一种含银化合物及其制备方法技术

一种含银化合物及其制备方法，该化合物的通式为（Ⅰ），式中：Ｒ↓［１］为Ｃ↓［４］～Ｃ↓［２４］长链烷基，苯基；Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［４］的烷基、苄基、羟乙基；Ｘ为卤素，Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ；ｍ＋ｎ＝２。本发明专利技术化合物的银含量高，抗菌性强，既具备季氨盐的熔点适中、与纤维结合牢靠等特性，又避免了银盐使用中的变色问题。该化合物制备方法工艺简单、成本低、生产周期短、可以大批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
随着人们生活水平的提高，对衣食住行、日用家电和生活环境提出了越来越高的要求，使抗菌材料得以迅速发展。所说抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料。在自然界中有许多物质本身就具有良好的杀菌和抑制微生物的功能，如部分带有特定集团的有机化合物、一些无机金属材料及其化合物、部分矿物和天然物质，等等。但目前抗菌材料更多的是指通过添加一定的抗菌物质(称为抗菌剂)从而使材料具有抑制或杀灭其表面细菌能力的一类新型功能材料。如抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌陶瓷、抗菌钢铁等均已面市，并迅速应用于各领域。目前，抗菌材料的研发核心是抗菌剂的研制和生产。到目前为止，抗菌剂已经基本形成了无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和高分子抗菌剂等四类，其中，有机抗菌剂存在耐热性较差、易分解等缺点；天然抗菌剂和高分子类抗菌剂存在耐热性差、加工困难等缺点。抗菌剂中应用最广泛的是具有耐热性好、抗菌谱广、有效期长的无机抗菌剂。无机抗菌剂的组成，主要包括载体与抗菌成份，其中载体担持抗菌成份，保证活性组份稳定，同时具有缓释性；抗菌成份主要是一些金属离子，如银、铜、锌等，汞、镉、铅虽然具有抗菌能力，但它们对人体有害；铜、镍、钴离子带有颜色，将影响产品的美观；锌有一定的抗菌性，但其抗菌强度仅为银离子的1/1000。银的抗菌作用与自身的化合物价位有关，这种能力按以下顺序递减Ag+++、Ag++、Ag+。高价态银能还原氧，具有抗菌作用，Ag+可强烈吸收细菌内酶蛋白的硫基，并迅速结合。椐测定，水中含银离子含量达到0.05mg/L时，就能够完全杀灭大肠杆菌等细菌，并可保持长达90天内无新的菌种繁殖。银对人体的安全值为0.005*10-6以下，饮水中银离子限量为0.05mg/L。因此，银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位，而市场上商品化的绝大多数也是银系抗菌杀菌剂。纳米银系材料作为一种新型抗菌材料，具有广谱、耐久、安全等诸多优点，因而应用领域不断扩展。抗菌材料的发展方向一是抗菌产品的多样化，二是抗菌产品的应用开发。银系抗菌材料目前只有无机类银系抗菌剂，为了更好拓展银系抗菌剂的产品形式，有机银有可能成为抗菌材料的最新品种。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗菌性强、与纤维结合牢靠，能避免银盐变色问题的含银化合物。本专利技术的另一目的是提供该含银化合物的制备方法。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的一种含银化合物，该化合物的通式为 式中R1为C4～C24长链烷基，苯基；R2、R3、R4为C1～C4的烷基、苄基、羟乙基；X为卤素，X＝Cl，Br，I；m+n＝2。上述含银化合物，所述R1为C16～C20烷基，R2、R3、R4为甲基，X＝Br，n＝0.8～1.2。上述含银化合物，所述R1为C16～C20烷基，R2、R3为甲基，R4为苄基，X＝Br，n＝0.8～1.2。上述含银化合物，所述R1为苯基，R2、R3、R4为甲基，X＝I，n＝0.8～1.2。本专利技术另一需要解决的问题是通过下述技术方案实现的一种含银化合物的制备方法，它包括以下反应步骤a.将硝酸银固体加入到溶剂中溶解，得到硝酸银溶液；b.将季氨盐加入到溶剂中溶解，得到季氨盐溶液；c.搅拌下将硝酸银溶液与季氨盐溶液混合，得到含银化合物， 所述硝酸银的溶剂为水、乙醇、丙酮或氨水，所述季铵盐的溶剂为水、乙醇或丙酮。硝酸银固体可以溶解在水、乙醇、丙酮和氨水中。