[发明专利]一种基于微波合成季铵盐的抗菌塑料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于微波合成季铵盐的抗菌塑料，按重量份计，所述抗菌塑料包括以下组分：60～100份主体树脂、1～15份改性四针状氧化锌晶须、2～20份十八烷基甲基二羟乙基溴化铵、0.1～0.5份酯类偶联剂、2～3份分散剂、0～2份相容剂、1～20份纳米活性碳酸钙。本发明利用改性四针状氧化锌晶须进行辅助抗菌并利用其表面改性提高纳米颗粒与主体塑料的相容性，增加其与纳米活性碳酸钙分散性，使它们在主体树脂中形成纳米颗粒交叉网络，共同提高抗菌塑料的强度，提高其力学性能；制备方法成本低，适合产业化生产，生产的抗菌塑料具有良好的抗菌性能和加工性能。

技术领域

本发明涉及改性塑料技术领域，特别是涉及一种抗菌塑料及其制备方法。

背景技术

人们的日常生活中大量使用塑料制品，如家用电器外壳、汽车配件、生活用品等等，但在适宜条件下，塑料表面非常容易滋生细菌，容易给人带来细菌感染，危害着人们的健康，因此人们对生活中频繁接触的塑料制品提出了“抗菌、除菌”的新要求。抗菌塑料是能够抑制细菌等生长甚至对细菌起杀灭作用的一类塑料，进而保持自身或塑料制品的清洁。我国各行业领域对抗菌塑料的需求在不断扩大，我国的抗菌塑料发展存在着广阔的发展空间。将抗菌剂、各类助剂与树脂制备而成的抗菌塑料，具有良好的抗菌效果，安全稳定而且运用方便，在各方面、各领域均具有广阔的应用前景和巨大的应用价值。抗菌塑料的商业化应用，可有效地降低人与活菌接触的可能性，有效地减少人被细菌感染的几率。

微波化学是在对微波场中物质的特性及其相互作用的深入研究基础上发展起来的，主要是利用微波的热效应和非热效应。微波化学在相关产业中的应用可以降低能耗、减少污染、改良产物特性，因此被誉为“绿色化学”，有着巨大的应用前景。微波合成法因其高效、清洁、高产率、低能耗等优良特性，近年来得到各研究领域越来越多的关注。季铵盐类化合物中带正电荷的阳离子能选择性地吸附在带负电荷的细菌表面,破坏细菌结构，具有良好的杀菌作用,且毒性较小，生物相容性较好，在国际上使用广泛。同类的季铵盐烷基链为长链的季铵盐的毒性要比短链的季铵盐要小，同时在一定范围内随着烷基链的增长，季铵盐的抗菌能力逐渐增强。结合微波化学，既能够省时、省原料、省能源地制备长链季铵盐，更是为季铵盐的商业化生产和应用提供了保障。

申请号为CN200910213898.X的专利公开了水相中微波辐射制备壳聚糖季铵盐的方法，其往壳聚糖中加入季铵盐溶液，再通过微波辐射制得壳聚糖季铵盐，但未研究季铵盐的抗菌效果，更没有应用在抗菌塑料上。本专利不仅用微波反应高效地合成了长链季铵盐十八烷基甲基二羟乙基溴化铵，更是创新地将其应用在抗菌塑料上，研究抗菌塑料的抗菌性能，制备过程简单成本低，且所制备出来的抗菌塑料具有较为优秀的抗菌性能。

相容和分散是生产无机颗粒改性塑料两大难题，无机颗粒由于本身极性与树脂不同及颗粒之间的相互作用的影响，导致无机填料添加进树脂中与树脂形成明显不相容界面，并且团聚一起难以分散，通常在树脂内部形成一块一块的“岛相”结构，出现部分料段无机填料聚集，部分料段无机填料缺乏，导致无机填料容易剥落和改性塑料的改性效果和力学性能不理想不均一。塑料的强度和力学性能往往会决定着塑料的使用范围和领域，仅仅添加了抗菌剂的抗菌塑料的强度和力学性能一般不足以满足各类制品的要求，容易限制抗菌塑料的适用范围而不能在特定产品的生产中投入使用，提高抗菌塑料的强度是提高抗菌塑料生产价值和使用价值的一个关键点，也是行业内需要解决的一大问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于微波合成季铵盐的抗菌塑料及其制备方法。

本发明采取以下技术方案：

一种基于微波合成季铵盐的抗菌塑料，按重量份计，包括以下组分：

可选地，一种基于微波合成季铵盐的抗菌塑料，按重量份计，包括以下组分：