[发明专利]一种多元水合还原抗菌剂及含有其的高分子材料

说明书

技术领域

本发明涉及抗菌材料领域，尤其涉及一种多元水合还原抗菌剂及含有其的高分子材料。

背景技术

高分子材料在我们的生活中无处不在，同样细菌也严重威胁着人类的生命财产安全，每年有大约1700多万人死于细菌感染。针对细菌越演越烈的这种情况，人们在研究过程中发现了可以在高分子材料中添加抗菌剂，这些抗菌剂对细菌有显著的预防抵制作用，但这些抗菌剂中有的抗菌剂的抗菌活性却存在问题。

第一种：人们发现带有长链烷基的季铵盐基团具有很强的抗菌性能，但是有机小分子抗菌剂存在易挥发、不易加工、化学稳定性差等缺点，而且小分子抗菌剂会渗透进人体皮肤，给人的生命安全带来更大隐患。

如申请号为201210313532.1的中国专利公开了一种抗菌高分子材料，由以下重量份数的成份组成：50-60份聚对苯二甲酸乙二酯，5-10份抗菌剂，0.5-1.5份氧化聚乙烯，1-3份聚丁二醇，0.5-0.8份抗氧剂168。本发明的抗菌剂为异噻唑酮衍生物或季铵盐类。

第二种：季膦盐类中阳离子和分离子对聚季膦盐抗菌活性有很大影响，若形成离子相对紧密的化合物，其抗菌性能就会降低。

第三种：有机锡类的抗菌剂。研究显示，含有机锡抗菌团的抗菌剂对于革兰氏阴性细胞的杀灭率较低，在单体共聚后，会导致抗菌基因团浓度的下降，抗菌活性也跟着下降。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多元水合还原抗菌剂及含有其的高分子材料。本发明的多元水合还原抗菌剂添加到高分子材料中后内部能够形成原电池效应，从而提高了抗菌的活性。同时，本发明的多元水合还原抗菌剂具有强还原性，能够起到抗氧化作用，提高高分子材料的抗氧化性，延长使用寿命。

本发明的具体技术方案为：一种多元水合还原抗菌剂，制备方法如下：

(1)分别配制浓度为140-160g/L的硝酸银溶液、硝酸锌溶液和硫酸钠溶液；将三种溶液在避光容器中混合，搅拌均匀后得到溶液A。

(2)分别用稀盐酸溶解镁和锌，得到含有氢气的氯化镁溶液和含有氢气的氯化锌溶液，将氯化镁溶液和氯化锌溶液混合均匀，得到溶液B。反应方程分别为：

Mg+2H＝Mg₂+H₂↑

Zn+2H＝＝＝Zn2+H2↑

(3)将铜、28-32wt％的过氧化氢溶液、30-35wt％的硫酸溶液按质量比1:2.5-3.5:0.4-0.6混合反应，得到溶液C。

针对于金属铜的溶解，则要采用对环境无污染的过氧化氢溶液，因为铜位于氢之后，也就是说在过氧化氢溶液中铜不能反应。但可以用氧化还原法。这个方法的原理是：在酸性溶液中加入氧化剂，氧化剂在酸性条件下能够把铜氧化生成铜离子，从而将金属铜溶解得到溶液C。反应方程为：

Cu+H₂SO₄+H₂O₂＝CuSO₄+2H₂O

(4)将溶液A、溶液B、溶液C混合，得到混合溶液D，在80-140℃下保温搅拌4-6min，然后降温至20-35℃，向混合溶液D中添加其1.5-2.5倍质量的沸石，加热至120-140℃，充分进行离子交换和吸附后，烘干，得到多元水合还原抗菌剂。

沸石具有防爆沸的效果，在材料的添加初始时期添加，可以防止一些易溶解原料在一定熔点和沸点时的产生爆沸。但是需要注意的是，必须在降温后再添加沸石，若是在实验过程中加入，如不控制温度，可能会立即出现爆沸的现象，所以为了保证实验的安全性，要控制实验的温度，在常温状态下添加。其次，沸石作为抗菌剂的载体，是用于吸附的作用，能够将溶液中的各种金属以及少量的氢气等物质进行吸附。

本发明的通过离子的作用来达到抗菌的效果，在常温下抗菌性能比一般的抗菌剂要好。这种材料内部能够形成原电池效应，之所以会形成这种效应的原因是该材料内部含有的几种金属离子，这几种金属之间的价格差导致它们之间形成了电位差，形成原电池效应，从而提高了抗菌的活性。同时，本发明的多元水合还原抗菌剂由于含有氢气，其具有强还原性，能够起到抗氧化作用，提高高分子材料的抗氧化性，延长使用寿命。

作为优选，步骤(1)中，所述硝酸银溶液、硝酸锌溶液和硫酸钠溶液按质量比0.8-1.2:0.8-1.2:0.8-1.2混合。

作为优选，步骤(2)中，用浓度为23-25％的稀盐酸溶液溶解其0.4-0.5倍质量的镁，用浓度为25-27％的稀盐酸溶液溶解其0.4-0.5倍质量的锌。