辐照法生产的抗菌灭菌材料制造技术

本发明专利技术公开了一种辐照法生产抗菌灭菌材料的方法，向工业中和釜中加入丙烯酸，添加质量分数为20％的氢氧化钠，中和丙烯酸，中和之后加入交联剂和丙烯酰胺，搅拌混合，混匀后进行分装并加入氯化锌、氯化镁和表面活性剂，用钴‑60γ射线照射引发反应，经粉碎、造粒、干燥、筛分得到抗菌灭菌新材料。该抗菌灭菌新材料，以锌镁合金纳米颗粒为抗菌成分，取得了良好的抗菌效果，而且生产成本低，通过控制氯化锌和氯化镁的添加量，可以进一步提高抗菌材料的抗菌效果和吸水速度。

【技术实现步骤摘要】
辐照法生产的抗菌灭菌材料
本专利技术属于材料领域，具体涉及新型金属功能材料，更具体地，涉及一种具有抗菌灭菌作用的纳米材料。
技术介绍
微生物广泛存在于自然界，在温湿地区，它们容易迅速繁衍，并由此生出各种酶、酸和毒素的代谢产物，从而影响物品的外观与质量、污染环境、危害动植物的生长和人类的健康。为了减少微生物的危害，需要采取一系列的措施，对有害微生物进行杀灭。目前存在许多本身具有良好的杀菌或抑制微生物的功能的天然物质材料，如部分带有特定基团的有机化合物、一些无机金属材料及其化合物、部分矿物质和天然物质；也存在一些通过人为添加抗菌物质(称为抗菌剂)形成的具有抑制或杀灭表面细菌能力的一类新型功能材料，如抗菌塑料、抗菌纤维和织物、抗菌陶瓷、抗菌金属材料等。抗菌剂可以分为无机抗菌剂和有机抗菌剂两大类，其中，无菌抗菌剂包括银、铜、锌等金属，有机抗菌剂主要有香草醛和乙基香草醛类化合物。但是，有机抗菌剂的安全性尚在研究之中，而且有机抗菌剂耐热性差、容易水解、有效期短。纳米微粒由于小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使得它们在磁、光、电、敏感等方面呈现常规材料不具备的特性。因此纳米微粒在磁性材料、电子材料、光学材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷增韧等方面有广阔的应用前景。纳米抗菌材料不仅具有纳米材料的基本性能,而且具有抗菌材料的功能,如安全、高效、广谱、释性好、不易产生抗药性和耐热性等。随着物质粒径的减小,比表面积大大增加,庞大的比表面和较少的微粒数,使键态严重失配,出现许多活性中心,从而使纳米材料具有极强的吸附能力,使得纳米粒子对促使物质腐败的氧原子、氧自由基,以及其他异味的烃类分子等均具有很强的抓俘能力,因此纳米抗菌材料具有防腐抗菌功能。邢台学院化学系的梁慧峰对纳米抗菌材料的杀菌作用进行了研究，而且详细研究了无机抗菌剂的抗菌机理，梁慧峰将无机抗菌剂的抗菌机理分为：金属离子溶出抗菌机理、光催化杀菌机理和接触型灭菌机理，并指出纳米抗菌材料在预防疾病、提高健康生活水平和改善公共卫生环境方面具有巨大的发展空间。中国专利公布CN101812240A公开了一种纳米银-高吸水性树脂复合材料及其辐射法生产工艺，该复合材料是含有纳米银颗粒的丙烯酸-丙烯酰胺聚合物，具体的生产工艺是在制备的高吸水性树脂原料液中加入交联剂并搅拌均匀，再加入硝酸银和表面活性剂，在常温下接受剂量率为10-200Gy/min的钴-60γ射线辐照，从而得到纳米银-高吸水性树脂复合材料。该方法虽然通过一步反应即可制得纳米银-高吸水性树脂复合材料，但是，该方法所用的银属于贵金属，生产成本较高。目前急需一种生产成本低廉的高效抗菌灭菌新材料。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高效抗菌灭菌材料，该抗菌灭菌新材料不仅生产成本低，而且抗菌灭菌效果好、吸水速度快。