从溶解性、生产安全性和成本角度等方面考虑，一般使用水作为溶剂；由于普通水中含有较多氯离子，如果用普通水做溶剂，加入硝酸银后会生成不溶于水的氯化银胶体颗粒，氯化银对紫外光敏感，长时间见光后会生成褐色状的银原子团；另外普通水含有较多钙离子、镁离子，将来抗菌剂带入到纤维整理液中将增加水的硬度，影响纤维的柔软性，因此最好使用去离子水作为溶剂。硝酸银在去离子水中溶解度较大，一般不需要加热即可达到400克/升以上，加热可以得到更高浓度的硝酸溶液，但室温溶解最为经济方便。硝酸银溶解时可以使用搅拌加速溶解。硝酸银溶解时使用的容器可以选用惰性的不锈钢、玻璃、塑料、搪瓷容器和器具，不能使用铜制容器和器具。季铵盐可以溶解在水、乙醇、丙酮中。从溶解性、生产安全性和成本角度考虑，一般优先考虑使用水作为溶剂。由于普通水含有较多钙离子，镁离子，对季铵盐有抗拮作用，最好使用去离子水作为溶剂。季铵盐在去离子水中溶解度一般能够达到10％，为了增加季铵盐在溶剂中的溶解度，可以通过加热来加速季铵盐溶解。加热温度可以选择季铵盐不结晶析出的温度至室温。也可以使用搅拌来加速溶解，溶解容器可以选用惰性的不锈钢、玻璃、塑料、搪瓷容器和器具。搅拌下将硝酸银溶液和季铵盐溶液混合，在混合方式上，从反应过程控制和生产操作性及成本考虑，最好选用将硝酸银溶液加入到季铵盐溶液中。选用惰性的不锈钢、玻璃、塑料、搪瓷容器和器具作为反应用容器。为了快速将硝酸银溶液和季铵盐溶液混合，最好使用搅拌。选择季铵盐不结晶析出的温度至室温的温度范围作为制备本专利技术含银化合物的最佳反应温度。因为反应时间可以很短，虽然反应过程放热，但反应过程可以不需要特殊恒温设备。物料添加结束后应该继续搅拌一段时间，以便使物料充分反应。如果需要除去多余的原材料和反应副产物，可以沉降分离或离心分离，然后用溶剂洗涤沉降物。如果需要得到粉体等固形物，就将沉降物干燥。干燥可以是自然凉干、加热烘干、减压干燥、喷雾干燥。干燥温度不易超过含银化合物的软化温度和分解温度。一般情况下，减压干燥时的干燥温度比常压干燥时的干燥温度低。本专利技术提供的含银化合物既具备银盐的强抗菌性、广谱抗菌性以及对人和环境安全性、无耐药性等特性，又具备季氨盐熔点适中、与纤维结合牢靠等特性，且银含量高，避免了银盐的变色问题，可以用于无色、白色和浅色物质中，还可以方便地与有机溶剂和高分子物质相容。本专利技术提供的含银化合物本身具有高的杀菌活性值，可以作为抗菌药物或抗菌药物中间体。本专利技术提供的含银化合物含银量较高，经过高温还原能得到银原子聚集体而呈现独特的颜色(区别于没有高温还原的部分)，即具备显影性能，因此具有信息记录材料用途。本专利技术提供的含银化合物具备特殊的电、磁、光学等特性，可以作为具备特定功能的电、磁、光学材料。季铵盐和本专利技术提供的含银化合物都具有抗菌作用，但其抗菌机理不同。季铵盐不含银离子，不具备银化合物的特性，其抗菌机理是靠自身的正电荷来吸附带负电的细菌，溶解细菌的细胞膜使细菌死亡；本专利技术提供的含银化合物含有银离子，在水溶液中可以离解出银离子，银离子与细菌的蛋白质的硫基结合使其失去活性而死亡。季铵盐虽然具有抗菌作用，但由于其水溶性强，很容易因洗涤而失效，因而只能作为杀菌消毒剂使用，一般不作为纺织抗菌整理剂使用；本专利技术提供的含银化合物是固体颗粒，不溶于水，它的抗菌功能持久，这是两者在抗菌功能上的显著区别。本专利技术提供的含银化合物，银含量高，抗菌性强，既具备季氨盐的熔点适中、与纤维结合牢靠等特性，又避免了银盐使用中的变色问题。所提供的制备方法，工艺简单、成本低、生产周期短、易于大批量生产。附图说明图1是实施例1的含银化合物S1的XRD谱图；图2是实施例1的含银化合物S1的XRD谱图与原料十六烷基三甲基溴化铵和溴化银对比图；图3是实施例1的含银化合物S1的IR谱图；图4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含银化合物，其特征在于，该化合物的通式为：＊＊＊式中：Ｒ↓［１］为Ｃ↓［４］～Ｃ↓［２４］长链烷基，苯基；Ｒ↓［２］、Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［４］的烷基、苄基、羟乙基；Ｘ为卤素，Ｘ＝Ｃｌ ，Ｂｒ，Ｉ；ｍ＋ｎ＝２。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：骆小红，姜玉彩，王艳蕾，
申请(专利权)人：中国乐凯胶片集团公司，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]