本发明涉及健身器材技术领域，尤其涉及一种用于健身器材的广谱杀菌剂及其制备方法。
背景技术
现在的人们工作压力、生活压力大，越来越多人的身体状况呈现亚健康状态，而运动能够有效调节神经系统和内分泌系统，改善人体健康，随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们到户外运动的机会减少，取而带之的是室内运动，很多人选择了室内运动以期做到平心静气，改善亚健康状态。
室内运动多用到健身器材，例如瑜伽垫、跑步机、弹力带和哑铃，在运动过程中，人体会产生大量的汗液(汗液成分可分为无机成分和有机成分两类，都是体内的代谢产物)，这些汗液通常都滴落在健身器材上，汗液中的无机成分主要是氯化钠、碳酸钙等盐类，有呈酸性的，也有呈碱性的，这些酸碱成分的过多堆积会直接腐蚀健身器材，而汗液中的有机成分在健身器材的堆积，在高温天气的推动下，更会利于微生物在体表大量繁殖，从而产生异味。当人们再次使用健身器材时，其中的细菌会导致毛囊炎，真菌易致体癣、脚气，而尘螨对过敏性体质的人最大的威胁是诱发过敏性皮炎和哮喘。目前人们通常通过擦洗健身器材以达到清洁健身器材的作用，但是擦洗很难除去细菌。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种用于健身器材的广谱杀菌剂及其制备方法，它能够抑制多种细菌的生长，具有安全性好，可靠性高的特点。
为解决上述问题，本发明提供一种用于健身器材的广谱杀菌剂，由原料组合物制成，所述原料组合物包括以下重量份的物质：有机钛酸酯12～50重量份、有机硅季铵盐抗菌剂3～5重量份、偶联剂3～8重量份。优选条件下，所述原料组合物由以下重量份的物质制成：有机钛酸酯18～40重量份、有机硅季铵盐抗菌剂3～5重量份、偶联剂3～8重量份。
本发明还提供一种所述用于健身器材的广谱杀菌剂的制备方法，包括以下步骤：
将有机钛酸酯在无水乙醇中超声分散均匀，得到溶胶体系，接着向溶胶体系中加入有机硅季铵盐抗菌剂和偶联剂，调节体系ph为5.3～6.1，接着在80～120℃下密封反应6～12h，得到用于健身器材的广谱杀菌剂的制备方法。
本发明中，有机钛酸酯通过密封热反应能够反应生成粒径均匀的二氧化钛纳米颗粒，纳米二氧化钛颗粒能够在光照条件下，具有一定的杀菌抑菌作用，因此可以对健身器材上的细菌进行分解。季铵盐化合物能吸附细菌，具有良好的杀菌作用，它能够对金黄色葡萄球菌、白色念珠球菌和大肠杆菌等具有优异的抗菌性，通过二氧化钛与季铵盐化合物复合，可以使季铵盐化合物均匀的分散在二氧化钛表面，提高季铵盐化合物的分散性，还能够降低季铵盐化合物对人体的伤害，提高健身器材的安全性能，同时也可以提高二氧化钛的杀菌活性，提高二氧化钛对健身器材表面细菌的杀害作用。
优选条件下，所述有机硅季铵盐抗菌剂与所述有机钛酸酯的重量比为1:(4～10)。
进一步优选的，所述有机钛酸酯选自钛酸四乙酯、钛酸四甲酯、钛酸四异丙酯、钛酸四异丁酯、钛酸四正丁酯中的至少一种。
优选条件下，所述偶联剂选自硅烷偶联剂和/或钛酸酯偶联剂，其中，所述硅烷偶联剂选自kh550、kh560、kh570、kh792、dl602和dl171中的至少一种；所述钛酸酯偶联剂选自钛酸酯偶联剂201、钛酸酯偶联剂311、钛酸酯偶联剂102、钛酸酯偶联剂101和钛酸酯偶联剂401中的至少一种。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明通过通过二氧化钛与季铵盐化合物复合，可以使季铵盐化合物均匀的分散在二氧化钛表面，提高季铵盐化合物的分散性，还能够降低季铵盐化合物对人体的伤害，提高健身器材的安全性能，同时也可以提高二氧化钛的杀菌活性，提高二氧化钛对健身器材表面细菌的杀害作用。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
