一种婴幼儿专用抗菌高分子材料制造技术

本发明专利技术公开了一种婴幼儿专用抗菌高分子材料，由如下的制备方法制备而成：(一)抗菌型加聚物的制备，(二)抗菌型缩聚物的制备，(三)Ag‑Zn‑Sm‑O的制备，(四)Ag‑Zn‑Sm‑O表面改性，(五)材料的成型。本发明专利技术制备得到的婴幼儿专用抗菌高分子材料具有抗菌效果显著，生物相容性好，机械力学性能、阻燃性、耐热性和耐候性优异，易加工，对人体组织无刺激、无毒、无过敏反应，符合婴幼儿的心理和生理特点，不会因婴幼儿的活动频繁而损伤人体组织的优点。

A Special Antibacterial Polymer Material for Infants

The invention discloses an antimicrobial polymer material for infants and young children, which is prepared by the following preparation methods: (1) preparation of antimicrobial adducts, (2) preparation of antimicrobial polycondensates, (3) preparation of Ag Zn Sm O, (4) surface modification of Ag Zn Sm O, (5) formation of materials. The special antimicrobial polymer material for infants and young children prepared by the invention has the advantages of remarkable antimicrobial effect, good biocompatibility, excellent mechanical properties, flame retardancy, heat resistance and weather resistance, easy processing, no stimulation, non-toxicity and allergic reaction to human tissues, conforming to the psychological and physiological characteristics of infants and young children, and not damaging human tissues due to frequent activities of infants and young children.

