抗菌材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：