一种抗菌剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种抗菌剂，结构式为其中，R1为苯环、C1

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及抗菌剂
，特别涉及一种抗菌剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚酰胺(尼龙)是产量、品种以及用途最广的工程塑料之一。因其具有力学强度高、电气性能良好、耐磨、耐油、耐弱酸、弱碱及弱极性有机溶剂、加工流动性好等优异的物理和化学性能而广泛应用于建筑、汽车、通讯、包装、个人护理和织物等领域。随着生产技术的发展，各种主体尼龙树脂和改性技术得到了迅速发展，赋予了尼龙除力学性能以外的各种功能特点，比如抗菌、耐低温、耐高温等。功能化的尼龙材料进一步拓展了其的应用领域。
[0003]尼龙制品在加工和使用过程中易沾染和滋生多种微生物，其中包括致病菌，对人们的身体健康造成一定的危害。特别是在服装、食品包装以及医用领域的应用时，对于尼龙材料高效广谱、持久安全的抗菌性能得到了高度的关注。中国专利技术专利113802379A通过在尼龙6中加入0.1～1wt％的季铵盐等有机抗菌剂实现了尼龙6纤维的高效抗菌。而中国专利技术专利CN1 13802379A通过在共聚尼龙中加入纳米银等无机抗菌剂来实现尼龙复合材料的抗菌性能。然而，这种通过添加抗菌剂来实现尼龙材料抗菌功效的策略，由于抗菌剂本身的缺陷而导致所制备的材料不可避免的存在着不足。对于有机抗菌剂而言，其与尼龙基体树脂具有相对良好的相容性，可以均匀分散，但其在尼龙高温加工过程中容易发生分解而导致失效，同时有机抗菌剂往往具有较强的毒性和容易引起细菌抗药性的不足；而对于无机抗菌剂，其虽然具有良好的高温稳定性，但其在长期使役过程中容易析出而导致抗菌效果下降甚至失效，同时在植入性物件、食品包装等领域析出的抗菌剂会造成二次污染。
[0004]因此，能够提供一种既能够与尼龙基体树脂具有良好的相容性，又能够在尼龙材料的长期的使役期间内保持稳定的性能，不易分解或从尼龙基体材料内脱出，持续发挥良好的抗菌性能，从而提高尼龙材料的抗菌性和使用的安全性。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的技术问题，本专利技术公开了一种抗菌剂及其制备方法和应用，通过在聚酰胺材料主链中设计具有抗菌活性的席夫碱结构，与尼龙基体树脂具有良好的相容性，进而实现尼龙材料的广谱抗菌性能，解决了因抗菌剂析出所导致的抗菌性能下降以及抗菌剂污染等问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案，一种抗菌剂，包括如式(I)所示的化合物：
[0007]其中，R1为苯环、C1
‑
C10的直链烃基；
[0008]R2为呋喃环、苯环、吡嗪环、C1
‑
C3的直链烃基；n为50
‑
200。
[0009]优选地，所述抗菌剂采用原料A和原料B制备得到；
[0010]其中所述原料A的结构式如式(II)所示：
[0011]其中，R1为苯环、C1
‑
C10的直链烃基。
[0012]所述原料B的结构式如(III)所示：
[0013]其中，R2为呋喃环、苯环、吡嗪环、C1
‑
C3的直链烃基。
[0014]反应方程式：
[0015][0016]可见，本专利技术在尼龙结构中引入席夫碱结构，从而使得其具有广谱抗菌性能。
[0017]在一些优选地实施例中，原料B为2，5
‑
呋喃二甲醛或对苯二甲醛或1，4
‑
吡嗪二甲醛，或为丙二醛或丁二醛或戊二醛。
[0018]优选地，所述本征抗菌尼龙为均聚尼龙；其数均分子量≥5000g/mol；或，≥10000g/mol；或，≥20000g/mol；和/或，重均分子量为≥10kg/mol；或，≥20kg/mol；或，至少50kg/mol；或，≥100kg/mol。
[0019]所述本征抗菌尼龙对大肠杆菌和/或金色葡萄球菌抗菌率为100％。
[0020]为实现另一个目的，本专利技术还提供了上述抗菌剂的制备方法，包括将等摩尔的原料A和原料B分别溶于有机溶剂中并混合均匀后，在50～70℃条件下搅拌反应12～24h，进行均聚反应，待反应结束后，过滤或抽滤分离出反应体系中的固形物，即为所述抗菌剂。