【技术实现步骤摘要】
一种婴幼儿专用抗菌高分子材料
本专利技术涉及功能高分子材料
，尤其涉及一种婴幼儿专用抗菌高分子材料。
技术介绍
随着科学技术的发展及社会的进步，以高分子化合物为基础的高分子材料作为一种新型材料逐渐进入了人们的日常生活，已经成为了人们生活的一部分。与其他材料相比，高分子材料具有种类多、密度小(仅为钢铁的1/7-1/8)，比强度大，电绝缘性、耐腐蚀性好，加工容易，可满足多种特种用途的要求的优点，在包括塑料、纤维、橡胶、涂料、粘合剂等领域，可部分取代金属、非金属材料。高分子材料是以高分子化合物为基体，再配有填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂的一类材料，现有的高分子材料由于添加的添加剂与基体相容性、溶解性及分散性问题，易出现外渗现象，且传统高分子材料存在阻燃性能、加工流动性、耐热性和耐候性能差的问题。随着高分子材料行业的快速发展，高分子材料的应用范围也逐步扩大，人们对其性能要求也越来越高。婴幼儿使用的玩具，一次性医疗器械、口含嘴等制作材料均为高分子材料，这些材料与婴幼儿接触时，细菌易在其表面粘附、增殖并形成生物被膜。由于生物被膜的保护作用，膜内细菌会不断繁殖和释放出浮游细菌，造成感染的反复发作或恶化，由于婴幼儿心理和生理的特殊性，这些细菌更易进入婴幼儿体内，从而引起病变，因此，高分子材料的抗菌性成为其在婴幼儿专用产品领域进一步发展不得不事先解决的问题。为了提高婴幼儿专用高分子材料的抗菌性，现有技术中的抗菌型婴幼儿专用高分子材料大多采用添加抗菌剂的方法，这种方法在一定程度上能提高材料的抗菌性，但这种方法制备得到的高分子材料存在抗菌性差或者抗菌剂溶出的问题，危及人体安全，在抗菌剂溶出之后，抗菌材料的抗菌效果将难以维持，无法满足对抗微生物的使用要求，且其生物相容性、对人体组织的刺激性、毒性、过敏反应没有得到有效的解决。因此，开发一种抗菌效果显著，综合性能优异的婴幼儿专用抗菌高分子材料是近几年业内研究的热门课题，其对促进高分子材料在婴幼儿专用产品上的应用发展具有非常重要的意义。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种婴幼儿专用抗菌高分子材料，该婴幼儿专用抗菌高分子克服了传统婴幼儿专用高分子存在的阻燃性能、加工流动性、耐热性、性能稳定性和耐候性能差，使用寿命短的技术问题，具有抗菌效果显著，生物相容性好，机械力学性能、阻燃性、耐热性和耐候性优异，易加工，对人体组织无刺激、无毒、无过敏反应，符合婴幼儿的心理和生理特点，不会因婴幼儿的活动频繁而损伤人体组织的优点。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是，一种婴幼儿专用抗菌高分子材料，由如下的制备方法制备而成：Ⅰ抗菌型加聚物的制备：将2-烯丙基-1,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮1,1-二氧化物、2-叔丁基-4-[3-(二甲基乙烯基硅烷)丙氧基]-6-(5-甲氧基苯并噻唑-2-基)-苯酚、(3'R,6S,9R)-5'-(2,2,2-三氟乙基)-2-((E)-3-(4-(三氟甲基)-1-哌啶基)-1-丙烯-1-基)-5,6,7,8,9,10-六氢螺[6,9-亚甲基苯并环辛烯-11,3'-[1,2,5]噻二唑烷]1',1'-二氧化物、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下70-80℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，用乙醇洗涤析出产物3-5次，再置于真空干燥箱70-80℃下干燥至恒重；Ⅱ抗菌型缩聚物的制备：将4,4'-二氨基苯酰替苯胺、噻唑烷-2,4-二羧酸、1-羟基苯并三唑、4-二甲氨基吡啶溶于N-甲基吡咯烷酮中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气置换釜内空气，密封，于180-190℃回流反应2-3小时进行酰胺化反应，然后向其中加入催化剂，降压至400-600Pa，在270-280℃下缩聚反应15-18小时，后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤3-5次后，再置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到抗菌型缩聚物；ⅢAg-Zn-Sm-O的制备：将银盐、锌盐、钐盐加入去离子水中，超声10-15分钟得到混合液，后将混合液加入到水热反应釜中，在180-200℃下进行水热反应20-25小时，后冷却至室温，抽滤干燥，碾磨并过100-300目目筛，得到Ag-Zn-Sm-O；ⅣAg-Zn-Sm-O表面改性：将经过步骤Ⅲ制备得到的Ag-Zn-Sm-O分散于乙醇，再向其中加入甲壳素，在50-60℃下搅拌反应3-5小时，后抽滤干燥，得到表面改性Ag-Zn-Sm-O；Ⅴ材料的成型：将经过步骤Ⅰ制备得到的抗菌型加聚物、经过步骤Ⅱ制备得到的抗菌型缩聚物、经过步骤Ⅳ制备得到的表面改性Ag-Zn-Sm-O加入到高速混合机中，高速分散30-40分钟后通过挤出成型机挤出成型制得抗菌高分子材料。优选地，步骤Ⅰ中所述2-烯丙基-1,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮1,1-二氧化物、2-叔丁基-4-[3-(二甲基乙烯基硅烷)丙氧基]-6-(5-甲氧基苯并噻唑-2-基)-苯酚、(3'R,6S,9R)-5'-(2,2,2-三氟乙基)-2-((E)-3-(4-(三氟甲基)-1-哌啶基)-1-丙烯-1-基)-5,6,7,8,9,10-六氢螺[6,9-亚甲基苯并环辛烯-11,3'-[1,2,5]噻二唑烷]1',1'-二氧化物、引发剂、高沸点溶剂的质量比为1:1:1:(0.01-0.03):(10-15)。优选地，所述引发剂选自偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的至少一种。优选地，所述高沸点溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜中的一种或几种；所述惰性气体选自氦气、氖气、氩气中的一种。优选地，步骤Ⅱ中所述4,4'-二氨基苯酰替苯胺、噻唑烷-2,4-二羧酸、1-羟基苯并三唑、4-二甲氨基吡啶、N-甲基吡咯烷酮、催化剂的质量比为1:1.3:0.4:0.2:(10-15):(0.5-0.7)。优选地，所述催化剂选自2-呋喃硼酸、三(2,2,2-三氟乙基)硼酸酯、氯化锌中的一种或几种。优选地，步骤Ⅲ中所述银盐、锌盐、钐盐、去离子水的质量比为1:0.5:0.05:(25-30)；所述银盐优选为硝酸银，所述锌盐为氯化锌、硝酸锌、硫酸锌中的至少一种；所述钐盐优选为氯化钐。优选地，步骤Ⅳ中所述Ag-Zn-Sm-O、乙醇、甲壳素的质量比为1:(5-10):0.1。优选地，步骤Ⅴ中所述抗菌型加聚物、抗菌型缩聚物、表面改性Ag-Zn-Sm-O的质量比为1:(0.7-0.9):(0.1-0.2)。优选地，所述挤出成型的工艺参数为：加热温度为220-230℃，机头挤出温度为240-250℃，挤出机主螺杆转速150-180r/min，加料转速200-210r/min。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1)本专利技术提供的婴幼儿专用抗菌高分子材料，制备方法简单易操作，原料易得，价格低廉，对设备依赖性不高，反应条件较温和，适合工业化生产。2)本专利技术提供的婴幼儿专用抗菌高分子材料，克服了传统婴幼儿专用高分子存在的阻燃性能、加工流动性、耐热性、性能稳定性和耐候性能差，使用寿命短的技术问题，具有抗菌效果显著，生物相容性好，机械力学性能、阻燃性、耐热性和耐候性优异，易加工，对人体组织无刺激、无毒、无过敏反应，符合婴幼儿的心理和生理特点，不会因婴幼儿的活动频繁而损伤人体组织的优点。3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种婴幼儿专用抗菌高分子材料，其特征在于，由如下的制备方法制备而成：Ⅰ抗菌型加聚物的制备：将2‑烯丙基‑1,2‑苯并异噻唑‑3(2H)‑酮1,1‑二氧化物、2‑叔丁基‑4‑[3‑(二甲基乙烯基硅烷)丙氧基]‑6‑(5‑甲氧基苯并噻唑‑2‑基)‑苯酚、(3'R,6S,9R)‑5'‑(2,2,2‑三氟乙基)‑2‑((E)‑3‑(4‑(三氟甲基)‑1‑哌啶基)‑1‑丙烯‑1‑基)‑5,6,7,8,9,10‑六氢螺[6,9‑亚甲基苯并环辛烯‑11,3'‑[1,2,5]噻二唑烷]1',1'‑二氧化物、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下70‑80℃下搅拌反应4‑6小时，后在水中沉出，用乙醇洗涤析出产物3‑5次，再置于真空干燥箱70‑80℃下干燥至恒重；Ⅱ抗菌型缩聚物的制备：将4,4'‑二氨基苯酰替苯胺、噻唑烷‑2,4‑二羧酸、1‑羟基苯并三唑、4‑二甲氨基吡啶溶于N‑甲基吡咯烷酮中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气置换釜内空气，密封，于180‑190℃回流反应2‑3小时进行酰胺化反应，然后向其中加入催化剂，降压至400‑600Pa，在270‑280℃下缩聚反应15‑18小时，后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤3‑5次后，再置于真空干燥箱80‑90℃下干燥至恒重，得到抗菌型缩聚物；ⅢAg‑Zn‑Sm‑O的制备：将银盐、锌盐、钐盐加入去离子水中，超声10‑15分钟得到混合液，后将混合液加入到水热反应釜中，在180‑200℃下进行水热反应20‑25小时，后冷却至室温，抽滤干燥，碾磨并过100‑300目目筛，得到Ag‑Zn‑Sm‑O；ⅣAg‑Zn‑Sm‑O表面改性：将经过步骤Ⅲ制备得到的Ag‑Zn‑Sm‑O分散于乙醇，再向其中加入甲壳素，在50‑60℃下搅拌反应3‑5小时，后抽滤干燥，得到表面改性Ag‑Zn‑Sm‑O；Ⅴ材料的成型：将经过步骤Ⅰ制备得到的抗菌型加聚物、经过步骤Ⅱ制备得到的抗菌型缩聚物、经过步骤Ⅳ制备得到的表面改性Ag‑Zn‑Sm‑O加入到高速混合机中，高速分散30‑40分钟后通过挤出成型机挤出成型制得抗菌高分子材料。...

