[發明專利]高聚碘表面抗菌塑料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710555458.7
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107353424B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 薛永強;張志;王婧
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C08J7/12
• 分類號: C08J7/12;C08J7/06;C08J5/18;C08K3/36;C08K3/34;C08L23/06;C08L23/12
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;武建云

本發明公開了一種高聚碘表面抗菌塑料及其制備方法。該表面抗菌塑料是將安全高效的高聚碘消毒劑固載到塑料表面而制成的一種表面抗菌材料。該表面抗菌塑料是通過材料表面的高聚碘離子接觸式物理殺菌機制來實現殺菌抗菌的目的，具有安全、高效、殺菌快速、不消耗以及成本低等特點。該表面抗菌塑料的制備方法是以塑料為基體材料，通過塑料中的填料與有機硅季銨鹽偶聯的方法，然后將高聚碘離子固載到基體表面而得到的高聚碘表面抗菌塑料。該高聚碘表面抗菌塑料可用作為食品、藥品、果蔬、飼料等防腐保鮮的各種包裝材料，該制備方法也可用作為各種塑料制品的表面抗菌處理。

技術領域

本發明屬于材料表面抗菌化處理及其應用領域，具體為一種安全、高效的高聚碘表面抗菌塑料及其制備方法。

背景技術

使用抗菌材料對食品、果蔬等進行防腐保鮮包裝可有效地提高其的貨架期，其中塑料是主要的包裝材料。從添加的有效抗菌成分來講，目前，抗菌塑料主要有離子型（如銀、銅、鋅等金屬離子）、納米顆粒型（如納米銀、納米氧化鋅等）以及食品防腐劑型。其中，銀離子以及納米銀具有較強的殺菌作用，而鋅、銅離子及其納米粒子抗菌作用較差。因此，銀離子或納米銀是目前抗菌塑料中添加的主要抗菌劑，然而，銀離子屬重金屬離子，在人體積累毒性較大。此外，南星公司將食品防腐劑加入到塑料中，得到的抗菌膜具有較好抗菌效果。然而，上述幾種抗菌塑料由于其抗菌劑是通過與塑料母體共混得到的，因此，分散在塑料表面的有效抗菌成分少，而內部的抗菌劑無殺菌作用，細菌與抗菌劑的有效接觸面積很小，滅殺細菌所需時間長，導致其實際抗菌效果較差，同時無殺菌作用的內部抗菌劑不僅造成了抗菌劑的浪費，而且還增加了其制作成本，因而不能滿足人們的實際生活對塑料抗菌性能和成本的需求。

總之，目前用于抗菌塑料存在毒性較高、殺菌效果差和成本高等缺點，限制了其在食品、果蔬等防腐保鮮領域的應用。高聚碘是世界上公認的安全高效的消毒劑，其高效廣譜的殺菌效果在抗菌防腐領域有很大的應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種高聚碘表面抗菌塑料及其制備方法，將高聚碘固載到塑料基體表面，利用其接觸殺菌的高效性，得到抗菌性能優異、成本低的高聚碘表面抗菌塑料。

本發明是采用如下技術方案實現的：

一種高聚碘表面抗菌塑料，包括含有無機填料微粒的塑料基體材料，該塑料基體材料表面通過偶聯劑固載高聚碘消毒劑；所述高聚碘消毒劑的有效殺菌成分為高聚碘離子，其結構表示為，其中m等于3、5或7。高聚碘表面抗菌塑料的結構如圖1所示。

其中，含有填料微粒的塑料作為高聚碘離子的載體，填料優選為二氧化硅微粒、超細碳酸鈣、硅藻土以及麥飯石等微粒。填料顆粒表面存在大量的羥基和羧基，是連接塑料基體材料與偶聯劑和高聚碘的介質。偶聯劑為有機硅季銨鹽，其分子式為(CH₃O)₃Si(CH₂)₃N(CH₃)₂C_nH_2n+1Cl，其中n=10～16。

上述高聚碘表面抗菌塑料是通過塑料中的填料與有機硅季銨鹽偶聯的方法，然后高聚碘離子固載到基體表面而得到的高聚碘表面抗菌塑料，其制備方法包括以下步驟：

（1）、將含有無機填料微粒的塑料基體材料置于偶聯液中，在攪拌、震蕩或超聲條件下進行偶聯反應，反應結束后取出，干燥；

（2）、將經步驟（1）處理后的塑料基體材料置于高聚碘固載液中，在攪拌、震蕩或超聲條件下，進行高聚碘離子的固載反應，反應結束后，取出并干燥，即得高聚碘表面抗菌塑料。制備工藝及原理如圖2所示。