一種用于抗菌塑料的抗菌劑的制作方法
【專利摘要】本發明屬于抗菌劑領域，具體公開一種用于抗菌塑料的抗菌劑及其制備方法。其特征在于，主要包括以下原料，由重量份數計：白云母粉20～35份、沸石粉5～15份、貝殼粉5～15份、30%雙氧水40～60份、磷酸三鈉溶液40～80份、堿性氨基酸0.4～6份、氯化銀20～35份、硫代硫酸鈉40～55份、亞硫酸鈉20～30份、醋酸5～10份、Na4P2O7·10H2O 5～15份、硫基乙醇30～45份、乙醇20～35份、碳酸氫鈉10～25份、稀釋劑15～40份、偶聯劑5～20份。本發明提供的抗菌劑抗菌效果明顯、與塑料的相容性好。
【專利說明】
一種用于抗菌塑料的抗菌劑
技術領域
[0001] 本發明屬于抗菌劑領域，具體地說是涉及一種用于抗菌塑料的抗菌劑及其制備方 法。
【背景技術】
[0002] 隨著人類社會的進步，塑料制品在日常生活中占據越來越重要的地位。與此同時， 各種環境污染也日益嚴重，塑料制品在長期使用過程中容易受到細菌的污染，直接導致有 害細菌的傳播和蔓延，危害人們的健康。抗菌劑作為一種添加劑，能夠有效抑制細菌的滋 生。塑料抗菌劑一般分為無機抗菌劑、有機抗菌劑、天然抗菌劑和復合抗菌劑。但目前添加 到塑料中的大多數抗菌劑抗菌效果不明顯、與塑料的相容性不好。
【發明內容】
[0003] 為解決上述技術問題，本發明提供一種用于抗菌塑料的抗菌劑及其制備方法，以 改善現有塑料抗菌劑抗菌效果不明顯、與塑料的相容性不好的問題。
[0004] 為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為： 一種用于抗菌塑料的抗菌劑，主要包括以下原料，由重量份數計：白云母粉20~35份、 沸石粉5~15份、貝殼粉5~15份、30%雙氧水40~60份、磷酸三鈉溶液40~80份、堿性氨基酸 0.4~6份、氯化銀20~35份、硫代硫酸鈉40~55份、亞硫酸鈉20~30份、醋酸5~10份、 Na4P2〇7 · l〇H2〇 5~15份、硫基乙醇30~45份、乙醇20~35份、碳酸氫鈉10~25份、稀釋劑15 ~40份、偶聯劑5~20份。
[0005] 優選地，在本發明的較佳實施例中，所述堿性氨基酸為賴氨酸、精氨酸、組氨酸、色 氨酸中一種或者多種。
[0006] 優選地，在本發明的較佳實施例中，所述稀釋劑為乙二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙 二醇的比例為1:1~1.2。
[0007]優選地，在本發明的較佳實施例中，所述偶聯劑為硅烷化合物。
[0008] 優選地，在本發明的較佳實施例中，所述硅烷化合物為氨基硅烷、乙烯基硅烷或甲 基丙烯酰氧基硅烷中的一種或兩種。
[0009] 本發明還提供了一種用于抗菌塑料的抗菌劑的制備方法，包括以下步驟： (1) 將所述白云母粉、所述沸石粉、所述貝殼粉混合均勻得混合固體粉末，將所述混合 固體粉末與所述30%雙氧水溶液攪拌混合10~15min，隨后靜置50~70min，將其置于100~ 120°C烘箱中干燥6~8h; (2) 將烘干后的所述混合固體粉末與所述磷酸三鈉溶液、所述堿性氨基酸攪拌15~ 35min，隨后靜置20~40min，在3000~4000r/min的速度下離心分離5~7min，取下層沉淀在 350~400°C烘箱中烘烤3~5h，隨后靜置冷卻至20~30°C，制備得純化混合固體粉末，將收 集的所述純化固體粉末置于高壓碾磨裝置中，在10~15MPa下碾磨并過篩，制備得120~140 