本专利技术公开了一种辐照法生产抗菌灭菌材料的方法，包括以下步骤：(1)常温下，向工业中和釜里加入丙烯酸，在搅拌的情况下向反应釜里加入氢氧化钠溶液，制得水溶液A；(2)向步骤(1)中制得的水溶液A中加入交联剂和丙烯酰胺，制得合成液B；(3)将合成液B转移置辐射反应器中，然后向反应器中加入氯化锌、氯化镁和表面活性剂，搅拌混合，制成合成液C；(4)用钴-60γ射线对合成液C进行辐照，制成胶状纳米材料D；(5)对胶状纳米材料D进行粉碎、造粒、干燥、筛分处理，得到粉状抗菌灭菌新材料。具体地，所述的方法包括以下步骤：(1)常温下，向带有夹套的工业中和釜里加入1000-2000Kg丙烯酸，往夹套里加满5-20℃的循环用冷却水，在搅拌的情况下向反应釜里逐步加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，控制丙烯酸的中合度为0.5-0.9，制得水溶液A；(2)向步骤(1)中制得的水溶液A中加入0.1-0.3Kg的交联剂和40-65Kg的丙烯酰胺，充分搅拌，使加入的交联剂和丙烯酰胺充分溶解，溶解后，继续搅拌降温，制得合成液B；(3)将合成液B转移置辐射反应器中，每个反应器中分装有70-80Kg的合成液B，然后向反应器中加入8-20g的氯化锌、2-5g的氯化镁和0.1-0.5g的表面活性剂，搅拌混合，使加入的氯化锌、氯化镁和表面活性剂充分溶解，制成合成液C；(4)用钴-60γ射线对合成液C进行辐照，辐照剂量为50-200Gy/min，总辐射剂量为1-20KGy，制成胶状纳米材料D；(5)对胶状纳米材料D进行粉碎、造粒、干燥、筛分处理，得到粉状抗菌灭菌新材料。所述步骤(1)中，往夹套里加满5-15℃的循环冷却水，在搅拌的情况下向反应釜里逐步加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，控制丙烯酸的中合度为0.6-0.9。所述步骤(1)中，控制氢氧化钠溶液的添加速度，使反应釜中溶液的温度保持在10-35℃；优选地，所述步骤(1)中，控制氢氧化钠溶液的添加速度，使反应釜中溶液的温度控制在15-30℃。所述步骤(2)中的交联剂是N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、新戊二醇双(甲基)丙烯酸脂、二乙(丙)二醇的双(甲基)丙烯酸脂、1,6-己二醇双(甲基)丙烯酸脂、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸脂中的一种或数种。所述步骤(2)中，待反应釜中溶液降温至10-25℃时，停止搅拌降温；优选地，所述步骤(2)中，待反应釜中溶液降温至10-20℃时，停止搅拌降温。所述步骤(3)中，添加氯化锌和氯化镁的质量比为10-4:1；优选地，所述步骤(3)中，添加氯化锌和氯化镁的质量比为8-4:1；进一步优选地，所述步骤(3)中，添加氯化锌和氯化镁的质量比为8-5：1。所述步骤(3)中的表面活性剂为肥皂、洗洁精、吐温、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、聚硫酸乙烯酯、海藻酸钠、十二烷基苯磺酸钠、多磷酸钠、聚乙烯醇中的一种或多种；进一步地，所述步骤(3)中的表面活性剂为为肥皂、洗洁精、吐温、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇、海藻酸钠、聚乙烯醇中的一种或多种。在一些优选方案中，所述步骤(4)中可以采用其他方式获得的γ射线对合成液C进行辐照，例如以辐射加工用的加速器做辐射源，加速器产生的电子束轰击在钨转换靶上，由韧致辐射产生的x光和γ光对合成液C进行辐照。优选地，所述步骤(4)中，辐照剂量为60-200Gy/min，总辐射剂量为1.2-18KGy；进一步优选地，所述步骤(4)中，辐照剂量为60-180Gy/min，总辐射剂量为1.5-15KGy。