一种包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法、产品及应用技术

本发明专利技术提供一种包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法、产品及应用。其中，制备方法以壳聚糖为微胶囊壁材、氧化亚铜为芯材，采用一步还原凝聚法制备得到壳聚糖包覆的氧化亚铜微胶囊；该制备方法直接利用铜盐和壳聚糖进行制备，在碱液和还原剂作用下，铜盐在壳聚糖

【技术实现步骤摘要】
一种包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法、产品及应用


[0001]本专利技术属于材料科学
，具体涉及一种包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法、产品及应用。

技术介绍

[0002]纺织品使用范围非常的广泛，已广泛应用于服装、床上用品和医疗相关领域。然而纺织品在长期的使用过程中，很容易吸收人体皮肤分泌的汗液、皮脂等分泌物，这使得有害细菌很容易在纺织品表面粘附、繁殖。这会破坏纺织品的原有结构，严重时，可能还会影响使用者的身心健康。在纺织品表面涂覆以抗菌剂和基体树脂为主的抗菌涂料是目前解决纺织品表面微生物污染问题的有效方法。
[0003]抗菌涂料中，抗菌剂是起到抗菌作用的关键成分。在众多抗菌剂中，以氧化亚铜为主要成分的抗菌剂因其广谱性和高效性，占据了相当大的市场份额。令人遗憾的是，普通氧化亚铜的铜离子释放速率一般是不稳定和不可控的，过量释放氧化亚铜只会造成短期的抗菌效果。因此，在保证效果的前提下，稳定铜离子释放速率是氧化亚铜基抗菌涂料领域的主要研究方向，获得具有缓释效果的抗菌剂和抗菌涂料对开发长效抗菌纺织品具有重要意义。
[0004]微胶囊是一种具有核壳结构的非均质微粒，其外壳材料具有保护内芯材料和控制其释放速率的功能。
[0005]申请号为201210161804.0的专利文献公开了一种氧化亚铜防污剂的表面改性方法，以壳聚糖、阿拉伯胶和氧化亚铜为原料，制得了壳聚糖
‑
阿拉伯胶包覆的氧化亚铜微胶囊，解决了氧化亚铜释放速率过快的问题。然而由于在工业上氧化亚铜一般采用高温煅烧法制备得到，得到的氧化亚铜粒子周围存在正电荷，不能使用带正电荷的壳聚糖直接进行包覆；因此需要借助阿拉伯胶这种聚阴离子体作为中间媒介，将壳聚糖包覆在氧化亚铜表面形成微胶囊。该方法属于两步法中的复凝聚法，反应过程中，两步法工序较多，包覆过程复杂，且氧化亚铜易被氧化形成二价铜，影响微胶囊性能的稳定。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法、产品及应用。本专利技术的制备方法以铜盐和壳聚糖为原料，采用一步还原凝聚法制备得到壳聚糖包覆改性的氧化亚铜抗菌粒子。该制备方法过程简单、可控性强、产品性能稳定，且制备效率高。将制备得到的包覆改性氧化亚铜抗菌粒子应用于抗菌涂料中，能防止抗菌涂层在使用过程中出现铜离子“爆释”现象，赋予涂层持续长效的抗菌能力。
[0007]一种包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将壳聚糖的乙酸溶液加入至铜盐水溶液中，搅拌均匀后置于恒温水浴中搅拌反应，得壳聚糖
‑
铜盐悬液；
[0009](2)先后向壳聚糖
‑
铜盐悬液中加入还原剂、碱液、絮凝剂分别进行反应，反应结束
后，离心洗涤反应液，将沉淀物干燥，得所述包覆改性氧化亚铜抗菌粒子。
[0010]壳聚糖是一种天然高分子多糖，具有成本低、易成膜、生物相容性好、可酶生物降解等优点，是作为微胶囊壁材的理想材料。本专利技术的制备方法，以壳聚糖为微胶囊壁材、氧化亚铜为芯材，采用一步还原凝聚法制备得到壳聚糖包覆的氧化亚铜微胶囊，直接利用铜盐和壳聚糖进行制备，在还原剂和碱液作用下，铜盐在壳聚糖
‑
铜盐悬液中原位生成氧化亚铜，后添加絮凝剂使壳聚糖进一步完全析出并包覆在氧化亚铜的表面对其进行改性。该制备方法减少了反应步骤，提高了制备效率，且反应条件温和，过程易控制，具有快速、简单、方便、稳定优势。
[0011]上述制备方法步骤(1)中：
[0012]作为优选，水浴温度为60～100℃。进一步优选为70～90℃。
[0013]作为优选，搅拌反应的搅拌速度为100～3000转/分钟。进一步优选为200～2000转/分钟。更进一步优选为800～1500转/分钟。
[0014]作为优选，搅拌时间为10～60分钟，进一步优选为20～40分钟。
[0015]作为优选，铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、乙酸铜中的一种或多种。进一步优选为硫酸铜、氯化铜中的一种或二者的混合物。
[0016]作为优选，壳聚糖的乙酸溶液的浓度为0.1～2％。进一步优选为0.8～1.2％。
