【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抗菌剂，尤其涉及一种高热稳定性抗菌剂及其制备方法与应用。
技术介绍
1、自然界中存在着大量的细菌、真菌、病毒等微生物，其存在与人类的生活密切相关，微生物不仅污染药品、食品、衣物，还会直接危害人体健康甚至诱发大规模传染病。抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型功能材料。它的制备通常是在材料中直接添加抗菌剂或者以其它方式将抗菌基团引入到材料当中，使其获得抗菌性，有时候抗菌剂本身就可以作为抗菌材料使用，所以要制备抗菌材料一般先需找到合适的抗菌剂。“抗菌剂”一般是指能够在一定时间内，使某些微生物(细菌、真菌、藻类及病毒等)的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。它是具有抑菌和杀菌性能的物质或产品，可以添加到材料当中，赋予材料拥有抗菌性能。抗菌剂的抗菌性能由很多因素决定，包括抗菌剂的结构、性能和形态等。目前传统使用的抗菌剂品种很多，根据其化学结构和成分，主要可以分为两大类型，包括无机抗菌剂、有机抗菌剂。
2、有机抗菌剂的研究起步较早，应用范围广，制备工艺也相对成熟，其研究和应用主要集中在欧美和日本等国家。目前常用的有机抗菌剂有季铵盐、吡啶盐、胍盐、季鏻盐、异噻唑、咪唑酮、醛类化合物等许多类。
3、有机抗菌剂主要有季铵盐类、季鏻盐、胍盐类、酚类、有机金属、吡啶类、咪唑类等，目前国际上研究较广泛的是季铵盐和季鏻盐类有机抗菌剂。早在1995年就有研究者发表了关于含有不饱和烷基的季铵盐抗菌剂具有高效、广谱抗菌活性的报道。小分子类季铵盐是指r基链长较短(一般相对分子质量小于500)的一类季铵盐，这
4、早在上个世纪，franklin就发现了长链烷基季铵盐如溴化十六烷基三甲铵有很强的抗菌能力。并且，人们对于抗菌机理也有较多的研究，目前认为小分子季铵盐的抗菌作用机理为:抗菌剂吸附到细菌细胞表面；穿过细胞壁扩散进入细胞；与细胞膜相结合；破坏细胞膜；细胞内物质k+、dna、rna泄漏；菌体死亡。季铵盐的抗菌效果与结构间有密切联系。郭志强等利用多种烷基胺制备出烷基氯化铵杀菌剂，发现烷基链上碳原子数目为12～16的单烷基氯化铵具有较大的杀菌作用，当碳原子数目为14时，抗菌剂的杀菌作用最强。
5、还有许多研究者提出双季铵化合物，该类化合物采用一个联接基或称链桥将两个传的季铵盐分子联接起来。它不仅拥有更强的表面活性，而且分子中有两个带正电荷的n+，更有利于杀菌剂分子在细菌表面的吸附，从而改变细胞壁的渗透性，使菌体破裂。该类杀菌剂吸附到菌体表面后，有利于疏水基与亲水基分别深入菌体细胞的类脂层与蛋白层，此外，在链桥中引入s、n等原子，通过协同作用能使双季铵盐类化合物具有更强的杀能力。nagamune等合成了一系列新的双季铵盐，由于1个分子中有2个季铵盐离子，电荷密度更高，比典型的单季铵盐有更强的抗细菌和抗霉菌活性，并且几乎不受ph值和温度的影响。
6、然而，目前常用的季铵盐、吡啶盐类等有机抗菌剂普遍面临着耐热性差的问题，在高温加工的过程，这些有机抗菌剂容易分解，因此，难以在塑料高温加工领域应用。
技术实现思路
1、基于现有技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种高热稳定性抗菌剂及其制备方法与应用；本专利技术通过对现有商品化有机抗菌剂结构进行改造，将抗菌剂本身带有的卤素离子(如cl-、br-等)置换成pf6-或者bf4-，形成新的分子结构，提升抗菌剂的热稳定性。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种高热稳定性抗菌剂，结构通式如下：
4、a+y-；
5、其中，a+的结构为
6、r1、r2、r3、r4各自独立选自碳原子数1～20的烷基、苯基或苄基中的任意一种；r为碳原子数1～20的烷基；r5为氢原子或碳原子数1～20的烷基；
7、y-的结构为pf6-或bf4-。
8、优选的，所述碳原子数1～20的烷基为直链烷基或支链烷基；所述碳原子数1～20的烷基的碳原子数可选为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20。
9、优选的，所述的高热稳定性抗菌剂的结构式如下：
10、(-c12h25、-c16h33为直链烷基或支链烷基)。
11、上述的高热稳定性抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
