一种抗菌剂的制备方法、包含该抗菌剂的复合材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及抗菌剂技术领域，特别涉及一种抗菌剂的制备方法、包含该抗菌剂的复合材料及其制备方法。


背景技术：

2.抗菌剂是指可以将微生物生长有效控制或者是可以把微生物直接杀灭的物质。对病原微生物有杀死作用或抑制生长作用，但又不妨碍植物正常生长的药剂。杀菌剂可根据作用方式、原料来源及化学组成进行分类。国际上，通常是作为防治各类病原微生物的药剂的总称。随着杀菌剂的发展，又区分出杀细菌剂、杀病毒剂、杀藻剂等亚类。
3.金属元素抗菌剂为金属及其化合物,主要是ag,cu,zn等元素,其中 ag的抗菌性约为zn的抗菌性的1000倍。将这些金属或其化合物与沸石、玻璃、磷灰石、磷酸钙、磷酸锆等无机多孔性载体矿物通过离子交换或吸附作用共同合成抗菌材料,其中银系抗菌剂已得到广泛应用。在实际应用中,无机抗菌材料采用多种无机金属复合剂。有专利报道了ab
2 o4形式的复合抗菌剂,其中a是二价金属mg,zn,mn,ni,co或fe离子,b 是三价金属al,cr,mn或fe离子，o是氧元素,这些抗菌剂涂布于多孔蜂窝形的制品，使其具有良好的抗菌性能。
4.但是，mgo/壳聚糖型抗菌剂至今尚未见于报道。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种抗菌剂的制备方法、包含该抗菌剂的复合材料及其制备方法，使用该抗菌剂可以改善热塑性塑料的抗菌性能。
6.本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：
7.一种抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
8.(1)将硝酸镁、无水乙醇、壳聚糖、氢氧化钠、去离子水，加入至反应器皿中，50-70℃下反应10-16h，得溶液a；
9.(2)将溶液a，经过过滤、洗涤，置于真空干燥箱中干燥，得固体b；
10.(3)将固体b置于马弗炉中煅烧，冷却后得mgo/壳聚糖型抗菌剂。
11.优选地，上述技术方案中，步骤(1)中的硝酸镁、无水乙醇、壳聚糖、氢氧化钠、去离子水的质量比为(30-40)：(50-60)：(24-32)：(18
‑ꢀ
24)：(120-160)。
12.优选地，上述技术方案中，步骤(2)中干燥条件为：70-90℃真空干燥箱中干燥10h-16h。
13.优选地，上述技术方案中，步骤(3)中煅烧条件为：800-860℃煅烧10
‑ꢀ
12h。
14.一种利用抗菌剂的制备方法制备得到的抗菌剂。
15.一种复合材料，包括以下重量份组分：热塑性塑料96以及抗菌剂4，所述抗菌剂为根据抗菌剂的制备方法制备得到的。
16.优选地，上述技术方案中，所述热塑性塑料为聚乙烯(pe)、聚丙烯 (pp)、聚苯乙烯
(ps)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)或聚酰胺6(pa6)。
17.一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
18.将抗菌剂以及热塑性塑料按重量份混合，经高混机搅拌10min后，加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到复合材料。
19.优选地，上述技术方案中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为120-230℃，第二温度区的温度为180-260℃，第三温度区的温度为180-260℃，第四温度区的温度为180-260℃，第五温度区的温度为180-260℃，第六温度区的温度为180-260℃，双螺杆挤出机的机头温度180-260℃，螺杆转速为200-320r/min。
20.本专利合成的mgo/壳聚糖型抗菌剂抗菌机理如下：
21.一方面，当mg离子与带有负电荷的微生物细胞膜接触时，因为库伦引力的作用，离子紧紧的吸附在细胞膜表面，导致了蛋白质的凝固和酶活性的钝化，因此细胞的分裂受到了抑制，从而导致了细菌的死亡。另一方面，壳聚糖本身也具有一定的抗菌性。从而使得抗菌率大大提高。
22.mg(no3)2 2naoh
→
2nano3 mg(oh)2；
23.mg(oh)2→
mgo h2o。
24.本发明上述技术方案，具有如下有益效果：
25.本技术是以硝酸镁为镁源，硼氢化钠为还原剂，合成了一种新型mgo/ 壳聚糖型抗菌剂，用它来改性热塑性塑料可以提升热塑性塑料的抗菌性能，这有很大的推广意义。
具体实施方式
26.现在将详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
27.本发明的实施例中所用的原料如下：
28.硝酸镁，济南汇锦川化工有限公司；无水乙醇，苏州平嘉化工有限公司；壳聚糖，青岛汇智生物工程有限公司；氢氧化钠，济宁蓝星化工有限公司；去离子水，上海联试化工试剂有限公司；pbt(型号2002u)，日本宝理；pp(型号z30s)，茂名石化；pe(型号5070)，盘锦乙烯；pa6(型号cm1017)，日本东丽；ps(型号350)，中国台湾国乔。
