一种铝合金用抑菌剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属表面处理技术领域，尤其涉及一种铝合金用抑菌剂及其制备方法。所述铝合金用抑菌剂含有3.76g～11.28g/L的含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物、表面活性剂0.1～0.3g/L、硅烷偶联剂0.6～0.8g/L、有机酸0.15～0.25g/L、余量为去离子水。本发明专利技术中的含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物，其中胍基作为主药抗菌部位，能与与生物膜带负电的细菌或真菌发生强烈的静电相互作用，破坏细菌细胞膜并使细胞质流出，导致细菌死亡。月桂酸的饱和烷基结构使其具有很好的脂溶性，从而更容易穿透真菌的细胞膜产生杀伤作用，同时将月桂酸的脱羧后与胍基通过苯基连接，能有效降低月桂酸本身对铝合金的腐蚀作用。的腐蚀作用。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金用抑菌剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属表面处理
，尤其涉及一种铝合金用抑菌剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]铝合金因强度高、密度低被广泛应用于航空、航天、航海等质量和强度要求严格的领域。高铁作为一种全新发展的路面交通运行工具，因运行时速高，常采用轻质高强度的7系铝合金作为支撑材料。因全球气候环境差异显著，运行过程中雨水和沙尘等因素使列车关键部位发生严重的腐蚀问题，使高铁列车运行安全和使用寿命受到影响。铝合金表面形成的致密氧化膜使铝合金具有较好的耐腐蚀性能，常作为轻质结构材料应用于重要领域。铝合金表面的氧化膜一旦破裂，将加速破裂区域腐蚀。对暴露在湿热环境中的铝合金材料，霉菌极易附着在铝合金表面，形成生物膜。霉菌膜在材料表面分布不均匀以及产生的代谢产物，在一定程度上加速氧化膜的损坏，使铝合金材料的服役时间减短。
[0003]根据材料所处环境和时间不同，霉菌对金属材料腐蚀有促进和抑制作用，不同菌种的腐蚀机理也有所不同。根据菌丝吸附结合程度，代谢产物和金属离子能否结合，是否引起氧浓差腐蚀，生物膜是否抑制或促进材料腐蚀均不清晰。与纯铝腐蚀趋势不同，黑曲霉菌对铝合金的腐蚀并不是抑制作用，而是促进作用。因此合理设计霉菌腐蚀研究体系，能保证试验的重现性，并能真实模拟霉菌生长环境，揭示不同菌种、温度、湿度等对基体材料的腐蚀规律，仍将是霉菌腐蚀机理研究热点之一。
[0004]现有研究表明，植物源杀菌剂抑菌机理复杂多样，包括破坏细胞膜、细胞壁的完整性；影响孢子的萌发或者菌丝的生长；干扰菌丝体细胞内的酶系统；影响细胞呼吸代谢、核酸或蛋白质含量等，从而达到抑菌和杀菌目的。月桂酸主要用作生产杀虫剂、食品添加剂、表面活性剂、洗涤剂和化妆品，是肥皂的主要成分之一。本品具有润滑剂和硫化剂等多种功能，最为广泛的是在表面活性剂上的使用，还可应用于制药工业、香料工业等。但不用于电缆、电线等塑料制品，因其对金属有腐蚀作用。胍类化合物与细菌基本不产生靶标
‑
靶点的特异性结合，而是通过与细胞膜的静电吸引方式来实现最终的杀菌目的，因此，其不易产生耐药性。同时，由于哺乳动物细胞膜外层是电中性的，细菌/真菌细胞膜外层是带负电的，使得带正电的胍类聚合物对细菌或真菌细胞膜具有很强的选择性，进而降低了胍类聚合物对哺乳动物细胞的毒性；这些优异的特性使胍类聚合物成为一个具有科研及经济价值的研究对象。此外，相较于同样带正电的胺基来说，胍基能在更宽的pH范围内离子化，胍基与细胞膜以双氢键形式结合，其与细胞膜的结合更牢固，抗菌性也更强。
[0005]基于上述情况，本专利技术提出了一种铝合金用抑菌剂及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供了一种铝合金用抑菌剂及其制备方法。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了一种铝合金用抑菌剂，所述铝合金用抑菌剂含有
3.76g～11.28g/L的含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物、表面活性剂0.1～0.3g/L、硅烷偶联剂0.6～0.8g/L、有机酸0.15～0.25g/L、余量为去离子水。
[0008]优选地，所述含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物为1,1'
‑
[4
‑
(十二烷基氧)
‑
m
‑
苯基烯]双胍，分子式为C
20
H
36
N6O，cas号为135
‑
43
‑
3。
[0009]优选地，所述抑菌剂还含有生物基抑菌成分，所述生物基抑菌成分为黄芩素及黄芩素衍生物。
[0010]在其中一个实施例中，所述生物基抑菌成分为黄芩素，在抑菌剂中的含量为0.8～1.2g/L。
[0011]优选地，所述黄芩素衍生物为黄芩素A环上的乙酰化衍生物或黄芩素A环上的甲醚化衍生物。
[0012]优选地，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂的其中一种。
[0013]在其中一个实施例中，所述表面活性剂为吐温
‑
60。
[0014]优选地，所述硅烷偶联剂包括为KH550、KH560、KH570的其中一种。
