一種有機膦酸鈣納米抗菌劑與抗菌ABS塑料及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種有機膦酸鈣納米抗菌劑與抗菌ABS塑料及其制備方法；通過亞磷酸分子與甲醛和甘氨酸發生Mannich反應生產有機膦酸，有機膦酸易于與鈣離子生成鈣鹽，然后與具有抗菌功能的3?氨基?1,2,4?三氮唑反應生成抗菌劑；所述抗菌ABS塑料由以下重量百分比的組分組成：ABS塑料90%～99%，抗菌劑Ca

Organic calcium phosphate nano antibacterial agent and antibacterial ABS plastic and preparation method thereof

The invention discloses an organic phosphonic acid calcium and preparation method of nano antibacterial agent ABS antibacterial plastics and its preparation; Mannich reaction production of organic phosphonic acid by molecular phosphite with formaldehyde and glycine, organic phosphonic acid is easy to generate calcium salt and calcium ion, and then generate 3 amino with antibacterial function 1,2,4 n three the reaction of antibacterial agent; antibacterial ABS plastic is composed of the following components in weight percentage: 90% to 99% ABS plastic, antibacterial agent Ca

【技術實現步驟摘要】
一種有機膦酸鈣納米抗菌劑與抗菌ABS塑料及其制備方法
本專利技術屬于高分子復合材料領域，具體涉及一種有機膦酸鈣納米抗菌劑與抗菌ABS塑料及其制備方法。
技術介紹
近年來，聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑料制品在人們生活中扮演著越來越重要的角色。隨著ABS塑料制品的大量深入到人類日常生活，其與人們皮膚直接接觸的頻率也越來越大，因此，人們要求在用于某些特定制件的ABS塑料具有抗菌性能。然而，ABS塑料自身不具有抗菌性，且容易受到有害細菌的污染，在適宜的濕度和溫度下，有害細菌大量繁殖，嚴重威脅著人類健康。目前，在ABS塑料制品中的抗菌劑主要有兩種，一種是噻唑、季銨鹽等有機抗菌劑，該類抗菌劑抗菌能力強，但有機分子在塑料制品中容易逸出從而抗菌能力逐步減弱；另一種抗菌劑是以納米銀為代表的無機納米抗菌劑，該抗菌劑抗菌有效期長，但添加到塑料制品中時容易團聚，從而降低了塑料制品的力學性能。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種有機膦酸鈣納米抗菌劑與抗菌ABS塑料及其制備方法，制備的抗菌劑在ABS塑料中分散性好，無需添加分散劑，使得抗菌ABS塑料抗菌性能強，抗菌有效期長。為達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案：一種有機膦酸鈣納米抗菌劑，所述抗菌劑的制備方法包括以下步驟：（1）將甘氨酸、甲醛和亞磷酸在濃鹽酸的催化下、100～120℃回流反應制得有機膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH；（2）將步驟（1）制得的有機膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH與CaCl3在水中、70～90℃下反應1～2h制得有機膦酸鈣Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]；（3）將步驟（2）制得的有機膦酸鈣Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]與3-氨基-1,2,4-三氮唑反應，制得抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]。所述抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]的平均粒徑為20～80nm。一種應用上述有機膦酸鈣納米抗菌劑的抗菌ABS塑料，所述抗菌ABS塑料由以下重量百分比的組分組成：ABS塑料90%～99%，抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]1%～10%。作為優選的技術方案，所述抗菌ABS塑料由以下重量百分比的組分組成：ABS塑料92.5%，抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]7.5%。上述抗菌ABS塑料的制備方法，包括以下步驟：（1）將抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]和ABS塑料按比例加入攪拌機中，以每分鐘40～60轉的速度在室溫下攪拌10～20min；（2）將步驟（1）制得的混合料用雙螺桿擠出機擠出、造粒，得到抗菌ABS塑料。本專利技術的有益效果在于：本專利技術通過亞磷酸分子與甲醛和甘氨酸發生Mannich反應生產有機膦酸，有機膦酸易于與鈣離子生成鈣鹽，然后與具有抗菌功能的3-氨基-1,2,4-三氮唑反應生成抗菌劑，該抗菌劑在ABS塑料中分散性好，無需添加分散劑，使得抗菌ABS塑料抗菌性能強，抗菌有效期長，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌有明顯的抑菌效果。