一种新型抗菌高分子材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于功能材料技术领域，具体而言，涉及一种新型抗菌高分子材料及其制备方法和应用。所述方法包括以下步骤：S1：将碱金属氢氧化物加入水中进行溶解，得到碱金属氢氧化物水溶液，然后加入聚合硅酸铝铁、氯乙烯和引发剂并进行充分混合反应，待反应结束后，得到产物I；将基体树脂加入到水合肼溶液中反应，反应结束向溶液中缓慢滴加乙二酸待溶液pH为6

【技术实现步骤摘要】
一种新型抗菌高分子材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于功能材料
，具体而言，涉及一种新型抗菌高分子材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]现代工业社会飞速发展，高分子材料的运用越来越广泛，各大高校、研究机构等都设置有高分子材料研究中心。高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂(助剂)所构成的材料，高分子材料按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。高分子材料在电气电子工业、航天工业、建筑业、医疗器械、医药包装、交通运输业、家用电器、农业等各行各业中都有广泛的应用。
[0003]抗菌高分子材料包含抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌橡胶等材料，能够抑制和杀死附着在其上的细菌、真菌等微生物，广泛应用于食品、家电、服装、卫生洁具、日用品、办公用品、公共设施等领域。但是，现有的抗菌材料中大都存在抗菌剂溶出的问题，危及人体安全，并且在抗菌剂溶出之后，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需求，亟待开发出新型抗菌材料来解决上述问题。
[0004]例如，申请号为CN200810220350.3的中国专利技术专利公开了一种抗菌高分子材料及其制备方法，该抗菌高分子材料主要由以下重量份的原料制备得到：高分子材料99.45
‑
96.70份，助剂0.05
‑
0.30份，季鏻阳离子改性粘土为0.50
‑
3.00份。其制备方法是在助剂中采用熔融加工或者直接混合的方法，将季鏻阳离子改性粘土均匀分散到高分子材料中。又如，申请号为CN201410477267.X的中国专利技术专利公开了一种抗菌的高分子材料及其制备方法，所述的抗菌的高分子材料包含以下重量份的组分：聚乙烯为29
‑
37份、聚异丁烯为17
‑
26份、聚酯纤维为12
‑
19份、1
‑
戊烯为5
‑
11份、碳酸二氢铵为3
‑
9份、氧化锌为4
‑
8份、硅酸钙粉为5
‑
7份。制备方法包括以下步骤：(1)将硅酸钙磨碎为300目至400目，备用；(2)按重量取聚乙烯、聚异丁烯、聚酯纤维、1
‑
戊烯，加热后搅拌均匀；(3)按重量再添加碳酸二氢铵、氧化锌、硅酸钙粉，加入后搅拌均匀；(4)将上述搅拌均匀的原料加入双螺杆挤出机，挤压后为本专利技术的抗菌的高分子材料。
[0005]目前，现有的抗菌高分子材料以季铵盐类高分子为主，这类高分子材料的制备过程复杂，且所需的化学试剂较多，不环保。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的问题在于克服现有技术的不足，提供一种新型抗菌高分子材料及其制备方法。本专利技术的高分子材料绿色环保，抗菌性能好，稳定性强。
[0007]本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
[0008]本专利技术提供了一种新型抗菌高分子材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
[0009]S1：将碱金属氢氧化物加入水中进行溶解，得到浓度为40
‑
60wt％的碱金属氢氧化
物水溶液，然后按照质量比为1:2：0.05
‑
0.09加入聚合硅酸铝铁、氯乙烯和引发剂并在60
‑
80℃下进行充分混合反应，待反应结束后，得到产物I；
[0010]将基体树脂加入到浓度为10
‑
30wt％的水合肼溶液中在40
‑
60℃下反应1
‑
3h，反应结束向溶液中缓慢滴加乙二酸待溶液pH为6
‑
7时结束滴加，然后加入甲基丙烯酸于80
‑
100℃下反应20
‑
30min，所得溶液为产物II；
[0011]S2：将产物I和产物II按照体积比为1:1
‑
3进行混合，然后加入二氨基化合物和交联剂将溶液搅拌反应2
‑
4h后静置48
