[发明专利]高聚碘表面抗菌塑料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种高聚碘表面抗菌塑料及其制备方法。该表面抗菌塑料是将安全高效的高聚碘消毒剂固载到塑料表面而制成的一种表面抗菌材料。该表面抗菌塑料是通过材料表面的高聚碘离子接触式物理杀菌机制来实现杀菌抗菌的目的，具有安全、高效、杀菌快速、不消耗以及成本低等特点。该表面抗菌塑料的制备方法是以塑料为基体材料，通过塑料中的填料与有机硅季铵盐偶联的方法，然后将高聚碘离子固载到基体表面而得到的高聚碘表面抗菌塑料。该高聚碘表面抗菌塑料可用作为食品、药品、果蔬、饲料等防腐保鲜的各种包装材料，该制备方法也可用作为各种塑料制品的表面抗菌处理。

技术领域

本发明属于材料表面抗菌化处理及其应用领域，具体为一种安全、高效的高聚碘表面抗菌塑料及其制备方法。

背景技术

使用抗菌材料对食品、果蔬等进行防腐保鲜包装可有效地提高其的货架期，其中塑料是主要的包装材料。从添加的有效抗菌成分来讲，目前，抗菌塑料主要有离子型（如银、铜、锌等金属离子）、纳米颗粒型（如纳米银、纳米氧化锌等）以及食品防腐剂型。其中，银离子以及纳米银具有较强的杀菌作用，而锌、铜离子及其纳米粒子抗菌作用较差。因此，银离子或纳米银是目前抗菌塑料中添加的主要抗菌剂，然而，银离子属重金属离子，在人体积累毒性较大。此外，南星公司将食品防腐剂加入到塑料中，得到的抗菌膜具有较好抗菌效果。然而，上述几种抗菌塑料由于其抗菌剂是通过与塑料母体共混得到的，因此，分散在塑料表面的有效抗菌成分少，而内部的抗菌剂无杀菌作用，细菌与抗菌剂的有效接触面积很小，灭杀细菌所需时间长，导致其实际抗菌效果较差，同时无杀菌作用的内部抗菌剂不仅造成了抗菌剂的浪费，而且还增加了其制作成本，因而不能满足人们的实际生活对塑料抗菌性能和成本的需求。

总之，目前用于抗菌塑料存在毒性较高、杀菌效果差和成本高等缺点，限制了其在食品、果蔬等防腐保鲜领域的应用。高聚碘是世界上公认的安全高效的消毒剂，其高效广谱的杀菌效果在抗菌防腐领域有很大的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种高聚碘表面抗菌塑料及其制备方法，将高聚碘固载到塑料基体表面，利用其接触杀菌的高效性，得到抗菌性能优异、成本低的高聚碘表面抗菌塑料。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种高聚碘表面抗菌塑料，包括含有无机填料微粒的塑料基体材料，该塑料基体材料表面通过偶联剂固载高聚碘消毒剂；所述高聚碘消毒剂的有效杀菌成分为高聚碘离子，其结构表示为，其中m等于3、5或7。高聚碘表面抗菌塑料的结构如图1所示。

其中，含有填料微粒的塑料作为高聚碘离子的载体，填料优选为二氧化硅微粒、超细碳酸钙、硅藻土以及麦饭石等微粒。填料颗粒表面存在大量的羟基和羧基，是连接塑料基体材料与偶联剂和高聚碘的介质。偶联剂为有机硅季铵盐，其分子式为(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过塑料中的填料与有机硅季铵盐偶联的方法，然后高聚碘离子固载到基体表面而得到的高聚碘表面抗菌塑料，其制备方法包括以下步骤：

（1）、将含有无机填料微粒的塑料基体材料置于偶联液中，在搅拌、震荡或超声条件下进行偶联反应，反应结束后取出，干燥；

（2）、将经步骤（1）处理后的塑料基体材料置于高聚碘固载液中，在搅拌、震荡或超声条件下，进行高聚碘离子的固载反应，反应结束后，取出并干燥，即得高聚碘表面抗菌塑料。制备工艺及原理如图2所示。