[0021]优选地，所述有机溶剂包括乙醚、四氢呋喃、二甲基亚砜、乙二醇二甲醚、苯甲醚、间硝基苯甲醚、对氯苯甲醚、甲基异丁基酮、苯乙酮、对氯苯乙酮、邻硝基苯乙酮、环丁砜、二氯甲烷、氯仿、1，2
‑
二氯乙烷、氯苯、α
‑
氯化萘、乙腈、丙腈、苯、甲苯、氰苯、硝基苯、硝基甲苯、乙酸乙酯、苯甲酸甲酯中的任意一种或多种的组合。
[0022]采用上述技术方案提供的抗菌剂和/或其他试剂添加于商用尼龙材料中，均匀混合后，在240～270℃经注塑机注塑压模成型，制得基于抗菌尼龙片材、成型或模塑制品。
[0023]或，将所述抗菌剂、商用尼龙树脂和/或其他试剂溶解于六氟异丙醇，将树脂完全溶解的六氟异丙醇溶液涂刷于基材上待溶剂挥发后，得到抗菌尼龙涂层。
[0024]或，将所述抗菌剂和商用尼龙树脂和/或其他试剂完全溶解于六氟异丙醇中，再将溶解后的溶液倒入聚四氟乙烯模具中，待溶剂挥发后，得到抗菌尼龙膜材料。
[0025]其他试剂包括但不限于助剂或改性剂等，例如增塑剂、阻燃剂、润滑剂、紫外吸收剂、抗氧剂、填料等。
[0026]商用的尼龙材料包括但不限于尼龙66、尼龙6T66、尼龙6I6T以及尼龙6均选自商业化产品，购买自瑞士艾曼斯、苏威、杜邦、巴斯夫等公司。
[0027]本专利技术对采用上述抗菌剂应用于现有技术中市售的尼龙6、尼龙66等产品中制备成片材、膜材料或涂层，并进行了抗菌性能的试验验证，结果表明，添加了本专利技术制备的抗菌剂的尼龙材料具有突出的抗菌性能，尤其是对大肠杆菌(Escherichia coli)、金色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)与现有技术相比具有100％的抗菌率。
[0028]本专利技术技术方案的技术效果：
[0029]1.通过采用本专利技术技术方案提供的抗菌剂，在尼龙胺材料主链中设计具有抗菌活性的席夫碱结构使其具有广谱抗菌性能，并将其作为抗菌剂应用于商业化的尼龙基体树脂中，赋予了抗菌剂与商业化尼龙树脂具有良好的相容性，同时为尼龙材料提供了高效的广谱抗菌性能，从而解决了因抗菌剂析出所导致的抗菌性能下降以及抗菌剂污染等问题。
[0030]2.通过采用本专利技术的技术方案提供的抗菌剂，具有优异抗菌性能和抗菌长效稳定性，将其应用于尼龙产品中，能够与尼龙很好融合，从而避免了尼龙材料在使役过程中抗菌剂的析出等问题，可以有效保障所形成的本征抗菌尼龙材料的抗菌性能和抗菌的时效。
[0031]3.采用本专利技术的技术方案提供的抗菌剂，制备方法工艺简便、产率高、安全环保，应用形式灵活多样，大大降低了抗菌尼龙材料制备的成本。
[0032]4.采用本专利技术的技术方案提供的抗菌剂，应用与尼龙产品生产过程中，具有加工方式多样的优点，可以通过熔融挤出、注塑、溶液成膜等方法，方法操作简单，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌剂，包括如式(I)所示的化合物：其中，R1为苯环、C1
‑
C10的直链烃基；R2为呋喃环、苯环、吡嗪环、C1
‑
C3的直链烃基；n为50
‑
200。2.如权利要求1所述的抗菌剂，其特征在于，采用原料A和原料B制备得到；所述原料A的结构式如式(II)所示：其中，R1为苯环、C1
‑
C10的直链烃基；所述原料B的结构式如(III)所示：其中，R2为呋喃环、吡嗪环、苯环、C1
‑
C3的直链烃基。3.如权利要求2所述的抗菌剂，其特征在于，所述原料B为2，5
‑
呋喃二甲醛或对苯二甲醛或1，4
‑
吡嗪二甲醛或丙二醛或丁二醛或戊二醛。4.如权利要求1
‑
3任一项所述的抗菌剂，其特征在于，所述式(I)所示的化合物的数均分子量≥5000g/mol；和/或，重均分子量为≥10kg/mol。5.一种如权利要求1_4任一项所述的抗菌剂的制备方法，其特征在于，将等摩尔比的原料A和原料B分别溶于有机溶剂中并混合均匀后，在50～70℃条件下搅拌反应12～24h，进行均聚反应，反应结束后，过滤或抽滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艳林，卢光明，路丹，倪金平，汤兆宾，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：