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案和有益效果更加清楚，下面將對本專利技術的優選實施例進行詳細的描述。實施例1由以下步驟制備有機膦酸鈣納米抗菌劑：（1）將甘氨酸、甲醛和亞磷酸在濃鹽酸的催化下、120℃回流反應制得有機膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH；（2）將步驟（1）制得的有機膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH與CaCl3在水中、90℃下反應2h制得有機膦酸鈣Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]；（3）將步驟（2）制得的有機膦酸鈣Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]與3-氨基-1,2,4-三氮唑反應，制得抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]，其平均粒徑為20～80nm。本實施例的抗菌ABS塑料，由以下重量百分比的組分組成：ABS塑料99%，抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]1%。本實施例的抗菌ABS塑料的制備方法，包括以下步驟：（1）將抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]和ABS塑料按比例加入攪拌機中，以每分鐘50轉的速度在室溫下攪拌20min；（2）將步驟（1）制得的混合料用雙螺桿擠出機擠出、造粒，得到抗菌ABS塑料。實施例2本實施例的抗菌ABS塑料，由以下重量百分比的組分組成：ABS塑料97.5%，抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]2.5%。有機膦酸鈣納米抗菌劑及抗菌ABS塑料的制備方法與實施例1相同。實施例3本實施例的抗菌ABS塑料，由以下重量百分比的組分組成：ABS塑料95%，抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]5%。有機膦酸鈣納米抗菌劑及抗菌ABS塑料的制備方法與實施例1相同。實施例4本實施例的抗菌ABS塑料，由以下重量百分比的組分組成：ABS塑料92.5%，抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]7.5%。有機膦酸鈣納米抗菌劑及抗菌ABS塑料的制備方法與實施例1相同。實施例5本實施例的抗菌ABS塑料，由以下重量百分比的組分組成：ABS塑料90%，抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]10%。有機膦酸鈣納米抗菌劑及抗菌ABS塑料的制備方法與實施例1相同。抗菌ABS塑料的抗菌性能檢測：抗菌性能測試參照中華人民共和國輕工行業標準QB/T2591-2003，采用貼膜法，考察ABS塑料樣品24h的抗菌率，菌落總數測定參照GB/T4789.2-2003計數。將抗菌ABS塑料顆粒熱壓成型制成50×50mm抗菌樣板。抗菌率的計算式如下：R(%)=(B-C)/B×100%其中R為抗菌率（%）；B為空白對照樣品平均回收菌數，cfu/片；C為抗菌樣品平均回收菌數，cfu/片。本專利技術實施例1至實施例5制備的抗菌ABS塑料的抗菌性能如表1所示。表1從表1可以看出，隨著抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]的含量增大，抗菌性能增強，當抗菌劑含量在7.5%時抗菌性能達到飽和。最后說明的是，以上優選實施例僅用以說明本專利技術的技術方案而非限制，盡管通過上述優選實施例已經對本專利技術進行了詳細的描述，但本領域技術人員應當理解，可以在形式上和細節上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本專利技術權利要求書所限定的范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機膦酸鈣納米抗菌劑，其特征在于：所述抗菌劑的制備方法包括以下步驟：（1）將甘氨酸、甲醛和亞磷酸在濃鹽酸的催化下、100～120℃回流反應制得有機膦酸[(HO)

【技術特征摘要】
1.一種有機膦酸鈣納米抗菌劑，其特征在于：所述抗菌劑的制備方法包括以下步驟：（1）將甘氨酸、甲醛和亞磷酸在濃鹽酸的催化下、100～120℃回流反應制得有機膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH；（2）將步驟（1）制得的有機膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH與CaCl3在水中、70～90℃下反應1～2h制得有機膦酸鈣Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]；（3）將步驟（2）制得的有機膦酸鈣Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]與3-氨基-1,2,4-三氮唑反應，制得抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]。2.根據權利要求1所述的有機膦酸鈣納米抗菌劑，其特征在于：所述抗菌劑Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC2N3H2]的平均粒徑為20～80nm。3.一種...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉利，肖堅爍，
申請(專利權)人：重慶市優合新型材料有限公司，
類型：發明
國別省市：重慶,50