專利名稱：一種抗菌組合物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及使用銀、銅、鋅等金屬化合物及活化硅、硼等化合物，通過特定載體附載并組合制成用于抗菌塑料的抗菌劑及其制備方法。
人們早就發(fā)現(xiàn)了銀、銅、鋅金屬及其化合物具有殺菌功能。黃黎中報道了銀化合物在臨床醫(yī)學方面的應用。如使用AgNO3溶液或膠態(tài)銀處理傷口、用硫胺嘧啶銀抗真菌、抑制病毒等(貴金屬，1995，16(2)72)。Tokuyama于95年公開了由Cu2+、Zn2+、Cr3+等組成的復合物和相應配體制成的抗菌組分用于涂料制造，抵御細菌和藻類(JP95-133444)。但是利用這類金屬化合物的抗菌功能制備抗菌塑料的歷史并不長。到目前為止，用于抗菌塑料的抗菌劑研制大致經(jīng)歷了三個階段1.可溶性化合物直接添加到樹脂中制成抗菌塑料。但該法制備的抗菌塑料不僅性能下降，而且抗菌有效期很短；2.以活性炭為載體附載金屬離子制備抗菌劑。但用這種抗菌劑制備的抗菌塑料是黑色的，使用范圍受到了很大的限制；3.使用化學結(jié)合力較強的物質(zhì)作載體附載抗菌物質(zhì)制備抗菌劑。
鐘紡株式會社的中島和彥、安藤聰?shù)热斯_了“穩(wěn)定的沸石及其制備方法”的專利，報道了以沸石為載體制備了抗菌劑(JP91-131513)，共立硝子株式會社的山本德冶公開了“玻璃基水處理劑”的專利，報道了以玻璃微珠為載體的抗菌劑(JP87-210098)住友精化株式會社的山田耕作公開了“建筑用防腐劑組成物”的專利，報道了以硅膠為載體的抗菌劑(JP91-191145)。而且這類抗菌劑已逐漸應用到了建筑材料、家用電器等各個領域。
但是目前無機抗菌劑的主要有效成分一般為銀、鋅、銅等化合物，而且一般抗菌劑都含Ag+。由于Ag+對光不穩(wěn)定，容易在存放或使用過程中引起變色。這一問題嚴重制約了抗菌劑的應用范圍，尤其是對外觀要求很高的家電、計算機等領域。
本發(fā)明克服了目前抗菌劑在保存和使用過程中普遍存在的變色問題，而提出了合成新型抗菌劑的新配方和新的制備工藝。制得的抗菌劑無毒高效廣譜殺菌，對塑料的力學性能影響小，而且具有優(yōu)異的顏色穩(wěn)定性。
本發(fā)明的抗菌劑組合物包括如下組分和含量(重量份)組分 含量 較佳含量AgNO30-2Zn(NO3)20.1-60 20-50ZnSO40-50 30-40ZnO 5-80 20-50分散劑0.5沸石 100本發(fā)明的抗菌無機組合物的制備方法按下列順序進行1.按重量份將0-2份的AgNO3、0.1-60份的Zn(NO3)2和0-50份的ZnSO4用去離子水分別配制成0-5％的AgNO3溶液，10％～飽和的Zn(NO3)2和ZnSO4溶液待用。
2.在上述AgNO3溶液中加入100份沸石，用機械攪拌或電磁攪拌形成均勻的漿液，加熱至80℃～沸騰，并在該溫度下保持攪拌20～100min，停止攪拌并冷卻至室溫，待漿液沉淀分層后，傾倒掉上清液。然后在沉淀層中加入上述的Zn(NO3)2和ZnSO4溶液，用機械攪拌成電磁攪料攪拌成均勻漿液后加熱至60～90℃，反應60～300min。
3.在上述漿液中加入分散劑，攪拌均勻后停止加熱，等體系冷卻后將漿液烘干，粉碎粒徑小于30μ的固體粉末。
4.在上步得到的粉末中加入5-80份的ZnO粉末，混合均勻，即得到本發(fā)明的抗菌組合物。
配制AgNO3溶液時，濃度以0-2％為宜，濃度過高會引起加入沸石后過稠，影響后續(xù)過程操作。
配制Zn(NO3)2溶液時，濃度以30-40％為宜。濃度過低會引起金屬離子附載量偏低，并引起干燥時工作量大，能源浪費。
加熱AgNO3、沸石混合漿液時溫度應控制在94-99℃為宜，溫度過低會引起沸石中氣體殘留量增加，離子附載能力下降，溫度稍高則體系沸騰又會引起水分揮發(fā)過快，操作困難。
加入Zn(NO3)2、ZnSO4溶液后，漿液溫度應控制在65～75℃為宜。溫度過高，水分揮發(fā)太快，影響離子的附載反應。溫度過低，導致沸石附載量下降。
上述的分散劑為CA-977、HYDROPALAT或SN-DISPERSANT。
本發(fā)明制得的抗菌無機組合物時大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、藤黃八疊球菌、黃曲霉、桔青霉、總狀毛霉、紫紅紅球菌等都有較好的抑制作用，其對致病性大腸桿菌最小殺菌濃度(重量份)為0.05％。