29.本发明所用的测试仪器如下：
30.zsk30型双螺杆挤出机，德国w&p公司；jl-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；htl900-t-5b型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；xcj-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；qt-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；qd-gjs-b12k型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
31.实施例1
32.制备例1
33.一种抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
34.(1)称取300g硝酸镁(mg(no3)2)、500g无水乙醇、240g壳聚糖、180g 氢氧化钠、1.2kg去离子水，加入至反应器皿中，50℃下反应10h，得溶液a。
35.(2)将溶液a，经过过滤、洗涤，置于70℃真空干燥箱10h，得固体b。
36.(3)将固体b置于马弗炉中800℃煅烧10h，冷却后得mgo/壳聚糖型抗菌剂p1。
37.应用例1
38.一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
39.取4份p1加入到96份pp中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到pp复合材料x1。
40.其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为200℃，第二温度区的温度为230℃，第三温度区的温度为230℃，第四温度区的温度为230℃，第五温度区的温度为230℃，第六温度区的温度为230℃，双螺杆挤出机的机头温度为230℃，螺杆转速为200r/min。
41.对比例1
42.取96份pp，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到pp复合材料d1。
43.上述应用例1及对比例1制备的pp复合材料的抗菌性能数据如下表(表 1)所示:
44.表1
[0045][0046]
由上表可以看出，x1比d1的抗菌性好，这说明加入本技术的抗菌剂后， pp复合材料的抗菌性能更好。
[0047]
实施例2
[0048]
制备例2
[0049]
一种抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
[0050]
(1)称取350g硝酸镁(mg(no3)2)、550g无水乙醇、280g壳聚糖、210g 氢氧化钠、1.4kg去离子水，加入至反应器皿中，60℃下反应13h，得溶液a。
[0051]
(2)将溶液a，经过过滤、洗涤，置于80℃真空干燥箱13h，得固体b。
[0052]
(3)将固体b置于马弗炉中830℃煅烧11h，冷却后得mgo/壳聚糖型抗菌剂p2。
[0053]
应用例2
[0054]
一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0055]
取4份p2加入到96份聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)中，经高混机搅拌 10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到pbt复合材料x2。
[0056]
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为 200℃，第二温度区的温度为260℃，第三温度区的温度为260℃，第四温度区的温度为260℃，第五温度区的温度为260℃，第六温度区的温度为260℃，双螺杆挤出机的机头温度为260℃，螺杆转速为300r/min。
[0057]
对比例2
[0058]
取96份pbt，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到pbt复合材料d2。
[0059]
上述应用例2及对比例2制备的pbt复合材料的抗菌性能数据如下表(表 2)所示:
[0060]
表2
[0061][0062]
由上表可以看出，x2比d2的抗菌性好，这说明加入本发明的抗菌剂后，pbt复合材料的抗菌性能更好。
[0063]
实施例3
[0064]
制备例3
[0065]
(1)称取400g一定量的硝酸镁(mg(no3)2)、600g无水乙醇、320g壳聚糖、240g氢氧化钠、1.6kg去离子水，加入至反应器皿中，70℃下反应16h，得溶液a。
[0066]
(2)将溶液a，经过过滤、洗涤，置于90℃真空干燥箱16h，得固体b。
[0067]
(3)将固体b置于马弗炉中860℃煅烧12h，冷却后得mgo/壳聚糖型抗菌剂p3。
[0068]
应用例3
[0069]
