一种抗菌耐老化塑料开关插座及其制备方法_2

文档序号:8958531阅读:来源:国知局
关于海金沙、地莶、地锦草的生物活性物质通过恰当变量其配方比例与黄土复合作为塑料开关插座的天然抗菌剂使用至今国内外尚末先例,也末见文献报道。
[0020]本发明人在研究中发现,将海金沙、地莶、地锦草的提取物合理复配,优势互补,获得三者单独使用所无法得到的效果。在此基础上再与黄土进行复合,使多种生物活性物质协同增效,不仅赋予了抗菌成分一些新的特性,而且获得了耐老化、抗紫外线、增香和保健功能。很好的解决了现有天然抗菌剂活性成分单一、抗菌谱窄、抗菌能力弱的问题,为塑料开关插座同时兼抗菌、耐老化、抗紫外线、增香和保健功能提出了新的方法。本领域的技术人员不能根据现有技术轻易确定该组分及配方,不能预料到本发明中的海金沙提取物、地莶提取物、地锦草提取物与黄土协同作用及所带来的技术效果,体现了本发明的创造性。
[0021]上述原料配方中的山苍籽油,是从山苍子果实提取的植物油,山苍子(Litseacubeba)又称山鸡椒,含有柠檬醛、芳樟醇、丁香酚、乙酸松叶酯、松烯、蒎烯、月桂烯、癸酰乙醛、香叶醇等活性成分。对黄曲霉、链孢霉、石膏样的芽孢菌、狗小牙孢菌等致病真菌及金黄色葡萄球菌、绿脓假单孢菌、白色念珠菌等致病细菌有较强的杀抑作用[罗曼等,“山苍籽油及主要成份抗菌机制研究进展”《微生物学通报》2003年第3期]。
[0022]上述原料配方中的黄土粉,是天然黄土改性产物,我国自然资源丰富,储量世界第一。各地黄土成分变化不大,它主要由碎肩矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物组成,而碎肩矿物中的石英、长石和云母类含量占碎肩矿物的80%,伴有少量角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等;粘土矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿等。化学成分以S12占优势,其次为Al2O3, CaO,再次为Fe203、MgO、K2O, Na2O, FeO、T12, MnO和有机杂质等,由于这些有机杂质的存在,黄土颜色通常呈浅黄色、灰黄色或黄褐色等,但因其独特的微孔结构,比表面积大,堆密度小,孔体积大等特性,不仅具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性强和热稳定性好的物性,还具有良好的吸附能力和较大的阳离子交换容量[沙爱民等,“论黄土阳离子交换容量之组成与性质”《西安公路学院学报》1994年第4期]。通过现代科技检测,黄土中含有大量的过氧化氢酶、二酚氧化酶、庶糖酶、胱酶等活性物质,具有净化、解毒之功效,不仅能够抑制细菌、霉菌等的栖息,而且还能释放远红外线及切断电磁辐射。《本草拾遗》中记载,黄土与人体有很好的相容性,可入药。在民间早就有用黄土煎水治疗小儿惊吓、中毒之验方,还可医治烧伤,对绪多疾病有直接和间接治疗的作用。
[0023]文献资料表明,黄土的研究日益受到人们的关注,其已被应用于环保、建材、化妆品及医药等领域,但将海金沙、地莶、地锦草的提取物负载于黄土添加入聚合物中制备抗菌耐老化塑料开关插座的相关研究未见报道。
[0024]本发明人正是利用黄土的比表面积大,多微孔结构以及良好的吸附性、热稳定性和分散悬浮性等特点,同时发挥了黄土与海金沙提取物、地莶提取物、地锦草提取物之间的高亲和性,采用聚丙烯酸铵与焦亚硫酸钠复合进行分散处理,协同诱导海金沙提取物、地莶提取物、地锦草提取物对黄土的层间结构进行扩张,从而使海金沙提取物、地莶提取物、地锦草提取物更易插层到黄土的层间结构之中,形成纳米级的天然抗菌剂。该天然抗菌剂与山苍籽油、偶联剂、聚合物在熔融条件下以共插层形式,使天然抗菌剂均匀分散在聚合物基体中,送入到双螺杆挤出机造粒,把设计好的开关插座模具安装在注塑机上,按常规注塑工艺压模成型、脱模,得到抗菌耐老化塑料开关插座。
[0025]发明人在研究中还发现,山苍籽油与偶联剂进行复合,功效互补,具有很好的协同作用,既赋予了塑料开关插座的抗菌、耐老化、增香和保健功能,又使得亲水性黄土片层以纳米级尺寸均匀分散于聚合物基体中,产生良好的界面粘结性能,有效减少聚合物分子链间内摩擦力,阻止了其团聚的可能,有效解决了天然抗菌剂在聚合物基体中界面不相容、易产生团聚和分散不均匀的问题。同时提高了聚合物的熔融速率和熔体变形性,降低熔体黏度及改善塑化性能,其表面结构产生变化,力学和加工性能得以提升,尺寸稳定,韧性强,触感爽滑,不易变色,抗污性和耐磨性好。