本發(fā)明制得抗菌組合物具有良好的顏色穩(wěn)定性，經(jīng)200hr標準紫外燈加速老化實驗，其結(jié)果表明其色差和相應基材的色差的差值ΔE≤2。
本發(fā)明制得無機抗菌組合物可直接添加到PVC、PE、PP、PS、ABS、PET、PBT、PA、TPU、PC、PMMA、SAN等塑料制備成抗菌塑料，也可以先制備成抗菌母粒再添加到上述品種的塑料基材中制備成抗菌塑料。添加了本發(fā)明組合物的抗菌塑料其力學性能和未添加的相應基材塑料力學性能相差不超過10％。
實施例1將100g沸石加到200ml去離子水中，攪拌并加熱至98℃，保持60min，停止加熱沉淀，傾倒掉上清液。加入3ml30％的Zn(NO3)2溶液和100ml40％的ZnSO4溶液，攪拌加熱至65℃反應240min，加入0.5g分散劑，攪拌10min，停止加熱。冷卻后將漿液烘干，粉碎。然后加入40gZnO粉末，用高速混合機混合均勻，即得本發(fā)明抗菌組合物。實施例2將100g沸石加到預先配制好的200ml1％的AgNO3溶液中，攪拌均勻后加熱升溫至95℃，在該溫度下保持攪拌100min，然后停止攪拌和加熱，靜置沉淀后加200ml預先配制好的30％的Zn(NO3)2溶液，攪拌并加熱至75℃，并在該溫度下保持攪拌300min，再加入0.5g分散劑，攪拌10min，停止加熱，冷卻后將漿液烘干，粉碎，然后加入5份ZnO粉末，用高速混合機混合均勻，即得本發(fā)明無機抗菌組合物。實施例3將100g沸石加到200ml去離子水中，攪拌加熱至97℃，在該溫度下保持攪拌80min，停止加熱降溫至70℃，加入預先配制好的40％ZnSO4溶液100ml，并保持在65±3℃條件下攪拌200min，加入分散劑0.5g，攪拌10min，停止加熱和攪拌、冷卻后將漿液烘干、粉碎，再加入30gZnO粉末，用高速混合機混合均勻，即得本發(fā)明抗菌組合物。
權利要求
1.一種抗菌組合物，其特征在于所述的組合物包括如下組分和含量(重量份)組分 含量AgNO30-2Zn(NO3)20.1-60ZnSO40-50ZnO5-80分散劑 0.5沸石 100
2.根據(jù)權利要求1所述的一種抗菌組合物，其特征在于所述的組合物包括如下組分和含量(重量份)組分 含量AgNO30-2Zn(NO3)220-50ZnSO43040ZnO20-50分散劑 0.5沸石 100
3.根據(jù)權利要求1所述的一種抗菌組合物，其特征在于所述的分散劑為CO-977、HYDROPALAT或SN-DISPERSANT。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種抗菌組合物的制備方法，其特征在于按下列順序步驟進行(1)按重量份將0-2份的AgNO3、0.1-60份的Zn(NO3)2和0-50份的ZnSO4用去離子水分別配制成0-5％的AgNO3溶液，10％～飽和的Zn(NO3)2和ZnSO4溶液待用，(2)在上述AgNO3溶液中加入100份沸石，加熱至80℃～沸騰，沉淀并傾倒上清液后在漿液沉淀層中加入上述的Zn(NO3)2和ZnSO4溶液，加熱至60～90℃，反應60～300min，(3)在上述漿液中加入分散劑0.5份，烘干粉碎成粒徑小于30μ的固體粉末，(4)在上述得固體粉末中加入5-80份的ZnO粉末，制成本發(fā)明的抗菌組合物。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種抗菌組合物的制備方法，其特征在于所述的Zn(NO3)2重量份為20-50份。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種抗菌組合物的制備方法，其特征在于所述的ZnSO4重量份為30-40份。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種抗菌組合物的制備方法，其特征在于所述的ZnO重量份為30-40份。
全文摘要
一種用于塑料的抗菌劑以AgNO
文檔編號A01N59/16GK1253729SQ9812454
公開日2000年5月24日 申請日期1998年11月12日 優(yōu)先權日1998年11月12日
發(fā)明者李畢忠, 季君暉, 嚴慶, 徐懷秀, 董曉旭, 武進, 葉剛, 任中來 申請人:中國科學院化學研究所