[发明专利]载银有机膦酸锆协同抗菌剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于材料化学领域，涉及一种有机-无机复合抗菌剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着人们生活水平的不断提高和有害微生物对人类生存环境的威胁，发展抗菌功能化技术及其制品对预防疾病传播和抗微生物腐蚀的需求越来越大。目前，抗菌剂主要分为有机抗菌剂、无机抗菌剂、天然抗菌剂（含中药萃取物）三大类。有机抗菌剂具有抗菌作用迅速、抗菌力强的优点，但其溶出快、抗菌有效期较短，且耐热性差（一般分解温度低于300℃，不宜用于抗菌塑料制品的加工），部分有机抗菌剂还存在抗菌谱较窄、对皮肤刺激性较大等缺点。无机抗菌剂大多是无机物负载银、锌、铜等金属离子的复合物（载体多为沸石、二氧化钛、二氧化硅、磷酸盐、活性碳、蒙脱土、羟基磷灰石等），属溶出性抗菌机理，具有长效、广谱抗菌，对皮肤刺激性小等优点，但其起效慢、不能快速（如8～24小时）阻止细菌的繁殖；虽然耐热温度高于600℃，满足抗菌塑料制品的加工条件，但与有机基质间存在相容性问题，在加工过程中易团聚而影响抗菌性能以及所得塑料制品的力学性能。因此，设计开发抗菌力强、抗菌作用迅速且持久、热稳定性好的有机-无机复合抗菌剂是当前抗菌技术扩展研究的主要方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种有机-无机复合抗菌剂，具有协同增效作用，抗菌力强、抗菌作用迅速且持久、热稳定性好；目的之二在于提供所述有机-无机复合抗菌剂的制备方法，操作简便、成本低；目的之三在于提供所述有机-无机复合抗菌剂的应用。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1．载银有机膦酸锆：在有机膦酸锆Zr[(O₃PCH₂)₂NR]上负载银粒子，所述Zr[(O₃PCH₂)₂NR]中的R为C2-4直链烷基、4-羧基苯基或羧甲基。

优选的，所述Zr[(O₃PCH₂)₂NR]中的R为C2-4直链烷基或4-羧基苯基或羧甲基。

所述有机膦酸锆Zr[(O₃PCH₂)₂NR]的结构式如下：

2.载银有机膦酸锆的制备方法，是将有机膦酸锆Zr[(O₃PCH₂)₂NR]与AgNO₃在水中、50～70℃反应制得载银有机膦酸锆。

优选的，将有机膦酸锆Zr[(O₃PCH₂)₂NR]分散在水中制成质量分数为8%～10%的溶液，按照有机膦酸锆Zr[(O₃PCH₂)₂NR]与硝酸银的投料摩尔比为1:3.5～1:5加入AgNO₃，50～70℃反应3～5小时，反应完毕后，将反应液过滤，收集滤饼，水洗，45℃真空干燥，制得载银有机膦酸锆。

优选的，所述有机膦酸锆采用下述方法制得：

a.将伯胺NH₂R、亚磷酸和甲醛在浓盐酸催化下、100～120℃回流反应制得有机膦酸[(HO)₂OPCH₂]₂NR；

b.将步骤a制得的有机膦酸[(HO)₂OPCH₂]₂NR与ZrOCl₂在水中、60～80℃反应制得有机膦酸锆Zr[(O₃PCH₂)₂NR]；

所述伯胺NH₂R和有机膦酸[(HO)₂OPCH₂]₂NR中的R均为C2-4直链烷基、4-羧基苯基或羧甲基。

更优选的，所述有机膦酸锆采用下述方法制得：