[0026]本发明人出乎预料地发现,黄土中S12含量高,将黄土采用两步煅烧,即失去结构水,产生大量的空间,同时改变无机杂质的晶体结构而活化,增强杂质本身同酸反应的能力。尤其盐酸加到黄土中焙烧,酸可以均匀地渗透到黄土微孔中,微孔中酸度增加,除去微孔中杂质较彻底,从而获得纯度高、多孔粒细的S12,其表面及孔内表面分布有大量的硅羟基(-S1-OH),这些硅羟基在水溶液中离解出H+,表现出一定的负电性,是一种优良的螯合基团、亲核反应基团,可促使海金沙、地莶、地锦草的提取物引入到黄土层间的同时渗透到黄土片层的内部,其负载于黄土的均勾性和稳定性显著提高,表现出协同相加的抗菌、耐老化、增香和保健作用。很好地克服了现有天然抗菌剂成分单一,抗菌谱窄,易析出,抗菌效果不能持久的缺陷。其机理是,当海金沙、地莶、地锦草的提取物在聚合物基体中扩散时,由于聚合物、黄土粉、海金沙提取物、地莶提取物、地锦草提取物、山苍籽油、偶联剂的性能进行有机结合形成一种受限体系,使该体系中插入的海金沙提取物、地莶提取物、地锦草提取物被束缚在黄土的片层之间,分子的转动、平动以及链段的运动都受到很大的束缚,从而使海金沙、地莶、地锦草的提取物无法直线扩散,形成了有效的物理屏障,导致海金沙、地莶、地锦草的提取物析出速率受黄土片层的牵制而减缓了析出速率,延长抗菌、耐老化、增香和保健的时效,当塑料开关插座表面的海金沙、地莶、地锦草的提取物浓度降低时,可以通过聚合物基体相不断向塑料开关插座表面自迀移,从而实现对动态界面的连续动态修饰,控制海金沙、地莶、地锦草的提取物析出速率。并且由于部分海金沙、地莶、地锦草的提取物被负载于黄土内部,因此当黄土表面的海金沙、地莶、地锦草的提取物析出后,其内部海金沙、地莶、地锦草的提取物在浓度梯度的作用下可以得到连续析出,达到很好的缓释效果。塑料开关插座使用较长时间后仍能保持较好的抗菌、耐老化、增香和保健效果。
[0027]本发明将聚合物、黄土、海金沙、地莶、地锦草、山苍子果实通过多种途径的加工手段制成塑料开关插座,尺寸稳定性好,强度更强,触感爽滑,香味怡人。不仅具有抗菌范围广,抑菌率高,抗菌性好,持续时间长,对金黄色葡萄球菌、甲类链球菌、肺炎双球菌、大肠杆菌、伤寒杆菌、淋病球菌致病细菌都具有抑制和杀灭作用,并可有效地抑制霉菌生长。而且还具有优异的耐老化能力和更好的力学性能,热稳定性好,长期在光、氧和热作用下,不变色,不变形,不脆裂,使用寿命更长。与此同时,黄土本身所具有的远红外辐射效应既起到保健作用,又起到清新空气、净化环境、消除异味的作用。且完全环保,制造成本低,利于推广。
【具体实施方式】
[0028]下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
[0029]实施例一
[0030]1.原料准备:
[0031]①制备黄土粉:采集一定重量的黄土送入马弗炉中,350°C下煅烧5h,冷却后粉碎成120目细粉,加入细粉10倍重量的浓度为0.5?25wt%的盐酸溶液进行混合制浆,控制浆液的pH值5.5,在65°C下搅拌反应1.5h,加入适量浓度为25wt%的氢氧化钠溶液调整pH值为中性,继续搅拌反应2h,过滤,滤饼用去离子水洗涤3次,在100°C下鼓风烘干,研磨至粒径1250目,得到白色的黄土粉;
[0032]②制备海金沙、地莶、地锦草提取物:采集无腐烂的海金沙、地莶、地锦草分别洗净,自然干燥,粉碎成15目碎片,再分别倒入各相对应的浸提罐中,加入碎片9倍重量浓度为95被%的乙醇,60°C下提取3h,离心、过滤,滤渣用上述同法再提取2次,合并3次滤液减压浓缩至1/2体积,过DlOl大孔吸附树脂柱,先用水洗,弃去水洗液,再用浓度为85被%的乙醇洗脱,收集醇洗脱液,经旋转蒸发仪浓缩,恒温干燥箱干燥,分别得到海金沙提取物、地莶提取物、地锦草提取物;
[0033]③制备天然抗菌剂:称取黄土粉84kg,加入去离子水504kg,加入聚丙烯酸铵2.1kg、焦亚硫酸钠1.26kg分散处理1.5h,再加入海金沙提取物7kg、地莶提取物6kg、地锦草提取物3kg搅拌均匀,送入超声反应器中,在频率40Hz、温度70°C、功率250W下超声处理
2.5h,真空干燥,粉碎,得到天然抗菌剂;
[0034]④制备山苍籽油:采集新鲜状态的山苍籽果实粉碎成35目碎片,加入碎片重量
0.9%的碱性蛋白酶,在pH值9.0、65°C下搅拌酶解5h后,温度降至50°C,加入适量醋酸调pH值5.0,加入碎片重量1.2%的复合纤维素酶,搅拌酶解3h,离心,分离得到游离油A、乳状液、水解液和渣,乳状液经再次离心分离得到游离油B,合并游离油A、游离油B得
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