專利名稱：載銀有機(jī)膦酸鋯協(xié)同抗菌劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
載銀有機(jī)膦酸鋯協(xié)同抗菌劑及其制備方法和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于材料化學(xué)領(lǐng)域，涉及一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合抗菌劑及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著人們生活水平的不斷提高和有害微生物對(duì)人類生存環(huán)境的威脅，發(fā)展抗菌功能化技術(shù)及其制品對(duì)預(yù)防疾病傳播和抗微生物腐蝕的需求越來越大。目前，抗菌劑主要分為有機(jī)抗菌劑、無機(jī)抗菌劑、天然抗菌劑(含中藥萃取物)三大類。有機(jī)抗菌劑具有抗菌作用迅速、抗菌力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，但其溶出快、抗菌有效期較短，且耐熱性差(一般分解溫度低于300°C，不宜用于抗菌塑料制品的加工)，部分有機(jī)抗菌劑還存在抗菌譜較窄、對(duì)皮膚刺激性較大等缺點(diǎn)。無機(jī)抗菌劑大多是無機(jī)物負(fù)載銀、鋅、銅等金屬離子的復(fù)合物(載體多為沸石、二氧化鈦、二氧化硅、磷酸鹽、活性碳、蒙脫土、羥基磷灰石等)，屬溶出性抗菌機(jī)理，具有長(zhǎng)效、廣譜抗菌，對(duì)皮膚刺激性小等優(yōu)點(diǎn)，但其起效慢、不能快速(如8 24小時(shí))阻止細(xì)菌的繁殖；雖然耐熱溫度高于600°C，滿足抗菌塑料制品的加工條件，但與有機(jī)基質(zhì)間存在相容性問題，在加工過程中易團(tuán)聚而影響抗菌性能以及所得塑料制品的力學(xué)性能。因此，設(shè)計(jì)開發(fā)抗菌力強(qiáng)、抗菌作用迅速且持久、熱穩(wěn)定性好的有機(jī)-無機(jī)復(fù)合抗菌劑是當(dāng)前抗菌技術(shù)擴(kuò)展研究的主要方向。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的之一在于提供一種有機(jī)-無機(jī)復(fù)合抗菌劑，具有協(xié)同增效作用，抗菌力強(qiáng)、抗菌作用迅速且持久、熱穩(wěn)定性好；目的之二在于提供所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合抗菌劑的制備方法，操作簡(jiǎn)便、成本低；目的之三在于提供所述有機(jī)-無機(jī)復(fù)合抗菌劑的應(yīng)用。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
1.載銀有機(jī)膦酸鋯:在有機(jī)膦酸鋯Zr[(03PCH2)2NR]上負(fù)載銀粒子，所述Zr [ (O3PCH2) 2NR]中的R為C2-4直鏈烷基、4-羧基苯基或羧甲基。
優(yōu)選的，所述Z r [ (O3PCH2) 2NR]中的R為C2_4直鏈烷基或4_羧基苯基或羧甲基。
所述有機(jī)膦酸鋯Zr [ (O3PCH2) 2NR]的結(jié)構(gòu)式如下:
權(quán)利要求
1.載銀有機(jī)膦酸鋯，其特征在于，在有機(jī)膦酸鋯Zr[(O3PCH2)2NR]上負(fù)載有銀粒子，所述Zr [ (O3PCH2) 2NR]中的R為C2-4直鏈烷基、4-羧基苯基或羧甲基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的載銀有機(jī)膦酸鋯，其特征在于，所述Zr[(O3PCH2)2NR]中的R為C2-4直鏈烷基或4-羧基苯基。
3.權(quán)利要求1所述的載銀有機(jī)膦酸鋯的制備方法，其特征在于，將有機(jī)膦酸鋯Zr [(O3PCH2)2NR]與AgNO3在水中、50 70°C反應(yīng)制得載銀有機(jī)膦酸鋯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的載銀有機(jī)膦酸鋯的制備方法，其特征在于，將有機(jī)膦酸鋯Zr [ (O3PCH2) 2NR]分散在水中制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8% 10%的溶液，按照有機(jī)膦酸鋯Zr [(O3PCH2)2NR]與硝酸銀的投料摩爾比為1:3.5 1:5加入AgNO3, 50 70°C反應(yīng)3 5小時(shí)，反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液過濾，收集濾餅，水洗，45°C真空干燥，制得載銀有機(jī)膦酸鋯。