目超細固體粉末； (3)將所述氯化銀溶解在所述硫酸鈉和所述硫代硫酸鈉的混合溶液中，同時用所述醋 酸調節pH在4~5，在20~40 °C下攬摔2~4h; (4)按質量比1:10~15將所述超細固體粉末加入到步驟(3)制備的混合溶液中，升溫 至55~60 °C、加入所述醋酸調節PH值為6~8，攪拌1~2h，再離心分離得固體產物，蒸餾水反 復洗滌所述固體產物至洗液中無 Ag+后，在100~110°C烘干，得到固載銀抗菌粉劑； (5) 將所述固載銀抗菌粉劑加入到所述Na4P20? · 10H20中，在25~65°C下攪拌溶解2~ 4小時，600~800r/min轉速下攪拌混合10~15min，繼續加入碳酸氫鈉、所述乙醇、所述硫基 乙醇，在20~30°C下施加750~800W的超聲對溶液進行分散處理10~15min，并在20~30°C 下混合攪拌4~6h，攪拌速度為100~200r/min; (6) 先將所述稀釋劑與所述偶聯劑按質量比3:1~1.5混合得到混合溶液，再將步驟(5) 得到的分散后溶液與上述混合溶液按質量比1:0.2~0.5混合，然后在高速混合機中攪拌20 ~30分鐘，待攪拌完成后，靜置10~12h，并對其旋轉蒸發除去溶劑，再置于75~80°C烘箱中 干燥6~8h，收集干燥后的顆粒，將所述顆粒再次進行碾磨并過篩，制備得140~160目的粉 末，再將所述粉末在180~240 °C下進行活化處理2~4h，隨后停止升溫并冷卻至20~30°C， 得到所述的用于抗菌塑料的抗菌劑。
[0010]本發明的有益效果:本發明采用生物安全性高的天然生物分子堿性氨基酸作為抗 菌活性金屬離子分散劑，將抗菌活性物質銀離子均勻分散到納米粒子表面，提高抗菌劑的 抗菌性能。本發明提供的抗菌劑與塑料相容性好，能夠有效抑制細菌的滋生，對大腸桿菌、 金黃色葡萄球菌等菌種的抑制殺死率可達99%以上，抗菌效果明顯。
【具體實施方式】
[0011]下面結合具體實施例對本發明所述技術方案作進一步的說明。
[0012] 實施例1: 一種用于抗菌塑料的抗菌劑，主要包括以下原料，由重量份數計：白云母粉20份、沸石 粉5份、貝殼粉5份、30%雙氧水40份、磷酸三鈉溶液40份、堿性氨基酸0.4份、氯化銀20份、硫 代硫酸鈉40份、亞硫酸鈉20份、醋酸5份、Na4P 2〇7 · 10H20 5份、硫基乙醇30份、乙醇20份、碳 酸氫鈉1 〇份、稀釋劑15份、偶聯劑5份。
[0013] 本實施例中堿性氨基酸為賴氨酸和精氨酸的混合物。
[0014] 本實施例中稀釋劑為乙二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙二醇的比例為1:1。
[0015] 本實施例中偶聯劑為硅烷化合物。
[0016] 本實施例中硅烷化合物為氨基硅烷。
[0017] 本實施例還提供了一種用于抗菌塑料的抗菌劑的制備方法，包括以下步驟： (1)將白云母粉、沸石粉、貝殼粉混合均勻得混合固體粉末，將混合固體粉末與30%雙氧 水溶液攪拌混合lOmin，隨后靜置50min，將其置于100°C烘箱中干燥6h; (2 )將烘干后的混合固體粉末與磷酸三鈉溶液、堿性氨基酸攪拌15 m i η，隨后靜置 20min，在3000r/min的速度下離心分離5min，取下層沉淀在350°C烘箱中烘烤3h，隨后靜置 冷卻至20°C，制備得純化混合固體粉末，將收集的純化固體粉末置于高壓碾磨裝置中，在 lOMPa下碾磨并過篩，制備得120目超細固體粉末； (3)將氯化銀溶解在硫酸鈉和硫代硫酸鈉的混合溶液中，同時用醋酸調節pH在4，在20 °C下攪拌2h; (4)按質量比1:10將超細固體粉末加入到步驟(3)制備的混合溶液中，升溫至55°C、加 入醋酸調節PH值為6,攪拌lh，再離心分離得固體產物，蒸餾水反復洗滌固體產物至洗液中 無 Ag+后，在100°C烘干，得到固載銀抗菌粉劑； (5) 將固載銀抗菌粉劑加入到Na4P2〇7 · 10H20中，在25°C下攪拌溶解2小時，600r/min 轉速下攪拌混合l〇min，繼續加入碳酸氫鈉、乙醇、硫基乙醇，在20 °C下施加750W的超聲對溶 液進行分散處理lOmin，并在20 °C下混合攪拌4h，攪拌速度為100r/min; (6) 先將稀釋劑與偶聯劑按質量比3:1，混合得到混合溶液，再將步驟(5)得到的分散后 溶液與上述混合溶液按質量比1:〇. 2混合，然后在高速混合機中攪拌20分鐘，待攪拌完成 后，靜置l〇h，并對其旋轉蒸發除去溶劑，再置于75°C烘箱中干燥6h，收集干燥后的顆粒，將 顆粒再次進行碾磨并過篩，制備得140目的粉末，再將粉末在180°C下進行活化處理2h，隨后 停止升溫并冷卻至20°C，得到用于抗菌塑料的抗菌劑。
[0018] 實施例2: 一種用于抗菌塑料的抗菌劑，主要包括以下原料，由重量份數計：白云母粉35份、沸石 粉15份、貝殼粉15份、30%雙氧水60份、磷酸三鈉溶液80份、堿性氨基酸6份、氯化銀35份、硫 代硫酸鈉55份、亞硫酸鈉30份、醋酸10份、Na4P 2〇7 · 10H20 15份、硫基乙醇45份、乙醇35份、 碳酸氫鈉25份、稀釋劑40份、偶聯劑20份。
[0019] 本實施例中堿性氨基酸為精氨酸與組氨酸的混合物。
[0020] 本實施例中稀釋劑為乙二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙二醇的比例為1: 1.2。
[0021] 本實施例中偶聯劑為硅烷化合物。
[0022]本實施例中硅烷化合物為乙烯基硅烷。
[0023]本實施例還提供了一種用于抗菌塑料的抗菌劑的制備方法，包括以下步驟： (1) 將白云母粉、沸石粉、貝殼粉混合均勻得混合固體粉末，將混合固體粉末與30%雙氧 水溶液攪拌混合15min，隨后靜置70min，將其置于120 °C烘箱中干燥8h; (2) 將烘干后的混合固體粉末與磷酸三鈉溶液、堿性氨基酸攪拌35min，隨后靜置 40min，在4000r/min的速度下離心分離7min，取下層沉淀在400 °C烘箱中烘烤5h，隨后靜置 冷卻至30°C，制備得純化混合固體粉末，將收集的純化固體粉末置于高壓碾磨裝置中，在 15MPa下碾磨并過篩，制備得140目超細固體粉末； (3) 將氯化銀溶解在硫酸鈉和硫代硫酸鈉的混合溶液中，同時用醋酸調節pH在5，在40 °C下攪拌4h; (4)按質量比1: 15將超細固體粉末加入到步驟(3)制備的混合溶液中，升溫至60°C、 加入醋酸調節PH值為8,攪拌2h，再離心分離得固體產物，蒸餾水反復洗滌固體產物至洗液 中無 Ag+后，在110°C烘干，得到固載銀抗菌粉劑； (5) 將固載銀抗菌粉劑加入到Na4P2〇7· 10H20中，在65°C下攪拌溶解4小時，800r/min 轉速下攪拌混合15min，繼續加入碳酸氫鈉、乙醇、硫基乙醇，在30 °C下施加800W的超聲對溶 液進行分散處理15min，并在30 °C下混合攪拌6h，攪拌速度為200r/min; (6) 先將稀釋劑與偶聯劑按質量比3: 1.5混合得到混合溶液，再將步驟(5)得到的分散 后溶液與上述混合溶液按質量比1: 〇. 5混合，然后在高速混合機中攪拌30分鐘，待攪拌完 成后，靜置12h，并對其旋轉蒸發除去溶劑，再置于80°C烘箱中干燥8h，收集干燥后的顆粒， 將顆粒再次進行碾磨并過篩，制備得160目的粉末，再將粉末在240°C下進行活化處理4h，隨 后停止升溫并冷卻至30°C，得到用于抗菌塑料的抗菌劑。