‑
72h，过滤，将沉淀物经洗涤、烘干、即为新型抗菌高分子材料。
[0012]进一步地，所述碱金属氢氧化物选自碱金属氢氧化物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯中的至少一种。
[0013]进一步地，所述引发剂为过硫酸铵或过氧化苯甲酰。
[0014]进一步地，所述基体树脂为聚碳酸酯、聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
[0015]进一步地，所述乙二酸浓度为60
‑
80wt％。
[0016]进一步地，所述基体树脂与甲基丙烯酸的质量比为1:1
‑
3。
[0017]进一步地，所述二氨基化合物选自4,4'
‑
二氨基二苯醚、3,4'
‑
二氨基二苯醚、对苯二胺、间苯二胺、9,9双(4
‑
氨基苯基)芴、邻联甲苯胺中的一种或几种。
[0018]进一步地，所述交联剂为二甲基丙烯酸乙二醇酯。
[0019]进一步地，所述二氨基化合物与交联剂的质量比为1:0.1
‑
0.4。
[0020]进一步地，所述烘干条件为：温度60
‑
80℃，时间10
‑
12h。
[0021]借由上述技术方案，本专利技术至少具有下列优点：本专利技术将聚合硅酸铝铁、氯乙烯和引发剂共同置于碱金属氢氧化物溶液环境中反应，引发剂的存在能够引发反应的进行，碱金属氢氧化物溶液能够为反应提供碱性环境和金属阳离子，提高聚合硅酸铝铁与氯乙烯的聚合反应效率，碱性环境能够和金属阳离子一方面能够增加产物表面电荷的均一性，另一方面能够增加产物表面的正电荷数量。基体树脂作为一种高分子聚合物其用途广泛，通常情况下未经任何处理的基体树脂其空间结构排列毫无规则，本专利技术通过首先将其置于水合肼环境中碱化反应，降低其分子间的作用力，增加其反应活性，然后滴加乙二酸使得溶液呈中性，再加入甲基丙烯酸进行高温反应，得到改性基体树脂，所得改性基体树脂化学活性增强。同时，在甲基丙烯酸的作用下，基体树脂分子间范德华力减弱，使得缠绕在一起的多个单分子分解开，使得基体树脂呈线性结构，这样能够更容易扩散到细胞壁并穿透细胞壁并与细胞膜结合并破坏细胞膜结构，从而使得改性基体树脂具有抗菌性。最后，将产物I和产物II混合，再加入二氨基化合物和交联剂进行交联反应，将具有抗菌性的改性基体树脂引入到产物I的分子链上，由于产物I表面正电荷数量多，这样能够更好的促进产物I和产物II分子间的结合，使得最终的产物综合了产物I和产物II的性能，在具有抗菌性的同时还兼具稳定性，并且强度好韧性高。本专利技术的新型抗菌高分子材料健康环保，在抗菌塑料、抗菌涂层、抗菌弹性体、抗菌纤维、抗菌柔顺剂、抗菌环氧地坪等领域具有广泛的使用价值。
[0022]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型抗菌高分子材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：将碱金属氢氧化物加入水中进行溶解，得到浓度为40
‑
60wt％的碱金属氢氧化物水溶液，然后按照质量比为1:2：0.05
‑
0.09加入聚合硅酸铝铁、氯乙烯和引发剂并在60
‑
80℃下进行充分混合反应，待反应结束后，得到产物I；将基体树脂加入到浓度为10
‑
30wt％的水合肼溶液中在40
‑
60℃下反应1
‑
3h，反应结束向溶液中缓慢滴加乙二酸待溶液pH为6
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7时结束滴加，然后加入甲基丙烯酸于80
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100℃下反应20
‑
30min，所得溶液为产物II；S2：将产物I和产物II按照体积比为1:1
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3进行混合，然后加入二氨基化合物和交联剂将溶液搅拌反应2
‑
4h后静置48
‑
72h，过滤，将沉淀物经洗涤、烘干、即为新型抗菌高分子材料。2.根据权利要求1所述的新型抗菌高分子材料的制备方法，其特征在于，所述碱金属氢氧化物选自碱金属氢氧化物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯中的至少一种。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈贻，
申请(专利权)人：南京五瑞生物降解新材料研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：