一种用于抗菌塑料的抗菌剂的制作方法
【专利摘要】本发明属于抗菌剂领域，具体公开一种用于抗菌塑料的抗菌剂及其制备方法。其特征在于，主要包括以下原料，由重量份数计：白云母粉20～35份、沸石粉5～15份、贝壳粉5～15份、30%双氧水40～60份、磷酸三钠溶液40～80份、碱性氨基酸0.4～6份、氯化银20～35份、硫代硫酸钠40～55份、亚硫酸钠20～30份、醋酸5～10份、Na4P2O7·10H2O 5～15份、硫基乙醇30～45份、乙醇20～35份、碳酸氢钠10～25份、稀释剂15～40份、偶联剂5～20份。本发明提供的抗菌剂抗菌效果明显、与塑料的相容性好。
【专利说明】
一种用于抗菌塑料的抗菌剂
技术领域
[0001] 本发明属于抗菌剂领域，具体地说是涉及一种用于抗菌塑料的抗菌剂及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 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。与此同时， 各种环境污染也日益严重，塑料制品在长期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，危害人们的健康。抗菌剂作为一种添加剂，能够有效抑制细菌的滋 生。塑料抗菌剂一般分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和复合抗菌剂。但目前添加 到塑料中的大多数抗菌剂抗菌效果不明显、与塑料的相容性不好。
【发明内容】
[0003] 为解决上述技术问题，本发明提供一种用于抗菌塑料的抗菌剂及其制备方法，以 改善现有塑料抗菌剂抗菌效果不明显、与塑料的相容性不好的问题。
[0004] 为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为： 一种用于抗菌塑料的抗菌剂，主要包括以下原料，由重量份数计：白云母粉20~35份、 沸石粉5~15份、贝壳粉5~15份、30%双氧水40~60份、磷酸三钠溶液40~80份、碱性氨基酸 0.4~6份、氯化银20~35份、硫代硫酸钠40~55份、亚硫酸钠20~30份、醋酸5~10份、 Na4P2〇7 · l〇H2〇 5~15份、硫基乙醇30~45份、乙醇20~35份、碳酸氢钠10~25份、稀释剂15 ~40份、偶联剂5~20份。
[0005] 优选地，在本发明的较佳实施例中，所述碱性氨基酸为赖氨酸、精氨酸、组氨酸、色 氨酸中一种或者多种。
[0006] 优选地，在本发明的较佳实施例中，所述稀释剂为乙二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙 二醇的比例为1:1~1.2。
[0007]优选地，在本发明的较佳实施例中，所述偶联剂为硅烷化合物。
[0008] 优选地，在本发明的较佳实施例中，所述硅烷化合物为氨基硅烷、乙烯基硅烷或甲 基丙烯酰氧基硅烷中的一种或两种。
[0009] 本发明还提供了一种用于抗菌塑料的抗菌剂的制备方法，包括以下步骤： (1) 将所述白云母粉、所述沸石粉、所述贝壳粉混合均匀得混合固体粉末，将所述混合 固体粉末与所述30%双氧水溶液搅拌混合10~15min，随后静置50~70min，将其置于100~ 120°C烘箱中干燥6~8h; (2) 将烘干后的所述混合固体粉末与所述磷酸三钠溶液、所述碱性氨基酸搅拌15~ 35min，随后静置20~40min，在3000~4000r/min的速度下离心分离5~7min，取下层沉淀在 350~400°C烘箱中烘烤3~5h，随后静置冷却至20~30°C，制备得纯化混合固体粉末，将收 