[0015]在其中一个实施例中，所述硅烷偶联剂为KH560。
[0016]优选地，所述有机酸包括植酸、单宁酸、没食子酸、富马酸、酒石酸的其中一种或两种以上的组合。
[0017]优选地，所述有机酸为富马酸。
[0018]本专利技术还提供一种组合物在制备铝合金用抑菌剂方面的用途，所述组合物含有3.76g～11.28g/L的含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物、3～5g/L的黄芩素或黄芩素衍生物。
[0019]本专利技术还提供一种铝合金用抑菌剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0020](1)取含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物、表面活性剂、配方量一半的水，在50～55℃以300～350rpm搅拌混合10～15min，随后以1000rpm高速离心5min，过滤，弃去不溶物，收集滤液备用，得混合液A；
[0021](2)随后将硅烷偶联剂以每秒2～3滴的速度滴加至混合液A中，过程中保持混合液A的温度为70～75℃，并以300～350rpm不断搅拌直至硅烷偶联剂滴加完毕，随后继续加入剩余配方量的水继续搅拌50～60min，得混合液B；
[0022](3)依次将黄芩素、有机酸加入到混合液B中，在50～55℃以400～450rpm搅拌混合10～15min，在20～25℃静置24h，滤去不溶物，即得。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024]1.本专利技术中的含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物，其中胍基作为主药抗菌部位，能与与生物膜带负电的细菌或真菌发生强烈的静电相互作用，破坏细菌细胞膜并使细胞质流出，导致细菌死亡。但是，真菌的细胞半径较细菌大，且细胞膜比细菌更为坚韧，仅依靠胍基作为杀伤部位，对真菌的抑制效果较差。月桂酸的饱和烷基结构使其具有很好的脂溶性，从而更容易穿透真菌的细胞膜产生杀伤作用，同时将月桂酸的脱羧后与胍基通过苯基连接，能有效降低月桂酸本身对铝合金的腐蚀作用。
[0025]2.本专利技术通过加入黄芩素，其与含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物对真菌或细菌的繁殖均有协同的抑制作用。
[0026]3.本专利技术原材料在国内充足，价格适宜，使其规模化生产没有太高的成本限制；同
时，铝合金用抑菌剂简单，总体生产成本不高，有利于工业的大规模生产。
具体实施方式
[0027]实施例1
[0028]按表1称量具体原料，步骤制备步骤如下：
[0029](1)取1,1'
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[4
‑
(十二烷基氧)
‑
m
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苯基烯]双胍、表面活性剂、配方量一半的水，在50℃以300rpm搅拌混合15min，随后以1000rpm高速离心5min，过滤，弃去不溶物，收集滤液备用，得混合液A；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝合金用抑菌剂，其特征在于，所述铝合金用抑菌剂含有3.76g～11.28g/L的含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物、表面活性剂0.1～0.3g/L、硅烷偶联剂0.6～0.8g/L、有机酸0.15～0.25g/L、余量为去离子水。2.根据权利要求1所述的铝合金用抑菌剂，其特征在于，所述含胍基的月桂酸或月桂醇衍生物为1,1'
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[4
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(十二烷基氧)
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m
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苯基烯]双胍，分子式为C
20
H
36
N6O。3.根据权利要求2所述的铝合金用抑菌剂，其特征在于，所述抑菌剂还含有生物基抑菌成分，所述生物基抑菌成分为黄芩素及黄芩素衍生物。4.根据权利要求3所述的铝合金用抑菌剂，其特征在于，所述生物基抑菌成分为黄芩素，在抑菌剂中的含量为0.8～1.2g/L。5.根据权利要求3所述的铝合金用抑菌剂，其特征在于，所述黄芩素衍生物为黄芩素A环上的乙酰化衍生物或黄芩素A环上的甲醚化衍生物。6.根据权利要求4所述的铝合金用抑菌剂，其特征在于，所述表面活性剂为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂的其中一种。7.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔立新，赵晓光，吴胜利，高尚辉，吕涛，辛文侠，成凯，赵建宝，杨国强，许庆彬，李明，许英杰，梁鹏，
申请(专利权)人：山东创新合金研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：