[发明专利]一种复合抗菌剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种抗菌剂及其制备方法。具体说，涉及一种聚胍/聚硅酸盐复合抗菌剂及其制备方法。

技术背景

胍基聚合物(聚胍)是一种阳离子杀菌聚合物，是九十年代出现的一种广谱、高效、无毒、无刺激稳定性好、热分解温度较高的新型杀菌剂，近年在杀菌领域成为研究的热点。聚胍的杀菌机理可以解释为：由于胍基具有很高的活性，使聚合物呈正电性，容易被通常呈负电性的各类细菌、病毒所吸附，从而抵制了细菌病毒的分裂功能，使细菌、病毒失去繁殖能力，并且聚胍形成的薄膜阻碍了微生物的呼吸通道，使微生物窒息死亡，从而起到很好的杀菌作用。聚胍具有很强的广谱抑菌、杀菌作用，对革兰氏阳性和阴性菌以及部分霉菌具有很强的杀灭作用。聚胍的种类也较多，常见的有：聚六亚甲基(双)胍盐酸盐、聚六亚甲基(双)胍丙酸盐、聚六亚甲基(双)胍硬脂酸盐、聚六亚甲基(双)胍月桂酸盐、聚氧乙烯基胍盐酸盐等，同时各国的研究人员也正致力于开发具有新型结构的聚胍，改变其组成，提高其聚合度等，以进一步提高其杀菌性、稳定性等。

由于胍基是亲水基团，因此大部分聚胍的水溶性较强，使用时主要以其水溶液的形式，用于农业、食品、医院、餐饮等领域的环境或制品的表面消毒处理；另外，聚胍还主要用于纺织品的后整理，使其具有杀菌防霉功能。例如，GB2182245，JP05209195，US4891423，CN1390876A，CN 1227219C，CN101156586A等专利主要介绍水溶性聚胍的合成和应用。

随着人们生活水平的提高和卫生意识的增强，以及近年来多种传染病的流行，使得人们对各种抗菌材料制品的要求不断增加。最近，也有研究尝试将聚胍用于塑料、橡胶等领域的抗菌用途。例如，专利CN101037503A，发明了一种制备聚六亚甲基胍丙酸盐粉末的生产方法，该发明利用离子分离交换膜，成功地将聚六亚甲基胍丙酸盐从水溶液中分离出来，制成粉末状样品，使其可以用于塑料、橡胶的抗菌助剂。但是，这种聚六亚甲基胍丙酸盐仍然具有一定的吸潮性，加入塑料或橡胶中后，如果经常在水中浸泡或者经常与水接触后，长时间后会逐渐从塑料或橡胶中析出来，抗菌效率会降低，甚至消失。因此，难以满足一些对耐水性要求较高的抗菌塑料或橡胶。

文献Synthesis and antimicrobial activity of polymeric guanidine and biguanidine salts，Polymer 40(1999)6189-6198报道了合成了一种厌水性的聚六亚甲基(双)胍硬脂酸盐，但厌水性的聚六亚甲基(双)胍硬酯酸盐的抗菌效率相对于水溶性的聚六亚甲基(双)胍盐酸盐或者聚六亚甲基(双)胍丙酸盐要差很多，通常需要在塑料中加入双倍甚至更多于水溶性聚胍的质量才能达到同样的抗菌效果。原因可能是，一方面引入的硬酯酸根分子量比盐酸根和丙酸根等无机酸根的分子量要大得多；另一方面，硬酯酸根可能会削弱对聚胍的抗菌作用。此外，聚六亚甲基(双)胍硬酯酸盐加入到塑料中后，容易使制品颜色发黄，限制了其在一些白色或透明塑料制品中的应用。

专利CN1569923A、CN1445270A、CN1569923A，和US 7282538B2介绍了一种先将分子链上带有活性基团的酰胺基、烷基、酰基、胺基等基团的胍基聚合物与基体树脂通过反应制成抗菌母粒，然后再用其制备抗菌塑料。这种方法，使聚胍与基体树脂之间结合牢固，不易流失，从而保持较为持久的抗菌性。但是，先将抗菌剂作成抗菌母粒，再加到需要改性的原料中，这样步骤较为繁琐，无疑也增加了成本，而且难以在大型石化厂进行推广。因此，如果能将胍基聚合物直接加入到树脂中，制备抗菌塑料，将会大大节约成本，简化工序。

专利US6031119通过在聚胍的分子链上引入特殊结构的烷氧基硅烷基团支链，提高其耐水洗性能。但是，其制备过程通常需要加入有机溶剂，制备过程也比较复杂。

因此，开发一种具有耐水洗、杀菌效率高、对制品颜色没有影响，制备方法简单，条件温和，能够直接添加到树脂中的聚胍类抗菌剂将具有重要的科研和实用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种聚胍/聚硅酸盐复合抗菌剂，这种复合抗菌剂具有难溶于水，杀菌效率高，不影响制品颜色等优点，可以应用到对耐水性要求较高的抗菌塑料、抗菌涂料、抗菌纤维或抗菌橡胶中去，添加量以基础树脂原料重量计，只需0.3％～0.8％即可达到99％的抗菌效果。本发明的制备方法步骤简单，易于工业化生产。

因此本发明的目的是提供了上述的复合抗菌剂，该抗菌剂可以广泛应用于抗菌塑料、抗菌涂料、抗菌纤维或抗菌橡胶等领域。