集的所述纯化固体粉末置于高压碾磨装置中，在10~15MPa下碾磨并过筛，制备得120~140 目超细固体粉末； (3)将所述氯化银溶解在所述硫酸钠和所述硫代硫酸钠的混合溶液中，同时用所述醋 酸调节pH在4~5，在20~40 °C下揽摔2~4h; (4)按质量比1:10~15将所述超细固体粉末加入到步骤(3)制备的混合溶液中，升温 至55~60 °C、加入所述醋酸调节PH值为6~8，搅拌1~2h，再离心分离得固体产物，蒸馏水反 复洗涤所述固体产物至洗液中无 Ag+后，在100~110°C烘干，得到固载银抗菌粉剂； (5) 将所述固载银抗菌粉剂加入到所述Na4P20? · 10H20中，在25~65°C下搅拌溶解2~ 4小时，600~800r/min转速下搅拌混合10~15min，继续加入碳酸氢钠、所述乙醇、所述硫基 乙醇，在20~30°C下施加750~800W的超声对溶液进行分散处理10~15min，并在20~30°C 下混合搅拌4~6h，搅拌速度为100~200r/min; (6) 先将所述稀释剂与所述偶联剂按质量比3:1~1.5混合得到混合溶液，再将步骤(5) 得到的分散后溶液与上述混合溶液按质量比1:0.2~0.5混合，然后在高速混合机中搅拌20 ~30分钟，待搅拌完成后，静置10~12h，并对其旋转蒸发除去溶剂，再置于75~80°C烘箱中 干燥6~8h，收集干燥后的颗粒，将所述颗粒再次进行碾磨并过筛，制备得140~160目的粉 末，再将所述粉末在180~240 °C下进行活化处理2~4h，随后停止升温并冷却至20~30°C， 得到所述的用于抗菌塑料的抗菌剂。
[0010]本发明的有益效果:本发明采用生物安全性高的天然生物分子碱性氨基酸作为抗 菌活性金属离子分散剂，将抗菌活性物质银离子均匀分散到纳米粒子表面，提高抗菌剂的 抗菌性能。本发明提供的抗菌剂与塑料相容性好，能够有效抑制细菌的滋生，对大肠杆菌、 金黄色葡萄球菌等菌种的抑制杀死率可达99%以上，抗菌效果明显。
【具体实施方式】
[0011]下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
[0012] 实施例1: 一种用于抗菌塑料的抗菌剂，主要包括以下原料，由重量份数计：白云母粉20份、沸石 粉5份、贝壳粉5份、30%双氧水40份、磷酸三钠溶液40份、碱性氨基酸0.4份、氯化银20份、硫 代硫酸钠40份、亚硫酸钠20份、醋酸5份、Na4P 2〇7 · 10H20 5份、硫基乙醇30份、乙醇20份、碳 酸氢钠1 〇份、稀释剂15份、偶联剂5份。
[0013] 本实施例中碱性氨基酸为赖氨酸和精氨酸的混合物。
[0014] 本实施例中稀释剂为乙二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙二醇的比例为1:1。
[0015] 本实施例中偶联剂为硅烷化合物。
[0016] 本实施例中硅烷化合物为氨基硅烷。
[0017] 本实施例还提供了一种用于抗菌塑料的抗菌剂的制备方法，包括以下步骤： (1)将白云母粉、沸石粉、贝壳粉混合均匀得混合固体粉末，将混合固体粉末与30%双氧 水溶液搅拌混合lOmin，随后静置50min，将其置于100°C烘箱中干燥6h; (2 )将烘干后的混合固体粉末与磷酸三钠溶液、碱性氨基酸搅拌15 m i η，随后静置 20min，在3000r/min的速度下离心分离5min，取下层沉淀在350°C烘箱中烘烤3h，随后静置 冷却至20°C，制备得纯化混合固体粉末，将收集的纯化固体粉末置于高压碾磨装置中，在 lOMPa下碾磨并过筛，制备得120目超细固体粉末； (3)将氯化银溶解在硫酸钠和硫代硫酸钠的混合溶液中，同时用醋酸调节pH在4，在20 °C下搅拌2h; (4)按质量比1:10将超细固体粉末加入到步骤(3)制备的混合溶液中，升温至55°C、加 入醋酸调节PH值为6,搅拌lh，再离心分离得固体产物，蒸馏水反复洗涤固体产物至洗液中 无 Ag+后，在100°C烘干，得到固载银抗菌粉剂； (5) 将固载银抗菌粉剂加入到Na4P2〇7 · 10H20中，在25°C下搅拌溶解2小时，600r/min 转速下搅拌混合l〇min，继续加入碳酸氢钠、乙醇、硫基乙醇，在20 °C下施加750W的超声对溶 液进行分散处理lOmin，并在20 °C下混合搅拌4h，搅拌速度为100r/min; (6) 先将稀释剂与偶联剂按质量比3:1，混合得到混合溶液，再将步骤(5)得到的分散后 溶液与上述混合溶液按质量比1:〇. 2混合，然后在高速混合机中搅拌20分钟，待搅拌完成 后，静置l〇h，并对其旋转蒸发除去溶剂，再置于75°C烘箱中干燥6h，收集干燥后的颗粒，将 颗粒再次进行碾磨并过筛，制备得140目的粉末，再将粉末在180°C下进行活化处理2h，随后 停止升温并冷却至20°C，得到用于抗菌塑料的抗菌剂。
[0018] 实施例2: 一种用于抗菌塑料的抗菌剂，主要包括以下原料，由重量份数计：白云母粉35份、沸石 粉15份、贝壳粉15份、30%双氧水60份、磷酸三钠溶液80份、碱性氨基酸6份、氯化银35份、硫 代硫酸钠55份、亚硫酸钠30份、醋酸10份、Na4P 2〇7 · 10H20 15份、硫基乙醇45份、乙醇35份、 碳酸氢钠25份、稀释剂40份、偶联剂20份。
[0019] 本实施例中碱性氨基酸为精氨酸与组氨酸的混合物。
[0020] 本实施例中稀释剂为乙二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙二醇的比例为1: 1.2。
[0021] 本实施例中偶联剂为硅烷化合物。
[0022]本实施例中硅烷化合物为乙烯基硅烷。
[0023]本实施例还提供了一种用于抗菌塑料的抗菌剂的制备方法，包括以下步骤： (1) 将白云母粉、沸石粉、贝壳粉混合均匀得混合固体粉末，将混合固体粉末与30%双氧 水溶液搅拌混合15min，随后静置70min，将其置于120 °C烘箱中干燥8h; (2) 将烘干后的混合固体粉末与磷酸三钠溶液、碱性氨基酸搅拌35min，随后静置 40min，在4000r/min的速度下离心分离7min，取下层沉淀在400 °C烘箱中烘烤5h，随后静置 冷却至30°C，制备得纯化混合固体粉末，将收集的纯化固体粉末置于高压碾磨装置中，在 15MPa下碾磨并过筛，制备得140目超细固体粉末； (3) 将氯化银溶解在硫酸钠和硫代硫酸钠的混合溶液中，同时用醋酸调节pH在5，在40 °C下搅拌4h; (4)按质量比1: 15将超细固体粉末加入到步骤(3)制备的混合溶液中，升温至60°C、 加入醋酸调节PH值为8,搅拌2h，再离心分离得固体产物，蒸馏水反复洗涤固体产物至洗液 中无 Ag+后，在110°C烘干，得到固载银抗菌粉剂； (5) 将固载银抗菌粉剂加入到Na4P2〇7· 10H20中，在65°C下搅拌溶解4小时，800r/min 转速下搅拌混合15min，继续加入碳酸氢钠、乙醇、硫基乙醇，在30 °C下施加800W的超声对溶 液进行分散处理15min，并在30 °C下混合搅拌6h，搅拌速度为200r/min; (6) 先将稀释剂与偶联剂按质量比3: 1.5混合得到混合溶液，再将步骤(5)得到的分散 后溶液与上述混合溶液按质量比1: 〇. 5混合，然后在高速混合机中搅拌30分钟，待搅拌完 成后，静置12h，并对其旋转蒸发除去溶剂，再置于80°C烘箱中干燥8h，收集干燥后的颗粒， 将颗粒再次进行碾磨并过筛，制备得160目的粉末，再将粉末在240°C下进行活化处理4h，随 后停止升温并冷却至30°C，得到用于抗菌塑料的抗菌剂。