[0024] 實施例3: 一種用于抗菌塑料的抗菌劑，主要包括以下原料，由重量份數計：白云母粉27份、沸石 粉10份、貝殼粉10份、30%雙氧水50份、磷酸三鈉溶液60份、堿性氨基酸3.2份、氯化銀27份、 硫代硫酸鈉48份、亞硫酸鈉25份、醋酸7份、Na4P 2〇7 · 10H20 10份、硫基乙醇37份、乙醇27份、 碳酸氫鈉17份、稀釋劑27份、偶聯劑12份。
[0025]本實施例中堿性氨基酸為精氨酸、組氨酸與色氨酸的混合物。
[0026] 本實施例中稀釋劑為乙二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙二醇的比例為1:1~1.1。
[0027]本實施例中偶聯劑為硅烷化合物。
[0028]本實施例中硅烷化合物為氨基硅烷、乙烯基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷的混合 物。
[0029] 本實施例還提供了一種用于抗菌塑料的抗菌劑的制備方法，包括以下步驟： (1) 將白云母粉、沸石粉、貝殼粉混合均勻得混合固體粉末，將混合固體粉末與30%雙氧 水溶液攪拌混合12min，隨后靜置60min，將其置于110 °C烘箱中干燥7h; (2) 將烘干后的混合固體粉末與磷酸三鈉溶液、堿性氨基酸攪拌25min，隨后靜置 30min，在3500r/min的速度下離心分離6min，取下層沉淀在375°C烘箱中烘烤4h，隨后靜置 冷卻至25°C，制備得純化混合固體粉末，將收集的純化固體粉末置于高壓碾磨裝置中，在 12MPa下碾磨并過篩，制備得130目超細固體粉末； (3) 將氯化銀溶解在硫酸鈉和硫代硫酸鈉的混合溶液中，同時用醋酸調節pH在4.5，在 30°C下攪拌3h; (4)按質量比1:12將超細固體粉末加入到步驟(3)制備的混合溶液中，升溫至57°C、加 入醋酸調節PH值為7,攪拌1.5h，再離心分離得固體產物，蒸餾水反復洗滌固體產物至洗液 中無 Ag+后，在105 °C烘干，得到固載銀抗菌粉劑； (5) 將固載銀抗菌粉劑加入到Na4P2〇7 · 10H20中，在45°C下攪拌溶解3小時，700r/min 轉速下攪拌混合12min，繼續加入碳酸氫鈉、乙醇、硫基乙醇，在25°C下施加770W的超聲對溶 液進行分散處理12min，并在25 °C下混合攪拌5h，攪拌速度為150r/min; (6) 先將稀釋劑與偶聯劑按質量比3:1.2混合得到混合溶液，再將步驟(5)得到的分散 后溶液與上述混合溶液按質量比1: 〇. 3混合，然后在高速混合機中攪拌25分鐘，待攪拌完成 后，靜置llh，并對其旋轉蒸發除去溶劑，再置于77°C烘箱中干燥7h，收集干燥后的顆粒，將 顆粒再次進行碾磨并過篩，制備得150目的粉末，再將粉末在210°C下進行活化處理3h，隨后 停止升溫并冷卻至25°C，得到用于抗菌塑料的抗菌劑。
[0030] 對實施例1-3制得的抗菌劑質量進行了檢測，通過對產品進行96小時紫外光照射， 對抗菌劑的耐變色性、抗菌性能進行了檢測。通過對比發現實施例3制得的產品與塑料相容 性更好，耐變色性更強，抑制細菌能力更強，抗菌性能更好。
【主權項】
