[發明專利]一種環保型高效皮革用納米抗菌劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910880912.5
• 申請日: 2019-09-18
• 公開（公告）號: CN110527756B
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 石佳博;米之元;崔煜;楊娜;于博洋;馬建中
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C14C11/00
• 分類號: C14C11/00;C14C9/02;C14C3/02
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

本發明公開了一種環保型高效皮革用納米抗菌劑及其制備方法和應用，其制備過程是首先將合成硅酸鹽納米粒子均勻分散在一定混合溶劑中，使用氨基硅烷偶聯劑修飾納米粒子表面，再在特定條件下通過酰胺化反應制得帶有抗菌特性的酚羥基和親水性羧基的納米抗菌劑。本發明所述的制備方法所用原料環保易得，制得的一種環保型高效皮革用納米抗菌劑具有長效抗菌性，抗菌效果達99%以上，而且在革基體中均勻分散、穩定結合，可用于鞣制、復鞣和加脂等制革工序中。

技術領域

本發明屬于制革助劑領域，涉及一種環保型高效皮革用納米抗菌劑及其制備方法和應用。

背景技術

皮革作為一種基于天然動物皮膠原的經一系列物理操作和化學改性變成具有使用性能的工業產品，其本質仍是膠原基材料。在制革過程中，使用的皮革化學品（如加脂劑、填充劑等）多是脂肪、蛋白質等營養物質。這就為微生物生長提供了豐富的營養物質，使皮革及其制品在儲藏和使用過程中需進行抗菌處理，否則將會影響皮革及其制品的質量和外觀。因此，抑制和消滅有害微生物的生長繁殖一直是皮革工業中的一大關鍵問題。

近年來，抗菌材料的開發速度已經遠遠跟不上細菌變異和發展。因此，新型抗菌材料的研發迫在眉睫，納米材料的興起為此提供了一條新的思路。與傳統材料相比，納米粒子抗菌不僅具有廣譜性，更具有持久性，而且其抗菌機制也與傳統材料截然不同。傳統材料主要基于藥物分子擴散進入細菌破壞或者抑制細菌特定的靶標合成，而納米粒子具有多種抗菌機制，可以通過物理破碎或者化學氧化破壞細菌細胞膜，或者通過釋放金屬離子產生活性氧對細菌產生氧化損傷，還可以直接與細菌的生物大分子相互作用，破壞及化學功能從而殺菌。納米粒子的抗菌活性取決于兩個主要因素：納米粒子的理化性質和細菌的類型。

富含鎂、鋰的具有片晶結構的合成納米硅酸鹽，其粒徑大小為1~100 nm，片晶表面帶有永久負電荷，被認為是一種具有二維結構“無機高分子”。它們不僅具有比表面積大、較高的表面活性等天然納米硅酸鹽的普遍性質，而且安全無毒、具有良好的單分散性和優異的膠體特性，可作為多功能無機交聯劑引入到高分子基體中改善納米復合材料的物理性能和生物相容性，目前已廣泛應用于化妝品、洗滌用品、牙膏等日化產品中，并在食品包裝材料、組織工程和生物材料等領域表現出潛在的應用前景。研究發現，此類硅酸鹽納米粒子可以附著于細胞膜表面阻止毒性細胞遺傳，表現出一定的抗菌性。硅酸鹽納米片晶邊緣的靜電吸引將允許其吸附到細胞膜表面，而它們之間增加的相互作用首先引起細胞膜表面水分子重新分布，進而釋放抗衡離子使接觸基因脫水，最終導致細胞表面破裂。不過，單獨使用此類納米粒子用于皮革抗菌，因其與皮膠原之間的結合較弱，使得其抗菌效果有限。

利用具有多功能性的有機單體表面修飾無機納米粒子，以實現對納米粒子的多尺度特性、表面結構與化學性質及其在材料中的分散性與界面作用的有效控制是當前納米科學和材料科學的研究熱點之一。其中，通過化學方法改變納米粒子的表面結構與化學性質，實現對納米顆粒的表面結構與化學性質的有效控制，為納米材料的可控制備、自組裝行為和功能化應用研究提供了重要方法。目前，針對納米粒子的表面功能化修飾多采用物理和化學修飾法；其中，包括酯化反應法、偶聯劑法和表面接枝改性法等在內的化學修飾法可促納米粒子與材料基體之間穩定的界面結合，提高二者之間的相容性，并通過（非）共價鍵相互作用在材料內部形成穩定的有機-納米功能單元。此類方法不僅可提升納米復合材料的物理性能，而且其表面功能化修飾可賦予材料多功能性。