【技术特征摘要】
1.一种婴幼儿专用抗菌高分子材料，其特征在于，由如下的制备方法制备而成：Ⅰ抗菌型加聚物的制备：将2-烯丙基-1,2-苯并异噻唑-3(2H)-酮1,1-二氧化物、2-叔丁基-4-[3-(二甲基乙烯基硅烷)丙氧基]-6-(5-甲氧基苯并噻唑-2-基)-苯酚、(3'R,6S,9R)-5'-(2,2,2-三氟乙基)-2-((E)-3-(4-(三氟甲基)-1-哌啶基)-1-丙烯-1-基)-5,6,7,8,9,10-六氢螺[6,9-亚甲基苯并环辛烯-11,3'-[1,2,5]噻二唑烷]1',1'-二氧化物、引发剂加入到高沸点溶剂中，在氮气或惰性气体氛围下70-80℃下搅拌反应4-6小时，后在水中沉出，用乙醇洗涤析出产物3-5次，再置于真空干燥箱70-80℃下干燥至恒重；Ⅱ抗菌型缩聚物的制备：将4,4'-二氨基苯酰替苯胺、噻唑烷-2,4-二羧酸、1-羟基苯并三唑、4-二甲氨基吡啶溶于N-甲基吡咯烷酮中形成溶液，再将溶液加入反应釜中，用氮气置换釜内空气，密封，于180-190℃回流反应2-3小时进行酰胺化反应，然后向其中加入催化剂，降压至400-600Pa，在270-280℃下缩聚反应15-18小时，后冷却至室温，调至常压，在水中析出，将析出的聚合物用乙醇洗涤3-5次后，再置于真空干燥箱80-90℃下干燥至恒重，得到抗菌型缩聚物；ⅢAg-Zn-Sm-O的制备：将银盐、锌盐、钐盐加入去离子水中，超声10-15分钟得到混合液，后将混合液加入到水热反应釜中，在180-200℃下进行水热反应20-25小时，后冷却至室温，抽滤干燥，碾磨并过100-300目目筛，得到Ag-Zn-Sm-O；ⅣAg-Zn-Sm-O表面改性：将经过步骤Ⅲ制备得到的Ag-Zn-Sm-O分散于乙醇，再向其中加入甲壳素，在50-60℃下搅拌反应3-5小时，后抽滤干燥，得到表面改性Ag-Zn-Sm-O；Ⅴ材料的成型：将经过步骤Ⅰ制备得到的抗菌型加聚物、经过步骤Ⅱ制备得到的抗菌型缩聚物、经过步骤Ⅳ制备得到的表面改性Ag-Zn-Sm-O加入到高速混合机中，高速分散30-40分钟后通过挤出成型机挤出成型制得抗菌高分子材料。2.根据权利要求1所述的一种婴幼儿专用抗菌高分子材料，其特征在于，步骤Ⅰ中所述2-烯丙基-1,2-苯并异噻唑-3(2H...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱小娟，陈培培，刘慧敏，
申请(专利权)人：潍坊护理职业学院，
类型：发明
国别省市：山东,37