一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法制造技术

本发明专利技术涉及抗菌涂层技术领域，且公开了一种纳米银‑壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，包括以下配方原料：2,6‑二‑羧基苯磺酰氯、硝酸铵、催化剂、氢氧化钠、浓硫酸、引发剂、壳聚糖、纳米银，分散剂。该一种纳米银‑壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，聚羧基苯磺酰胺中的磺酰基亚胺基团具有很强的还原性，使抗菌涂层具有很好的抑菌作用，壳聚糖具有大量的活性‑OH基团，与聚羧基苯磺酰胺中的羧基酯化形成化学能较高的吸电子基团酯基，吸电子的酯基通过电子效应降低了磺酰基的电子云密度，增强了磺酰基的化学能，提高了聚羧基苯磺酰胺的化学稳定性和热稳定性，使抗菌涂层不容易被空气中的氧气氧化或者光降解。

A nano silver chitosan modified polyphenylsulfonamide antibacterial coating and its preparation

The invention relates to the technical field of antibacterial coating, and discloses a nano silver chitosan modified polyphenylsulfonamide antibacterial coating and a preparation method thereof, which comprises the following formula raw materials: 2,6-bis-carboxybenzenesulfonyl chloride, ammonium nitrate, catalyst, sodium hydroxide, concentrated sulfuric acid, initiator, chitosan, nano silver, dispersant. This kind of nano silver chitosan modified polyphenylsulfonamide antibacterial coating and its preparation method. The sulfonimide group in polycarboxybenzenesulfonamide has strong reducibility, which makes the antibacterial coating have good antibacterial effect. Chitosan has a large number of active \u2011 OH groups. It is esterified with the carboxyl group in polycarboxybenzenesulfonamide to form an electron absorbing group ester group with high chemical energy and an electron absorbing ester Through electronic effect, the electron cloud density of sulfonyl group is reduced, the chemical energy of sulfonyl group is enhanced, the chemical stability and thermal stability of polycarboxybenzenesulfonamide are improved, and the antibacterial coating is not easy to be oxidized or photodegradated by oxygen in the air.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法
本专利技术涉抗菌涂层
，具体为一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法。
技术介绍