[0024] 实施例3: 一种用于抗菌塑料的抗菌剂，主要包括以下原料，由重量份数计：白云母粉27份、沸石 粉10份、贝壳粉10份、30%双氧水50份、磷酸三钠溶液60份、碱性氨基酸3.2份、氯化银27份、 硫代硫酸钠48份、亚硫酸钠25份、醋酸7份、Na4P 2〇7 · 10H20 10份、硫基乙醇37份、乙醇27份、 碳酸氢钠17份、稀释剂27份、偶联剂12份。
[0025]本实施例中碱性氨基酸为精氨酸、组氨酸与色氨酸的混合物。
[0026] 本实施例中稀释剂为乙二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙二醇的比例为1:1~1.1。
[0027]本实施例中偶联剂为硅烷化合物。
[0028]本实施例中硅烷化合物为氨基硅烷、乙烯基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷的混合 物。
[0029] 本实施例还提供了一种用于抗菌塑料的抗菌剂的制备方法，包括以下步骤： (1) 将白云母粉、沸石粉、贝壳粉混合均匀得混合固体粉末，将混合固体粉末与30%双氧 水溶液搅拌混合12min，随后静置60min，将其置于110 °C烘箱中干燥7h; (2) 将烘干后的混合固体粉末与磷酸三钠溶液、碱性氨基酸搅拌25min，随后静置 30min，在3500r/min的速度下离心分离6min，取下层沉淀在375°C烘箱中烘烤4h，随后静置 冷却至25°C，制备得纯化混合固体粉末，将收集的纯化固体粉末置于高压碾磨装置中，在 12MPa下碾磨并过筛，制备得130目超细固体粉末； (3) 将氯化银溶解在硫酸钠和硫代硫酸钠的混合溶液中，同时用醋酸调节pH在4.5，在 30°C下搅拌3h; (4)按质量比1:12将超细固体粉末加入到步骤(3)制备的混合溶液中，升温至57°C、加 入醋酸调节PH值为7,搅拌1.5h，再离心分离得固体产物，蒸馏水反复洗涤固体产物至洗液 中无 Ag+后，在105 °C烘干，得到固载银抗菌粉剂； (5) 将固载银抗菌粉剂加入到Na4P2〇7 · 10H20中，在45°C下搅拌溶解3小时，700r/min 转速下搅拌混合12min，继续加入碳酸氢钠、乙醇、硫基乙醇，在25°C下施加770W的超声对溶 液进行分散处理12min，并在25 °C下混合搅拌5h，搅拌速度为150r/min; (6) 先将稀释剂与偶联剂按质量比3:1.2混合得到混合溶液，再将步骤(5)得到的分散 后溶液与上述混合溶液按质量比1: 〇. 3混合，然后在高速混合机中搅拌25分钟，待搅拌完成 后，静置llh，并对其旋转蒸发除去溶剂，再置于77°C烘箱中干燥7h，收集干燥后的颗粒，将 颗粒再次进行碾磨并过筛，制备得150目的粉末，再将粉末在210°C下进行活化处理3h，随后 停止升温并冷却至25°C，得到用于抗菌塑料的抗菌剂。
[0030] 对实施例1-3制得的抗菌剂质量进行了检测，通过对产品进行96小时紫外光照射， 对抗菌剂的耐变色性、抗菌性能进行了检测。通过对比发现实施例3制得的产品与塑料相容 性更好，耐变色性更强，抑制细菌能力更强，抗菌性能更好。
【主权项】