[0017]作为优选，壳聚糖与铜盐中铜离子的摩尔比为1：(2～12)。进一步优选为1：(4～10)。
[0018]上述制备方法步骤(2)中：
[0019]作为优选，还原剂为水合肼、过氧化氢、葡萄糖、抗坏血酸、亚硫酸钠中的一种或几种。进一步优选为葡萄糖、抗坏血酸、亚硫酸钠中的一种或几种。
[0020]作为优选，加入还原剂后的反应时间为0.5～2h。进一步优选为1～2h。
[0021]为使二价铜全部被还原为氧化亚铜，作为优选，还原剂过量添加。
[0022]作为优选，碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钡溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液中的一种或多种。进一步优选为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液中的一种或二者的混合液。碱性溶液的加入能使稳定的壳聚糖
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乙酸溶液体系被破坏，使壳聚糖从混合溶液中析出，进而包覆在氧化亚铜离子的表面。
[0023]作为优选，加入碱液后pH调节至9～14。作为进一步优选方案，加碱液调节pH至10～13。
[0024]作为优选，加入碱液后的反应时间为1～4h。进一步优选为1～2h。
[0025]作为优选，絮凝剂为饱和硫酸铝溶液、饱和硫酸钠溶液、饱和氯化钠溶液中的一种或几种。进一步优选为饱和硫酸钠溶液、饱和氯化钠溶液中的一种或两种的混合。絮凝剂的添加能有效夺走混合溶液中的水分子，使壳聚糖在混合溶液中的溶解度进一步降低，进而完全分离出来并包覆在原位生成的氧化亚铜的表面。
[0026]作为优选，加入絮凝剂后的反应时间为0.5～24h。进一步优选为5～20h。
[0027]作为优选，反应液的离心洗涤过程包括：
[0028]将反应液离心后去上清液，所得沉淀物用蒸馏水稀释后再次离心，如此反复5次，将最终所得沉淀物干燥，即得所述包覆改性氧化亚铜抗菌粒子。
[0029]作为优选，沉淀物的干燥方式采用冷冻干燥，冷冻干燥时间为20～40h。进一步优
选为20～30h。
[0030]上述制备方法中，整个反应过程在恒温水浴中进行，期间持续搅拌促进反应进行。
[0031]作为具体优选，一种包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法，包括以下步骤：
[0032]1)壳聚糖
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铜盐悬液的制备
[0033]将铜盐粉末溶解于去离子水中制备铜盐水溶液；同时将壳聚糖粉末溶于乙酸溶液中制备壳聚糖的乙酸溶液；将壳聚糖的乙酸溶液加入至铜盐水溶液中，搅拌均匀后置于恒温水浴中，持续搅拌反应，得壳聚糖
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铜盐悬液；
[0034]2)壳聚糖包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备
[0035]向壳聚糖
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铜盐悬液中加入过量还原剂，还原反应结束后滴加碱液调节pH值9～14，将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将壳聚糖的乙酸溶液加入至铜盐水溶液中，搅拌均匀后置于恒温水浴中搅拌反应，得壳聚糖
‑
铜盐悬液；(2)先后向壳聚糖
‑
铜盐悬液中加入还原剂、碱液、絮凝剂分别进行反应，反应结束后，离心洗涤反应液，将沉淀物干燥，得所述包覆改性氧化亚铜抗菌粒子。2.根据权利要求1所述的包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，水浴温度为60～100℃；搅拌反应的搅拌速度为100～3000转/分钟。3.根据权利要求1所述的包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法，其特征在于，铜盐为硫酸铜、硝酸铜、氯化铜、乙酸铜中的一种或多种；壳聚糖的乙酸溶液的浓度为0.1～2％。4.根据权利要求1所述的包覆改性氧化亚铜抗菌粒子的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，还原剂为水合肼、过氧化氢、葡萄糖、抗坏血酸、亚硫酸钠中的一种或几种；加入还原剂后的反应时间为0.5～2h。...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩建，娄建东，赵永欢，苏娟娟，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：