一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0070]
取4份p3加入到96份聚乙烯(pe)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到pe复合材料x3。
[0071]
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为 120℃，第二温度区的温度为180℃，第三温度区的温度为180℃，第四温度区的温度为180℃，第五温度区的温度为180℃，第六温度区的温度为180℃，双螺杆挤出机的机头温度为180℃，螺杆转速为300r/min。
[0072]
对比例3
[0073]
取96份pe，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到pe复合材料d3。
[0074]
上述应用例3及对比例3制备的pe复合材料的抗菌性能数据如下表(表 3)所示:
[0075]
表3
[0076][0077]
由上表可以看出，x3比d3的抗菌性好，这说明加入本发明的抗菌剂后， pe复合材料的抗菌性能更好。
[0078]
实施例4
[0079]
制备例4
[0080]
(1)称取325g硝酸镁(mg(no3)2)、555g无水乙醇、295g壳聚糖、195g 氢氧化钠、1.45kg去离子水，加入至反应器皿中，55℃下反应12h，得溶液a。
[0081]
(2)将溶液a，经过过滤、洗涤，置于75℃真空干燥箱15h，得固体b。
[0082]
(3)将固体b置于马弗炉中820℃煅烧11h，冷却后得mgo/壳聚糖型抗菌剂p4。
[0083]
应用例4
[0084]
一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0085]
取4份p4加入到96份聚酰胺6(pa6)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到pa6复合材料x4。
[0086]
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为 230℃，第二温度区的温度为260℃，第三温度区的温度为260℃，第四温度区的温度为260℃，第五温度区的温度为260℃，第六温度区的温度为260℃，双螺杆挤出机的机头温度为260℃，螺杆转速为320r/min。
[0087]
对比例4
[0088]
取96份pa6，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到pa6复合材料d4。
[0089]
上述应用例4及对比例4制备的pa6复合材料的抗菌性能数据如下表(表 4)所示:
[0090]
表4
[0091][0092]
由上表可以看出，x4比d4的抗菌性好，这说明加入本发明的抗菌剂后，pa6复合材料的抗菌性能更好。
[0093]
实施例5
[0094]
制备例5
[0095]
(1)称取315g硝酸镁(mg(no3)2)、525g无水乙醇、285g壳聚糖、195g 氢氧化钠、1.15kg去离子水，加入至反应器皿中，55℃下反应13h，得溶液a。
[0096]
(2)将溶液a，经过过滤、洗涤，置于85℃真空干燥箱15h，得固体b。
[0097]
(3)将固体b置于马弗炉中845℃煅烧12h，冷却后得mgo/壳聚糖型抗菌剂p5。
[0098]
应用例5
[0099]
一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0100]
取4份p5加入到96份苯乙烯(ps)中，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到ps复合材料x5。
[0101]
其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，第一温度区的温度为 160℃，第二温度区的温度为200℃，第三温度区的温度为200℃，第四温度区的温度为200℃，第五温度区的温度为200℃，第六温度区的温度为200℃，双螺杆挤出机的机头温度为200℃，螺杆转速为280r/min。
[0102]
对比例5
[0103]
取96份ps，经高混机搅拌10min，接着加入双螺杆挤出机中进行共混挤出，得到ps复合材料d5。
[0104]
上述应用例5及对比例5制备的ps复合材料的抗菌性能数据如下表(表 5)所示:
[0105]
表5
[0106][0107]
由上表可以看出，x5比d5的抗菌性好，这说明加入本发明的抗菌剂后，ps复合材料的抗菌性能更好。
[0108]
本技术的抗菌剂的制备方法，且用它制得的热塑性塑料材料在抗菌性能方面也有一定程度的提高，这大大扩展了抗菌剂的种类与应用领域，具有非常重要的意义。
[0109]
虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用于限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种不同的选择和修改，因此本发明的保护范围由权利要求书及其等同形式所限定。