CN105131336A - 一种抗菌剂、其制备方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗菌剂，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：氯化锌15-30、纳米竹炭纤维5-10、玻璃纤维2-5、沸石粉30-50和贝壳粉25-50。本发明的抗菌剂环保无污染，成本低，抗菌效果好，而且抗菌时间持久；本发明的制备方法工序简单，易操作，后处理方便，制备的抗菌剂适合于聚氨酯等塑料生产上的应用，解决了抗菌剂的抗菌性、加工过程热稳定性、性能与成本之间的均衡，便于工业上推广应用。

Description

一种抗菌剂、其制备方法及应用

技术领域

本发明涉及化工材料领域，尤其涉及一种抗菌剂、其制备方法及应用。

背景技术

随着人类社会的进步，塑料制品在日常生活中占据越来越重要的地位。然而，塑料制品在使用过程中容易受到细菌的污染，直接导致有害细菌的传播和蔓延，不利于人们的健康。抗菌剂作为一种添加剂，能够有效抑制细菌的滋生。

抗菌剂一般分为无机和有机两大类。前者以银、锌、铜等为主原料，制成无机抗菌剂，耐高温性能好。后者以酯类、醇类、酚类为主要原料，耐高温性较低，一般在200℃以下，杀菌时间短，但在制品中偶有析出等现象。现经实验发现，银、铜、锌、镍、钴等金属离子都具有抗菌能力，但铜、镍、钴等金属离子带有颜色，将影响产品的美观；锌有一定的抗菌性，但其抗菌强度仅为银离子的1/1000。银无毒、耐腐蚀、不燃烧，并且不会导致细菌产生耐药性，其稳定的化学性能以及较高的抗菌效率使得银成为食品加工和医疗设备工业用塑料抗菌剂的首选。银基抗菌剂主要通过离子交换机理抗菌，银以缓慢的速度释放银离子，银离子在微生物表面与键合点发生反应，从而组织微生物繁殖。

CN103524792A公开了一种塑料抗菌剂，其各原料的质量份数组成为：氯化锌15-30份、沸石粉30-50份、贝壳粉25-50份、稀释剂15-40份、偶联剂5-20份。其中稀释剂为乙二醇、丙二醇中的一种或两种；偶联剂为氨基硅烷、乙烯基硅烷中的一种或两种。目前的抗菌剂应用于塑料时的主要缺点为：(1)对人体、动物和环境(包括生产过程和使用环境中)存在一定的毒性；(2)与生产聚氨酯等塑料的原材料及其他添加剂不具有良好的相容性和分散性；(3)应用条件较复杂；(4)抗菌剂对塑料产品的性能或外观产生消极的影响；(5)在加工过程热稳定性不好。

很多无机化学品都有抗微生物破坏的能力，但很少适合用于塑料，添加到塑料中的抗菌剂不仅需要满足低成本的要求，而且要有极好的相容性，并能在加工过程中保持高热稳定性。此外，抗菌剂还必须能够迁移到塑料表面，阻止微生物生长。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种抗菌剂、其制备方法及应用，所述抗菌剂制备工艺简单，成本低廉，综合两类抗菌剂的优点，抗菌效果明显，能够有效抑制微生物生长。

为达此目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供一种抗菌剂，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

所述氧化锌例如可以是15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29或30。

所述纳米竹炭纤维例如可以是5、6、7、8、9或10。

所述玻璃纤维例如可以是2、3、4或5。

所述沸石粉例如可以是30、31、32、33、35、36、38、40、42、43、45、46、48、49或50。

所述贝壳粉例如可以是25、26、28、30、31、32、35、36、38、40、41、42、43、45、46、48或50。

本发明中，所述纳米竹炭纤维可混纺，功能具有永久性，耐洗涤，产品使用一段时间后，太阳晒一晒即恢复如新，具有吸湿、保温、防菌、抑菌和抗静电的功能。

优选地，所述纳米竹炭纤维的长度为200-300nm，例如可以是200mm、201mm、202mm、205mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm或300mm。

优选地，所所述抗菌剂还包括稀释剂、偶联剂和稳定剂。

优选地，所述稀释剂、偶联剂和稳定剂占抗菌剂的重量份数为：

稀释剂15-40

偶联剂5-20

稳定剂5-10。

优选地，所述稀释剂为乙二醇和/或丙二醇。

优选地，所述偶联剂为氨基硅烷和/或乙烯基硅烷。

优选地，所述稳定剂为纳米二氧化钛。

本发明中，所述纳米二氧化钛无机成分，无毒、无味、无刺激性，热稳定性与耐热性好，不燃烧，且自身为白色，优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。

优选地，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按配方量将纳米竹炭纤维、玻璃纤维、沸石粉和贝壳粉进行混合，在65-70℃下搅拌溶解4-6小时，然后过滤，固体产物用水洗涤后烘干待用；

(2)将步骤1烘干得到的固体产物加入到氯化锌溶液中，在温度为55-60℃、pH值为6-8的条件下搅拌反应3-5小时，再离心分离得固体产物，蒸馏水反复洗涤固体产物，在100℃烘干，得到抗菌粉剂；