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的載銀有機(jī)膦酸鋯的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)膦酸鋯采用下述方法制得: a.將伯胺NH2R、亞磷酸和甲醛在濃鹽酸催化下、100 120°C回流反應(yīng)制得有機(jī)膦酸[(H0)20PCH2]2NR ； b.將步驟a制得的有機(jī)膦酸[(H0)20PCH2]2NR與ZrOCl2在水中、60 80°C反應(yīng)制得有機(jī)膦酸鋯 Zr [(O3PCH2)2NR]； 所述伯胺NH2R和有機(jī)膦酸[(HO) 20PCH2] 2NR中的R均為C2-4直鏈烷基、4-羧基苯基或羧甲基。
6.根據(jù)權(quán) 利要求5所述的載銀有機(jī)膦酸鋯的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)膦酸鋯采用下述方法制得: a.在反應(yīng)器中加入伯胺NH2R、濃鹽酸和亞磷酸，攪拌升溫至100 120°C，滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35 40%的甲醛水溶液，滴加完畢后，保溫100 120°C回流反應(yīng)I 2小時(shí)，反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液濃縮至糖漿狀，用乙醇結(jié)晶得粗品，再用乙醇重結(jié)晶，制得有機(jī)膦酸[(OH)2OPCH2I2NR ;或者，反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液攪拌冷卻至室溫，析出固體，過濾，收集濾餅，水洗，真空干燥，制得有機(jī)膦酸[(OH)2OPay2NR ;所述伯胺NH2R、亞磷酸和甲醛的投料摩爾比為 1:2:2 1:3:3; b.將步驟a制得的有機(jī)膦酸[(H0)20PCH2]2NR溶于水中制成濃度為0.2 0.4mol/L的溶液，另將ZrOCl2溶于水中制成濃度為0.2 0.4mol/L的溶液，再將有機(jī)膦酸[(HO)2OPCH2]2NR水溶液滴加至ZrOCl2水溶液中，滴加完畢后，60 80°C反應(yīng)80 120小時(shí)；反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)液過濾，收集濾餅，水洗至PH5 6，60°C真空干燥，制得有機(jī)膦酸鋯Zr [(O3PCH2)2NR];所述有機(jī)膦酸[(HO)2OPCH2]2NR與ZrOCl2的投料摩爾比為1:1 1:2。
7.權(quán)利要求1所述的載銀有機(jī)膦酸鋯在制備抗菌材料中的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于，所述抗菌材料是針對(duì)金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、大腸桿菌和痢疾志賀菌中任一種或多種的抗菌材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種載銀有機(jī)膦酸鋯，在有機(jī)膦酸鋯Zr[(O3PCH2)2NR]上負(fù)載有銀粒子，所述R為C2-4直鏈烷基、4-羧基苯基或羧甲基，該載銀有機(jī)膦酸鋯利用膦酸鋯的離子交換和絡(luò)合配位能力有效固定和控釋無機(jī)抗菌劑銀離子，發(fā)揮有機(jī)膦酸鋯與銀離子的協(xié)同抗菌作用，抗菌力較單一的納米銀或有機(jī)膦酸鋯顯著提高；而且，通過在亞磷酸分子中共價(jià)連接烷基、羧基、胺基等抗菌有機(jī)官能團(tuán)，再通過膦酸官能團(tuán)與四價(jià)鋯形成層狀有機(jī)膦酸鋯，不僅能夠有效防止抗菌有機(jī)官能團(tuán)在使用過程中的泄漏，減少毒副作用，延長(zhǎng)抗菌有效期，而且有機(jī)膦酸在與四價(jià)鋯化合形成有機(jī)金屬鹽后，分解溫度大大提高，熱穩(wěn)定性好；本發(fā)明的載銀有機(jī)膦酸鋯協(xié)同抗菌劑可廣泛用于抗菌材料的制備。
文檔編號(hào)A01P1/00GK103229783SQ20131018187
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月16日
發(fā)明者劉昌華, 崔曉彥, 劉利, 煉錚, 馮佶 申請(qǐng)人:西南大學(xué), 崔曉彥