抗菌涂料是具有抗菌作用的涂料称为抗菌涂料，建筑防霉涂料的主要特点是这类涂料既具有优良的防霉性能，随着人类对自身健康状况的重视，我们朝夕相处的居住环境也越来越受到关注，抗菌涂料可直接涂装在各种材料上，目前涂料用抗菌剂主要有天然抗菌剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂三大类。无机抗菌剂特别是纳米银，抗菌性能也远远大于传统的银离子杀菌剂如硝酸银和磺胺嘧啶银，是新型的高效抗菌剂，有机抗菌剂是指以有机酸类、酚类、季铵盐类、苯并咪唑类等有机物为抗菌物质的抗菌剂。有机抗菌剂种类繁多，根据其用途通常可分为杀菌剂、防腐剂和防霉剂。但是目前的纳米银抗菌剂由于纳米银很容易发生团聚现象形成银颗粒，减小了纳米银的比表面积，降低了纳米银与菌类的接触面积，影响了纳米银的抗菌效果，同时有机抗菌剂的热稳定性和化学稳定性较差，使有机抗菌剂在实际应用过程中容易受热分解，或者被空气中的氧气氧化，使材料失去抗菌性能。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，解决了纳米银很容易发生团聚现象形成银颗粒，减小了纳米银的比表面积，降低了纳米银与菌类的接触面积的问题，同时又解决了有机抗菌剂的热稳定性和化学稳定性较差，使有机抗菌剂在实际应用过程中容易受热分解，或者被空气中的氧气氧化的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，包括以下重量份数配比的配方原料：30-35份2,6-二-羧基苯磺酰氯、32-38份硝酸铵、0.5-1.5份催化剂、3-6份氢氧化钠、0.4-1份浓硫酸、0.1-0.5份引发剂、10-30份壳聚糖、3.5-6份纳米银，0.5-2分散剂。制法包括以及以下实验药品：绝对无水二甲亚砜、乙酸乙酯、蒸馏水、乙二醇、稀盐酸。优选的，所述2,6-二-羧基苯磺酰氯结构式为其质量分数为≥96.5％。优选的，所述硝酸铵中NH4NO3的质量分数为≥94.2％。优选的，所述催化剂为醋酸钯(COO-)2Pd2+。优选的，所述氢氧化钠在NaOH的质量分数≥95.8％。优选的，所述壳聚糖为β-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，单体分子式为(C6H11NO4)N，分子量为350000-380000，脱乙酰度为70-80％。优选的，所述浓硫酸中H2SO4质量分数为≥92.5％。优选的，所述纳米银中Ag2CO3的质量分数≥98.2％。优选的，所述分散剂为硬脂酰胺和正辛醇的混合物，其质量比为1-1.5:2-3。优选的，所述稀盐酸的物质的量浓度为1.5-2mol/L。优选的，所述绝对无水二甲亚砜含水量≤0.05％。优选的，所述纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层，制备方法包括以下步骤：(1)制备2,6-二-羧基苯磺酰胺：向一个干燥的1000mL三颈瓶中通入N2除去空气，在加入400mL绝对无水二甲亚砜，再依次称取30-35份2,6-二-羧基苯磺酰氯和32-38份硝酸铵，搅拌均匀后，再依次缓慢加入3-6份氢氧化钠和0.5-1.5份催化剂，将三颈瓶置于水浴锅中加热至60-65℃，并在N2氛围中匀速搅拌反应24-28h，反应通过TLC薄层色谱分析法观测反应结果，反应完全后，将三颈瓶中的溶液转移至2000mL分液漏斗中，加入500mL蒸馏水和800mL乙酸乙酯萃取，取乙酸乙酯有机层，并再加入500mL蒸馏水萃取两次，将得到乙酸乙酯有机层的通过旋转蒸发仪减压蒸馏除去乙酸乙酯，然后将浓缩混合物通过硅胶层析柱进行薄层色谱分离，洗脱剂为石油醚:乙酸乙酯＝3:1，将分离得到的含有产品的洗脱剂富集，并通过旋转蒸发仪减压蒸馏和油泵抽滤，进行减压浓缩除去洗脱剂，得到产物2,6-二-羧基苯磺酰胺。(2)制备聚羧基苯磺酰胺向1000mL烧杯中加入200mL蒸馏水和300mL乙二醇，并依次加入制得的2,6-二-羧基苯磺酰胺、10-30份壳聚糖和0.1-0.5份引发剂过硫酸钠，并缓慢滴加0.4-1份浓硫酸，搅拌均匀后将物料转移至高温水热反应釜中，并将反应釜置于反应釜加热器中加热至160-165℃反应10-12h，反应完全后冷却至室温，将反应釜中的溶液通过布氏漏斗抽滤除去溶剂得到灰色固体絮状物，再依次使用200mL乙酸乙酯和3000-4000mL蒸馏水洗涤固体絮状物，然后置于烘箱中加热至80-85℃，干燥水分8-10h，得到壳聚糖改性聚羧基苯磺酰胺。(3)制备纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺的抗菌涂层：向1000mL烧杯中加入400mL蒸馏水和100mL物质的量浓度为1.5-2mol/L稀盐酸，再依次加入上述步骤(2)制得的聚羧基苯磺酰胺、3.5-6份纳米银和0.5-2散剂硬脂酰胺和正辛醇混合物，将烧杯置于超声处理器中，加热至80-85℃，超声频率为28KHz，进行超声处理6-8h，使物料完全分散均匀，然后将烧杯置于烘箱中加热至65-70℃，缓慢除去水分，控制固液比40-48％，得到纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺的抗菌涂层。