(3)先将稀释剂、偶联剂和稳定剂按配方混合得到混合溶液，再将步骤3得到的抗菌粉剂与上述得到的混合溶液混合，然后在高速混合机中搅拌20-30分钟，得到所述的抗菌剂。

第三方面，本发明提供一种如第一方面所述的抗菌剂在塑料领域的应用。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果：

(1)本发明的抗菌剂环保无污染，成本低，抗菌效果好，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率可以达到70％以上，而且抗菌时间持久，配合加入的纳米竹炭纤维可以抗紫外线，在日光的照射下也不会褪色，；

(2)本发明的抗菌面料中的纳米二氧化钛能够与别的组分的完美结合，提高抗菌剂的综合性能，减少原料的用量，降低了成本，提高效益，也解决了环境污染等诸多问题；

(3)本发明的制备方法工序简单，易操作，后处理方便，制备的抗菌剂适合于聚氨酯等塑料生产上的应用，解决了抗菌剂的抗菌性、加工过程热稳定性、性能与成本之间的均衡，便于工业上推广应用。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明并非局限在实施例范围内。

实施例1

一种抗菌剂，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

制备方法包括以下步骤：

(1)按配方量将纳米竹炭纤维、玻璃纤维、沸石粉和贝壳粉进行混合，在65℃下搅拌溶解4小时，然后过滤，固体产物用水洗涤后烘干待用；

(2)将步骤(1)烘干得到的固体产物加入到氯化锌溶液中，在温度为58℃、pH值为7的条件下搅拌反应4小时，再离心分离得固体产物，蒸馏水反复洗涤固体产物，在100℃烘干，得到抗菌粉剂；

(3)先将稀释剂、偶联剂和稳定剂按配方混合得到混合溶液，再将步骤(3)得到的抗菌粉剂与上述得到的混合溶液混合，然后在高速混合机中搅拌25min，得到所述的抗菌剂。

实施例2

一种抗菌剂，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

制备方法同实施例1。

实施例3

一种抗菌剂，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

制备方法同实施例1。

实施例4

一种抗菌剂，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

制备方法同实施例1。

实施例5

一种抗菌剂，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

制备方法同实施例1。

对比例

一种抗菌剂，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

制备方法同实施例1。

通过下面的实验测试本发明的抗菌面料的性能。

按照BSEN14119-2003标准对防霉性进行测试；按照GB/T20944.3-2008标准对抗菌性(以抑菌率为指标)，结果如下表1所示：

表1

将面料放在日光下照射24h、48h和120h，分别观察面料的褪色情况，结果如下表2所示：

表2

由上表可以看出，本发明制备的抗菌剂具有良好的抗菌防霉性能，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率可以达到80％以上，且具有使面料在日光照射下不褪色的性能。

综上所述，本发明的抗菌剂环保无污染，成本低，抗菌效果好，而且抗菌时间持久；本发明的抗菌面料中的纳米二氧化钛能够与别的组分的完美结合，提高抗菌剂的综合性能，减少原料的用量，降低了成本，提高效益，也解决了环境污染等诸多问题；本发明的制备方法工序简单，易操作，后处理方便，制备的抗菌剂适合于聚氨酯等塑料生产上的应用，解决了抗菌剂的抗菌性、加工过程热稳定性、性能与成本之间的均衡，便于工业上推广应用。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种抗菌剂，其特征在于，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

2.根据权利要求1所述的抗菌剂，其特征在于，所述纳米竹炭纤维的长度为200-300nm。

3.根据权利要求1或2所述的抗菌剂，其特征在于，所所述抗菌剂还包括稀释剂、偶联剂和稳定剂。

4.根据权利要求3所述的抗菌剂，其特征在于，所述稀释剂、偶联剂和稳定剂占抗菌剂的重量份数为：

稀释剂15-40

偶联剂5-20

稳定剂5-10。

5.根据权利要求3或4所述的抗菌剂，其特征在于，所述稀释剂为乙二醇、和/或丙二醇。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的抗菌剂，其特征在于，所述偶联剂为氨基硅烷和/或乙烯基硅烷。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的抗菌剂，其特征在于，所述稳定剂为纳米二氧化钛；

优选地，所述纳米二氧化钛的粒径为20-100nm。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的抗菌剂，其特征在于，所述抗菌剂主要由如下原料制备得到：

9.一种如权利要求1-8中任一项所述的抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按配方量将纳米竹炭纤维、玻璃纤维、沸石粉和贝壳粉进行混合，在65-70℃下搅拌溶解4-6小时，然后过滤，固体产物用水洗涤后烘干待用；

(2)将步骤(1)烘干得到的固体产物加入到氯化锌溶液中，在温度为55-60℃、pH值为6-8的条件下搅拌反应3-5小时，再离心分离得固体产物，蒸馏水反复洗涤固体产物，在100℃烘干，得到抗菌粉剂；

(3)先将稀释剂、偶联剂和稳定剂按配方混合得到混合溶液，再将步骤(3)得到的抗菌粉剂与上述得到的混合溶液混合，然后在高速混合机中搅拌20-30分钟，得到所述的抗菌剂。

10.一种如权利要求1-8中任一项所述的抗菌剂在塑料领域的应用。