1. 一种用于抗菌塑料的抗菌剂，其特征在于，主要包括以下原料，由重量份数计：白云 母粉20~35份、沸石粉5~15份、贝壳粉5~15份、30%双氧水40~60份、磷酸三钠溶液40~80 份、碱性氨基酸〇. 4~6份、氯化银20~35份、硫代硫酸钠40~55份、亚硫酸钠20~30份、醋酸 5~10份、Na4P2〇7 · IOH2O 5~15份、硫基乙醇30~45份、乙醇20~35份、碳酸氢钠10~25份、 稀释剂15~40份、偶联剂5~20份。2. 根据权利要求1所述的一种用于抗菌塑料的抗菌剂，其特征在于:所述碱性氨基酸 为赖氨酸、精氨酸、组氨酸、色氨酸中一种或者多种。3. 根据权利要求1所述的一种用于抗菌塑料的抗菌剂，其特征在于:所述稀释剂为乙 二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙二醇的比例为1:1~1.2。4. 根据权利要求1所述的一种用于抗菌塑料的抗菌剂，其特征在于:所述偶联剂为硅 烷化合物。5. 根据权利要求4所述的一种用于抗菌塑料的抗菌剂，其特征在于:所述硅烷化合物 为氨基硅烷、乙烯基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷中的一种或两种。6. -种如权利要求1-5任一项所述的用于抗菌塑料的抗菌剂的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： (1) 将所述白云母粉、所述沸石粉、所述贝壳粉混合均匀得混合固体粉末，将所述混合 固体粉末与所述30%双氧水溶液搅拌混合10~15min，随后静置50~70min，将其置于100~ 120°C烘箱中干燥6~8h; (2) 将烘干后的所述混合固体粉末与所述磷酸三钠溶液、所述碱性氨基酸搅拌15~ 35min，随后静置20~40min，在3000~4000r/min的速度下离心分离5~7min，取下层沉淀在 350~400°C烘箱中烘烤3~5h，随后静置冷却至20~30°C，制备得纯化混合固体粉末，将收 集的所述纯化固体粉末置于高压碾磨装置中，在10~15MPa下碾磨并过筛，制备得120~140 目超细固体粉末； (3) 将所述氯化银溶解在所述硫酸钠和所述硫代硫酸钠的混合溶液中，同时用所述醋 酸调节pH在4~5，在20~40 °C下揽摔2~4h; (4)按质量比1:10~15将所述超细固体粉末加入到步骤(3)制备的混合溶液中，升温 至55~60 °C、加入所述醋酸调节PH值为6~8，搅拌1~2h，再离心分离得固体产物，蒸馏水反 复洗涤所述固体产物至洗液中无 Ag+后，在100~110°C烘箱，得到固载银抗菌粉剂； (5) 将所述固载银抗菌粉剂加入到所述Na4P2〇7 · 10H20中，在25~65°C下搅拌溶解2~4 小时，600~800r/min转速下搅拌混合10~15min，继续加入碳酸氢钠、所述乙醇、所述硫基 乙醇，在20~30°C下施加750~800W的超声对溶液进行分散处理10~15min，并在20~30°C 下混合搅拌4~6h，搅拌速度为100~200r/min; (6) 先将所述稀释剂与所述偶联剂按质量比3:1~1.5混合得到混合溶液，再将步骤(5) 得到的分散后溶液与上述混合溶液按质量比1:0.2~0.5混合，然后在高速混合机中搅拌20 ~30分钟，待搅拌完成后，静置10~12h，并对其旋转蒸发除去溶剂，再置于75~80°C烘箱中 干燥6~8h，收集干燥后的颗粒，将所述颗粒再次进行碾磨并过筛，制备得140~160目的粉 末，再将所述粉末在180~240 °C下进行活化处理2~4h，随后停止升温并冷却至20~30°C， 得到所述的用于抗菌塑料的抗菌剂。
【文档编号】C08K3/32GK105968416SQ201610354059
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】吴琦
【申请人】吴琦