1. 一種用于抗菌塑料的抗菌劑，其特征在于，主要包括以下原料，由重量份數計：白云 母粉20~35份、沸石粉5~15份、貝殼粉5~15份、30%雙氧水40~60份、磷酸三鈉溶液40~80 份、堿性氨基酸〇. 4~6份、氯化銀20~35份、硫代硫酸鈉40~55份、亞硫酸鈉20~30份、醋酸 5~10份、Na4P2〇7 · IOH2O 5~15份、硫基乙醇30~45份、乙醇20~35份、碳酸氫鈉10~25份、 稀釋劑15~40份、偶聯劑5~20份。2. 根據權利要求1所述的一種用于抗菌塑料的抗菌劑，其特征在于:所述堿性氨基酸 為賴氨酸、精氨酸、組氨酸、色氨酸中一種或者多種。3. 根據權利要求1所述的一種用于抗菌塑料的抗菌劑，其特征在于:所述稀釋劑為乙 二醇、丙二醇，其中乙二醇、丙二醇的比例為1:1~1.2。4. 根據權利要求1所述的一種用于抗菌塑料的抗菌劑，其特征在于:所述偶聯劑為硅 烷化合物。5. 根據權利要求4所述的一種用于抗菌塑料的抗菌劑，其特征在于:所述硅烷化合物 為氨基硅烷、乙烯基硅烷或甲基丙烯酰氧基硅烷中的一種或兩種。6. -種如權利要求1-5任一項所述的用于抗菌塑料的抗菌劑的制備方法，其特征在于， 包括以下步驟： (1) 將所述白云母粉、所述沸石粉、所述貝殼粉混合均勻得混合固體粉末，將所述混合 固體粉末與所述30%雙氧水溶液攪拌混合10~15min，隨后靜置50~70min，將其置于100~ 120°C烘箱中干燥6~8h; (2) 將烘干后的所述混合固體粉末與所述磷酸三鈉溶液、所述堿性氨基酸攪拌15~ 35min，隨后靜置20~40min，在3000~4000r/min的速度下離心分離5~7min，取下層沉淀在 350~400°C烘箱中烘烤3~5h，隨后靜置冷卻至20~30°C，制備得純化混合固體粉末，將收 集的所述純化固體粉末置于高壓碾磨裝置中，在10~15MPa下碾磨并過篩，制備得120~140 目超細固體粉末； (3) 將所述氯化銀溶解在所述硫酸鈉和所述硫代硫酸鈉的混合溶液中，同時用所述醋 酸調節pH在4~5，在20~40 °C下攬摔2~4h; (4)按質量比1:10~15將所述超細固體粉末加入到步驟(3)制備的混合溶液中，升溫 至55~60 °C、加入所述醋酸調節PH值為6~8，攪拌1~2h，再離心分離得固體產物，蒸餾水反 復洗滌所述固體產物至洗液中無 Ag+后，在100~110°C烘箱，得到固載銀抗菌粉劑； (5) 將所述固載銀抗菌粉劑加入到所述Na4P2〇7 · 10H20中，在25~65°C下攪拌溶解2~4 小時，600~800r/min轉速下攪拌混合10~15min，繼續加入碳酸氫鈉、所述乙醇、所述硫基 乙醇，在20~30°C下施加750~800W的超聲對溶液進行分散處理10~15min，并在20~30°C 下混合攪拌4~6h，攪拌速度為100~200r/min; (6) 先將所述稀釋劑與所述偶聯劑按質量比3:1~1.5混合得到混合溶液，再將步驟(5) 得到的分散后溶液與上述混合溶液按質量比1:0.2~0.5混合，然后在高速混合機中攪拌20 ~30分鐘，待攪拌完成后，靜置10~12h，并對其旋轉蒸發除去溶劑，再置于75~80°C烘箱中 干燥6~8h，收集干燥后的顆粒，將所述顆粒再次進行碾磨并過篩，制備得140~160目的粉 末，再將所述粉末在180~240 °C下進行活化處理2~4h，隨后停止升溫并冷卻至20~30°C， 得到所述的用于抗菌塑料的抗菌劑。
【文檔編號】C08K3/32GK105968416SQ201610354059
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】吳琦
【申請人】吳琦