[发明专利]一种用于抗菌塑料制品的抗菌剂制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种用于抗菌塑料制品的抗菌剂的制备方法。

背景技术

随着工业发展和人类社会的进步，塑料制品在我们日常生活中的地位越来越重要，然而，塑料制品在使用过程中易受细菌污染，这直接导致了有害细菌的传播和蔓延，不利于人们的健康。据中国卫生部2010年统计，由有害细菌引起的疾病如肺结核、细菌性痢疾等报告发病数和报告死亡数均居甲乙类传染病的前5位。另外，据有关报道统计，全世界每年死亡人数中，大约有1700万人是由细菌感染而引起的。由此可见，研制和开发高效持久的抗菌剂和抗菌塑料，有效杀灭和抑制致病性细菌成为我们迫切需要解决的问题。

抗菌塑料是在塑料中添加一种或几种抗菌剂而制成，它可在一定时间内将黏附在塑料上的细菌杀死或者抑制其繁殖。20世纪80年代起，日本已经开始对于抗菌剂和抗菌塑料的研究。我国近年来对抗菌剂和抗菌塑料的研究非常重视，针对不同性质的塑料，已开发出系列的专用抗菌剂，包括无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和复合抗菌剂等四大类。

不同种类的抗菌剂具有各自的优点和缺点。有机抗菌剂具有见效快、杀菌能力强的特点，但也有分解温度低，易产生微生物耐(抗)药性，作用期短，污染环境等缺点；天然抗菌剂来自于天然提取物，如壳聚糖、日柏醇等，生物相容性好，但不易加工，产品尚不成熟；相比有机和天然抗菌剂，无机抗菌剂具有耐高温，无挥发毒性，单位成本低等优点。无机抗菌剂的主要有效成分为银、铜、锌等金属离子，它们的使用安全性已有科学评价的结论，已获得美国FDA和EPA的准许，同时也为人类长期实践所检验。其中以银离子抗菌作用最强，对大多数菌体的杀灭具有广谱性和有效性。基于银系抗菌粉体的抗菌剂在抗菌塑料、抗菌涂料等抗菌材料中应用最为广泛。复合抗菌剂就是为了解决单一抗菌剂的某些缺点，通过复配的形式，相互弥补来提高抗菌剂的整体抗菌能力。

无机抗菌剂的制备过程是通过物理吸附、离子交换及化学固定等方法，将银、铜、锌等金属离子附载于无机载体表面。由于银离子在光照条件下易被还原为单质银或者与环境物质发生反应，生成氧化银导致抗菌剂变黑或黄，因此，在制备含银抗菌剂过程中，需要通过采用络合作用或者尺寸限制作用等方法来稳定银离子。常用的金属离子载体有硅酸盐类、磷酸盐类、可溶性玻璃类、硅胶、以及二氧化硅、二氧化钛纳米粒子等无机化合物。申请号为200810197610.X的中国专利，采用一种能耐500摄氏度以上的加工温度的无机含银离子的硅酸盐作为抗菌剂无机载体，成功制备出了具有良好抗菌性能的无机抗菌剂。专利号为03129255.0的中国专利，公开了一种光稳定的无机粉末载银长效抗菌粉及其制备方法。此专利所采用的载体即为5～500nm的TiO₂，SiO₂，ZnO，ZrO₂复合超细纳米无机氧化物粉末，通过采用焦磷酸钠络合银离子，提高银离子的稳定性。申请号为200610024773.9的中国专利，公开了一种新型的纳米介孔载银抗菌剂及其制备方法，此专利通过物理吸附等方法，将抗菌活性组分银分散吸附于具有有序介孔结构的无机氧化物二氧化硅、沸石、Al₂O₃等载体上，提高银离子的稳定性。

由于目前抗菌塑料主要是通过在普通塑料中添加少量抗菌剂的方法制得，抗菌剂在塑料基质中的分散程度将会影响抗菌塑料抗菌性能，良好的分散性是抗菌剂和抗菌塑料优越抗菌性能的前提和保障。因此，如何提高抗菌活性金属离子在载体颗粒表面的分散和抗菌剂在抗菌塑料中的分散，是有效提高抗菌剂抗菌性能，降低抗菌剂成本的重要方式。申请号为00127425.2的中国专利公开了一种抗菌塑料母粒及其在制备抗菌塑料制品中的应用，将无机纳米抗菌剂粉末经过特殊的表面处理后，使抗菌剂与塑料具有良好的相容性，制得一种抗菌塑料母粒，可以直接用于制备抗菌塑料制品。但是上述发明仍有一定的限制，它们通过对抗菌剂进行二次处理，改善其与塑料的相容性，增加了生产的成本。本专利中，我们将重点介绍利用月桂基磷酸酯作为抗菌剂表面修饰剂，改善抗菌剂和塑料基质的相容性。此外，月桂基磷酸酯还能起到通过络合作用，起到进一步稳定抗菌金属离子的作用。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种用于抗菌塑料制品的抗菌剂制备方法。

本发明采用技术方案步骤如下：

步骤(1).将无机纳米颗粒与碱性氨基酸在25～60℃水浴中搅拌回流10～60分钟，使得碱性氨基酸均匀吸附在无机纳米颗粒表面；

所述的无机纳米颗粒为纳米级的TiO₂、SiO₂中的一种或两种；