[发明专利]含季鏻盐结构的聚（甲基）丙烯酸酯抗菌剂及其制备方法和在塑料中的应用

说明书

本发明公开了含季鏻盐结构的聚（甲基）丙烯酸酯抗菌剂及其制备方法和在塑料中的应用。本发明制备的含季鏻盐结构的聚（甲基）丙烯酸酯抗菌剂，可以作为塑料的抗菌添加剂，用于制备抗菌塑料。该高分子抗菌剂的特征是含有热稳定性好、起始分解温度高的季鏻盐结构，作为抗菌添加剂，既能够适用于通用塑料的加工过程，赋予通用塑料优异抗菌性，也能够适用于加工温度较高的工程塑料的加工过程，赋予工程塑料优异抗菌性。

技术领域

本发明涉及可用于塑料的高分子抗菌剂，具体涉及含季鏻盐结构的聚(甲基) 丙烯酸酯抗菌剂及其制备方法和在塑料中的应用。

背景技术

人类的生活离不开塑料制品，人们所使用的大部分家电，如电视、冰箱、空调、洗衣机、饮水机等，有不少部件都采用了塑料，许多公用物品，如电话、电脑键盘、各种电器开关、少儿玩具等接触频繁的部件，也大量采用了塑料。这些塑料制品表面容易被细菌污染，成为疾病传染的媒介，对人们的健康和生命产生很大的威胁。随着人们对健康安全问题日益重视，人们希望赋予生活中的塑料制品一定的抗菌性，从而减少细菌污染的可能性。

塑料本身没有抗菌性，赋予塑料抗菌性主要是通过加入抗菌剂来实现。塑料用的抗菌剂主要有无机抗菌剂、有机小分子抗菌剂和高分子抗菌剂三类。前两类抗菌剂的抗菌机理为溢出型抗菌机理，即通过释放金属离子或有机小分子来达到抗菌的作用，因此随着时间推移，制品内部的抗菌剂含量不断减少，抗菌性逐渐下降直至完全失去。同时，抗菌剂的溢出可能对人体健康造成危害。使用高分子抗菌剂可以解决抗菌剂溢出的问题，原因在于其高分子链与塑料基体的高分子链有一定的物理缠结作用，高分子抗菌剂不会随着时间的推移而脱离塑料制品。

如专利CN102690493A公开了一种含纳米银0.001％～0.05％的抗菌ABS的制备方法。因为纳米银的抗菌作用机理是依靠银离子溢出从而达到杀灭细菌的效果，因此随着时间推移，抗菌效果会逐渐减弱甚至丧失。专利CN1148106A公开一种含咪唑啉类抗菌聚丙烯的制备方法。其抗菌剂为咪唑啉类有机小分子，同样地，随着时间推移，小分子从制品内部释放出来，导致抗菌持效性差。专利 CN104448557A公开一种有机硅季铵盐高分子抗菌剂共混改性PP的制备方法。然而含季铵盐结构的高分子热稳定性通常不高，虽然能满足PP的加工过程，但无法保证其能应用于加工温度更高的塑料。

因此，开发新型的耐热高分子抗菌剂，使其既能够适用于通用塑料的加工过程，赋予通用塑料优异抗菌性，也能够适用于加工温度较高的工程塑料的加工过程，赋予工程塑料优异抗菌性，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有塑料用抗菌剂溢出导致的抗菌时效性短及其自身热稳定差的缺点，提供一种具有抗菌时效性长、热稳定性好的新型含季鏻盐结构的聚(甲基)丙烯酸酯抗菌剂及其制备方法和在塑料中的应用。

本发明的上述目的是通过以下方案给予得到实现：

含季鏻盐结构的聚(甲基)丙烯酸酯抗菌剂，其结构式如式(Ⅰ)所示：

结构式(Ⅰ)中m为2～16中任一个数值，n为1～200中任一个数值；

结构式(Ⅰ)中X为Cl、Br、I中的一种；

结构式(Ⅰ)中R₁为氢、甲基中的一种；

结构式(Ⅰ)中R₂选自但不限于：甲基、乙基、丙基、丁基、辛基、苯基。

本发明所述的含季鏻盐结构的聚(甲基)丙烯酸酯抗菌剂的制备方法，包含如下步骤：

步骤一：(甲基)丙烯酸卤代烷基酯的制备