12、将a+x-的饱和溶液，加入质量比(六氟磷酸钾或者四氟硼酸钠的饱和溶液的质量/a+x-的饱和溶液的质量)为0.4～1的六氟磷酸钾或者四氟硼酸钠的饱和溶液，搅拌均匀，过滤，烘干，得到高热稳定性抗菌剂a+y-；其中x为卤素，y-为pf6-或者bf4-。
13、优选的，所述a+x-的饱和溶液的溶剂选自水、甲醇、乙醇中的一种或多种的混合溶剂。
14、优选的，所述a+x-的饱和溶液通过将过量分子a+x-用溶剂溶解并过滤制得。
15、进一步优选的，所述a+x-的饱和溶液的制备过程具体为：在25℃下，取一定体积的溶剂，加入a+x-，并不断搅拌溶解，直至残留的固体不再溶解，过滤，制得a+x-的饱和溶液。
16、优选的，所述六氟磷酸钾或者四氟硼酸钠的饱和溶液的溶剂选自水。
17、优选的，所述x-为cl-或br-。
18、上述的高热稳定性抗菌剂在制备抗菌材料中的应用。
19、优选的，所述抗菌材料为具有抗菌功能的薄膜、塑料、橡胶、纤维或非织造材料。
20、优选的，所述抗菌材料中高热稳定性抗菌剂的质量含量为0.1％～5％
21、优选的，所述抗菌材料的制备方法包括以下步骤：
22、将a+y-与聚合物混合，挤出造粒，然后通过流延、吹膜、注塑、熔喷、纺粘或纺丝工艺加工得到抗菌材料。
23、进一步优选的，所述聚合物为pp、pe、聚酯、聚酰胺和聚氨酯中的一种或多种。
24、本专利技术的原理为：常用有机抗菌剂a+x-(x-为cl-、br-)，在加热至200℃左右时，由于x-的存在诱导分子发生脱氢反应，产生挥发性气体hx，从而导致分子结构的分解，而本专利技术的高热稳定性分子a+y-(pf6-或bf4-)，由于y-可抑制高温条件下的脱氢反应，从而提升了整个分子结构的耐热性能。
25、本专利技术的优点和有益效果为：
26、(1)本专利技术满足分子结构为a+y-(y-为pf6-或者bf4-)的抗菌剂具有更高的分解温度，耐热稳定性好；
27、(2)本专利技术满足分子结构为a+bf4-的抗菌剂相对于a+pf6-具有更高的分解温度，耐热稳定性更好；
28、(3)本专利技术满足分子结构为a+y-(y-为pf6-或者bf4-)的抗菌剂可掺杂于聚合物中，可通过挤出造粒，然后流延、吹膜、注塑、熔喷、纺粘、纺丝等热加工工艺实现薄膜、塑料、橡胶、纤维、非织造材料等抗菌材料的生产。...
【技术保护点】
1.一种高热稳定性抗菌剂，其特征在于，结构通式如下：
2.根据权利要求1所述的高热稳定性抗菌剂，其特征在于，结构式如下：
3.权利要求1-2任一项所述的高热稳定性抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述A+X-的饱和溶液的溶剂选自水、甲醇、乙醇中的一种或多种的混合溶剂。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述六氟磷酸钾或者四氟硼酸钠的饱和溶液的溶剂选自水。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述X-为Cl-或Br-。
7.权利要求1-2任一项所述的高热稳定性抗菌剂在制备抗菌材料中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述抗菌材料为具有抗菌功能的薄膜、塑料、橡胶、纤维或非织造材料；
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述抗菌材料的制备方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述聚合物为PP、PE、聚酯、聚酰胺和聚氨酯中的一种或多种。
【技术特征摘要】
1.一种高热稳定性抗菌剂，其特征在于，结构通式如下：
2.根据权利要求1所述的高热稳定性抗菌剂，其特征在于，结构式如下：
3.权利要求1-2任一项所述的高热稳定性抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述a+x-的饱和溶液的溶剂选自水、甲醇、乙醇中的一种或多种的混合溶剂。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述六氟磷酸钾或者四氟硼酸钠的饱和溶液的溶剂选自水。
...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐本忠，陈伟才，刘勇，王志明，
申请(专利权)人：广东省大湾区华南理工大学聚集诱导发光高等研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。