本专利技术还公开了一种由所述方法制备的抗菌灭菌新材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的抗菌灭菌新材料是在辐射法引发丙烯酸钠盐料液聚合交联的基础上，通过向料液内加入锌离子、镁离子和表面活性剂，在辐射环境下将锌离子和镁离子还原为纳米金属合金簇，进而获得了以纳米金属簇为灭菌组分的具有高效抗菌灭菌作用的纳米抗菌灭菌材料。(2)锌和银虽然都是无机抗菌灭菌材料，但是锌的抗菌强度仅为银的千分之一，本专利技术通过采用射线辐射法制备锌镁纳米合金，明显提高了金属锌的抗菌效果，缩小了锌和银的抗菌强度的差距，使用成本较低的锌和镁代替银生产抗菌灭菌纳米材料，能够明显降低生产成本。(3)本专利技术在制备纳米抗菌灭菌材料的过程中，进一步发现，将制备过程中氯化锌和氯化镁的添加量控制在10-4:1的范围内，能够进一步提高本专利技术抗菌灭菌新料的抗菌效果，而且能够降低本专利技术所制备树脂材料的吸水速率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辐照法生产抗菌灭菌材料的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)常温下，向工业中和釜里加入丙烯酸，在搅拌的情况下向反应釜里加入氢氧化钠溶液，制得水溶液A；(2)向步骤(1)中制得的水溶液A中加入交联剂和丙烯酰胺，制得合成液B；(3)将合成液B转移置辐射反应器中，然后向反应器中加入氯化锌、氯化镁和表面活性剂，搅拌混合，制成合成液C；(4)用钴‑60γ射线对合成液C进行辐照，制成胶状纳米材料D；(5)对胶状纳米材料D进行粉碎、造粒、干燥、筛分处理，得到粉状抗菌灭菌新材料。

【技术特征摘要】
1.一种辐照法生产抗菌灭菌材料的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)常温下，向工业中和釜里加入丙烯酸，在搅拌的情况下向反应釜里加入氢氧化钠溶液，制得水溶液A；(2)向步骤(1)中制得的水溶液A中加入交联剂和丙烯酰胺，制得合成液B；(3)将合成液B转移置辐射反应器中，然后向反应器中加入氯化锌、氯化镁和表面活性剂，搅拌混合，制成合成液C；(4)用钴-60γ射线对合成液C进行辐照，制成胶状纳米材料D；(5)对胶状纳米材料D进行粉碎、造粒、干燥、筛分处理，得到粉状抗菌灭菌新材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)常温下，向带有夹套的工业中和釜里加入1000-2000Kg丙烯酸，往夹套里加满5-20℃的循环用冷却水，在搅拌的情况下向反应釜里逐步加入质量分数为20％的氢氧化钠溶液，控制丙烯酸的中合度为0.5-0.9，制得水溶液A；(2)向步骤(1)中制得的水溶液A中加入0.1-0.3Kg的交联剂和40-65Kg的丙烯酰胺，充分搅拌，使加入的交联剂和丙烯酰胺充分溶解，溶解后，继续搅拌降温，制得合成液B；(3)将合成液B转移置辐射反应器中，每个反应器中分装有70-80Kg的合成液B，然后向反应器中加入8-20g的氯化锌、2-5g的氯化镁和0.1-0.5g的表面活性剂，搅拌混合，使加入的氯化锌、氯化镁和表面活性剂充分溶解，制成合成液C；(4)用钴-60γ射线对合成液C进行辐照，辐照剂量为50-200Gy/min，总辐射剂量为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪沛雨，贺一新，
申请(专利权)人：肇庆市盛浩新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44