复合抗菌剂及其制备方法、抗菌组合物技术

本发明专利技术公开了一种复合抗菌剂及其制备方法、抗菌组合物，该复合抗菌剂以介孔二氧化钛为主体，采用PPG分子对其进行修饰，使得该复合抗菌剂具有优异的抗菌性和可再生性。该复合抗菌剂可用于多种高分子材料中，得到抗菌组合物，可满足高抗菌环境使用要求，具有广泛应用前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
复合抗菌剂及其制备方法、抗菌组合物


[0001]本专利技术属于高分子改性
，具体涉及一种复合抗菌剂及其制备方法，还涉及一种含有该复合抗菌剂的抗菌组合物。

技术介绍

[0002]随着高分子使用环境的广泛性，其功能性的需求越来越多，其中抗菌性便是其中一种较常见的性能。目前常见的抗菌高分子材料基本是通过在体系中加入一定的抗菌剂来实现的，因此，抗菌剂的性能直接影响抗菌组合物的性能。
[0003]现阶段比较经常使用的抗菌剂主要有无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂三大类，其中无机抗菌剂指的是通过抗菌成分Ag
+
、Cu
2+
、Zn
2+
等离子及其化合物及和其金属结合于无机材料而制得。在这些抗菌剂中，TiO2抗菌剂由于其氧活性高、化学稳定型好、对人体无毒副作用等优点，被广泛应用。
[0004]具体的说，TiO2抗菌剂是利用其在光催化作用下是细菌分解而达到抗菌效果的，由于纳米二氧化钛的电子结构特点为一个满TiO2的价带和一个空的导带，在水和空气的体系中，纳米二氧化钛在阳光尤其是在紫外线的照射下，当电子能量达到或超过其带隙能时，电子就可从价带激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，即生成电子、空穴对，在电场的作用下，电子与空穴发生分离，迁移到粒子表面的不同位置，发生一系列反应，吸附溶解在TiO2表面的氧俘获电子形成O2，生成的超氧化物阴离子自由基与多数有机物反应(氧化)。同时能与细菌内的有机物反应，生成CO2和H2O；而空穴则将吸附在TiO2表面的
‑r/>OH和H2O氧化成
·
OH，
·
OH有很强的氧化能力，攻击有机物的不饱和键或抽取H原子产生新自由基，激发链式反应，最终致使细菌分解。可以看出，其杀菌作用的发挥主要是在于其量子尺寸效应，虽然普通TiO2也有光催化作用，也能够产生产生电子、空穴对，但其到达材料表面的时间在微秒级以上，极易发生复合，很难发挥抗菌效果。
[0005]此外，随着对抗菌材料的需求越来越高，单一的TiO2抗菌剂已经无法满足实际的使用需要了。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术有必要提供一种复合抗菌剂，该复合抗菌剂以介孔二氧化钛为主体，通过引入聚氧化丙烯二醇(PPG)对其进行修饰，从而得到含有卤胺官能团的PPG
‑
NIPA
‑
Cl@TiO2的复合抗菌剂，该复合抗菌剂具有优异的抗菌性和可再生性。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种复合抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：
[0009]提供介孔二氧化钛；
[0010]获得PPG
‑
NIPA@TiO2颗粒：将聚氧化丙烯二醇、N
‑
异丙基丙烯酰胺、碳酸钾、丙酮、和去离子水混合并于常温下搅拌反应6
‑
8h得到混合溶液，向所述混合溶液中加入所述介孔二氧化钛，于40
‑
60℃搅拌反应8
‑
12h，得到PPG
‑
NIPA@TiO2颗粒；
[0011]获得PPG
‑
NIPA
‑
Cl@TiO2复合抗菌剂：将所述PPG
‑
NIPA@TiO2颗粒、次氯酸盐和去离子水混合并于常温下反应10～12h后，得到PPG
‑
NIPA
‑
Cl@TiO2复合抗菌剂。
[0012]本专利技术通过PPG分子对介孔TiO2进行修饰，制备了含有卤胺官能团的PPG
‑
NIPA
‑
Cl@TiO2复合抗菌剂。具体的说，在PPG溶液中加入碳酸钾作为催化剂提供碱性环境，使PPG分子链上的羟基与N
‑
异丙基丙烯酰胺(NIPA)发生反应获得含有非环状卤胺前置体官能团的修饰PPG
‑
NIPA，在对其酰胺基进行氯化反应，最后制得含有非环状卤胺官能团的PPG
‑
NIPA
‑
Cl@TiO2复合抗菌剂，该复合抗菌剂具有优异的抗菌性和可再生性。需要说明的是，在获得PPG