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：1、该一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，通过聚羧基苯磺酰胺作为涂层的基体，其中的磺酰基亚胺基团具有很强的还原性，使抗菌涂层具有很好的抑菌作用，同时通过壳聚糖改性聚羧基苯磺酰胺，壳聚糖具有大量的活性羟基-OH基团，与聚羧基苯磺酰胺中的羧基脱水酯化形成化学能较高的吸电子基团酯基，吸电子基团的酯基通过电子效应降低了磺酰基的电子云密度，增强了磺酰基的化学能，从而提高了聚羧基苯磺酰胺的化学稳定性和热稳定性，使抗菌涂层不容易被空气中的氧气氧化或者光降解，并且壳聚糖的多聚阳离子，容易和真菌细胞表面带负电荷的基团作用，改变病原菌细胞膜的流动性和通透性，从而起到了促进抗菌涂层的抑菌和灭菌效果。2、该一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，通过加入纳米银，其接触到细菌或真菌中的蛋白氧代谢酶时，纳米银就会与蛋白酶中带有负电荷的硫醇基-SH和氨基-NH2发生特异性结合反应，有效地刺穿了病原菌或细菌的细胞壁和细胞膜外表，进一步使细菌或真菌体内的蛋白氧代谢酶变形，失去活性，使病原菌或细菌正常代谢和繁殖，达到了灭菌的效果，使菌体窒息而死的独特作用机制，可杀死与其接触的大多数细菌、真菌、霉菌、孢子等微生物，并且加入的壳聚糖具有大量的氨基-NH2和羟基-OH基团，可以吸附纳米银形成稳定的螯合物，使纳米银均匀地分在壳聚糖表面，避免了纳米银发生团聚现象形成银颗粒，降低纳米银与菌类的接触面积的现象。具体实施方式为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，包括以下重量份数配比的配方原料：30-35份2,6-二-羧基苯磺酰氯、32-38份硝酸铵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，包括以下重量份数配比的配方原料，其特征在于：30-35份2,6-二-羧基苯磺酰氯、32-38份硝酸铵、0.5-1.5份催化剂、3-6份氢氧化钠、0.4-1份浓硫酸、0.1-0.5份引发剂、10-30份壳聚糖、3.5-6份纳米银，0.5-2分散剂。制法包括以及以下实验药品：绝对无水二甲亚砜、乙酸乙酯、蒸馏水、乙二醇、稀盐酸。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，包括以下重量份数配比的配方原料，其特征在于：30-35份2,6-二-羧基苯磺酰氯、32-38份硝酸铵、0.5-1.5份催化剂、3-6份氢氧化钠、0.4-1份浓硫酸、0.1-0.5份引发剂、10-30份壳聚糖、3.5-6份纳米银，0.5-2分散剂。制法包括以及以下实验药品：绝对无水二甲亚砜、乙酸乙酯、蒸馏水、乙二醇、稀盐酸。


2.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述2,6-二-羧基苯磺酰氯结构式为其质量分数为≥96.5％。


3.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述硝酸铵中NH4NO3的质量分数为≥94.2％。


4.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述催化剂为醋酸钯(COO-)2Pd2+。


5.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述氢氧化钠在NaOH的质量分数≥95.8％。


6.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述壳聚糖为β-(1-4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，单体分子式为(C6H11NO4)N，分子量为350000-380000，脱乙酰度为70-80％。


7.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述浓硫酸中H2SO4质量分数为≥92.5％。


8.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述纳米银中Ag2CO3的质量分数≥98.2％。


9.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述分散剂为硬脂酰胺和正辛醇的混合物，其质量比为1-1.5:2-3。


10.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述稀盐酸的物质的量浓度为1.5-2mol/L。


11.根据权利要求1所述的一种纳米银-壳聚糖改性聚苯磺酰胺抗菌涂层及其制法，其特征在于：所述绝对无水二甲亚砜含水量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，
申请(专利权)人：王欢，
类型：发明
国别省市：河南;41