‑
NIPA@TiO2颗粒和获得PPG
‑
NIPA
‑
Cl@TiO2复合抗菌剂的步骤中，还包括将反应后的溶液过滤、洗涤、干燥、研磨的步骤，由于这些均属于常规手段，因此这里不再具体阐述。
[0013]进一步的，本专利技术中介孔二氧化钛的获得可以通过市售也可以通过自行制备获得，没有特别的限定，在本专利技术的一些具体的实施方式中，所述的提供介孔二氧化钛的具体步骤为：将聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基二甲基苄基氯化铵、钛酸正丁酯、丙酮、和去离子水混合于60～80℃下搅拌反应6～8h，过滤、干燥后，于400～480℃煅烧10～16h，得到介孔二氧化钛。
[0014]进一步的，所述的提供介孔二氧化钛的步骤中，原料配比没有特别的限定，可以通过调节原料之间的配比调整介孔二氧化钛的粒径和孔大小，在本专利技术的一些具体的实施方式中，所述聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基二甲基苄基氯化铵、钛酸正丁酯、丙酮、去离子水的质量比为(18
‑
24)：(16
‑
20)：(60
‑
80)：(80
‑
100)：(200
‑
240)。
[0015]进一步的，所述混合溶液中，所述聚氧化丙烯二醇、N
‑
异丙基丙烯酰胺、碳酸钾、丙酮、去离子水的质量比为(20
‑
30)：(16
‑
20)：(18
‑
22)：(60
‑
80)：(200
‑
240)。
[0016]进一步的，为了优化得到的复合抗菌剂的性能，优选的，所述介孔二氧化钛和所述混合溶液的质量比为(30
‑
40)：(160
‑
200)，可以理解的是，上述配比仅是为了优化复合抗菌剂的性能，其配比没有特别的限定，只要采用PPG分子对介孔二氧化钛进行修饰，均可获得高抗菌性能的复合抗菌剂。
[0017]进一步的，所述的获得PPG
‑
NIPA
‑
Cl@TiO2复合抗菌剂的步骤中，PPG
‑
NIPA@TiO2颗粒、次氯酸盐、去离子水的质量比是(20
‑
30)：(24
‑
30)：(180
‑
200)，所述次氯酸盐选自次氯酸钠、次氯酸钾或次氯酸钙。
[0018]本专利技术还提供了一种复合抗菌剂，所述复合抗菌剂采用如前述任一项所述的制备方法制得。
[0019]本专利技术进一步提供了一种抗菌组合物，其包括基体树脂和复合抗菌剂，所述复合抗菌剂采用如前述任一项所述的制备方法制得。
[0020]进一步的，所述复合抗菌剂的质量占所述抗菌组合物总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供介孔二氧化钛；获得PPG
‑
NIPA@TiO2颗粒：将聚氧化丙烯二醇、N
‑
异丙基丙烯酰胺、碳酸钾、丙酮、和去离子水混合并于常温下搅拌反应6
‑
8h得到混合溶液，向所述混合溶液中加入所述介孔二氧化钛，于40
‑
60℃搅拌反应8
‑
12h，得到PPG
‑
NIPA@TiO2颗粒；获得PPG
‑
NIPA
‑
Cl@TiO2复合抗菌剂：将所述PPG
‑
NIPA@TiO2颗粒、次氯酸盐和去离子水混合并于常温下反应10～12h后，得到PPG
‑
NIPA
‑
Cl@TiO2复合抗菌剂。2.如权利要求1所述的复合抗菌剂的制备方法，其特征在于，所述的提供介孔二氧化钛的具体步骤为：将聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基二甲基苄基氯化铵、钛酸正丁酯、丙酮、和去离子水混合于60～80℃下搅拌反应6～8h，过滤、干燥后，于400～480℃煅烧10～16h，得到介孔二氧化钛。3.如权利要求2所述的复合抗菌剂的制备方法，其特征在于，所述的提供介孔二氧化钛的步骤中，所述聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基二甲基苄基氯化铵、钛酸正丁酯、丙酮、去离子水的质量比为(18
‑
24)：(16
‑
20)：(60
‑
80)：(80
‑
100)：(200
‑
240)。4.如权利要求1所述的复合抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖雄兵，杨桂生，姚晨光，邹冲，朱敏，计娉婷，
申请(专利权)人：合肥杰事杰新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：