实施例1
一种用于健身器材的广谱杀菌剂，由以下重量份的物质制成：钛酸四正丁酯50重量份、有机硅季铵盐抗菌剂(gnce5772-5,购自广州佳伲思抗菌材料有限公司)5重量份、硅烷偶联剂kh7924重量份。
所述用于健身器材的广谱杀菌剂的制备方法，步骤如下：
将钛酸四正丁酯在无水乙醇中在200hz条件下超声分散均匀，得到溶胶体系，接着向溶胶体系中加入有机硅季铵盐抗菌剂和硅烷偶联剂kh792，调节体系ph为6.1，接着在100℃下搅拌反应10h，将反应产物过滤，取固态产物，并用乙醇清洗3次，接着在60℃下干燥4h，得到改性用于健身器材的广谱杀菌剂。。
实施例2
一种用于健身器材的广谱杀菌剂，由以下重量份的物质制成：钛酸四甲酯40重量份、有机硅季铵盐抗菌剂(gnce5772-5,购自广州佳伲思抗菌材料有限公司)4重量份、硅烷偶联剂kh5605重量份。
所述用于健身器材的广谱杀菌剂的制备方法，步骤如下：
将钛酸四甲酯在无水乙醇中在100hz条件下超声分散均匀，得到溶胶体系，接着向溶胶体系中加入有机硅季铵盐抗菌剂和硅烷偶联剂kh560，调节体系ph为5.3，接着在100℃下搅拌反应8h，将反应产物过滤，取固态产物，并用乙醇清洗3次，接着在60℃下干燥4h，得到改性用于健身器材的广谱杀菌剂。
实施例3
一种用于健身器材的广谱杀菌剂，由以下重量份的物质制成：钛酸四甲酯30重量份、有机硅季铵盐抗菌剂(gnce5772-5,购自广州佳伲思抗菌材料有限公司)5重量份、钛酸酯偶联剂2013重量份。
所述用于健身器材的广谱杀菌剂的制备方法，步骤如下：
(1)将钛酸四甲酯在无水乙醇中在200hz条件下超声分散均匀，得到溶胶体系，接着向溶胶体系中加入有机硅季铵盐抗菌剂和钛酸酯偶联剂201，调节体系ph为5.8，接着在120℃下搅拌反应6h，将反应产物过滤，取固态产物，并用乙醇清洗3次，接着在60℃下干燥4h，得到改性用于健身器材的广谱杀菌剂。
实施例4
一种用于健身器材的广谱杀菌剂，由以下重量份的物质制成：钛酸四正丁酯18重量份、有机硅季铵盐抗菌剂(gnce5772-5,购自广州佳伲思抗菌材料有限公司)3重量份、硅烷偶联剂kh5608重量份。
所述用于健身器材的广谱杀菌剂的制备方法，步骤如下：
将钛酸四正丁酯在无水乙醇中在100hz条件下超声分散均匀，得到溶胶体系，接着向溶胶体系中加入有机硅季铵盐抗菌剂和硅烷偶联剂kh560，调节体系ph为5.5，接着在80℃下搅拌反应12h，将反应产物过滤，取固态产物，并用乙醇清洗3次，接着在60℃下干燥4h，得到改性用于健身器材的广谱杀菌剂。
实施例5
一种用于健身器材的广谱杀菌剂，由以下重量份的物质制成：钛酸四正丁酯12重量份、有机硅季铵盐抗菌剂(gnce5772-5,购自广州佳伲思抗菌材料有限公司)3重量份、钛酸酯偶联剂2015重量份。
所述用于健身器材的广谱杀菌剂的制备方法，步骤如下：
将二氧化钛在无水乙醇中在200hz条件下超声分散均匀，得到溶胶体系，接着向溶胶体系中加入有机硅季铵盐抗菌剂和钛酸酯偶联剂201，调节体系ph为6.1，接着在120℃下搅拌反应8h，将反应产物过滤，取固态产物，并用乙醇清洗3次，接着在60℃下干燥4h，得到改性用于健身器材的广谱杀菌剂。
对比例1
一种用于健身器材的杀菌剂，由以下重量份的物质制成：钛酸四正丁酯50重量份、硅烷偶联剂kh7924重量份。
所述用于健身器材的杀菌剂的制备方法，步骤如下：
将钛酸四正丁酯在无水乙醇中在200hz条件下超声分散均匀，得到溶胶体系，接着向溶胶体系中加入硅烷偶联剂kh792，调节体系ph为6.1，接着在100℃下搅拌反应10h，将反应产物过滤，取固态产物，并用乙醇清洗3次，接着在60℃下干燥4h，得到改性用于健身器材的杀菌剂。
实验例1：大肠杆菌抑菌实验
实施例1～5和对比例1中的用于健身器材的广谱杀菌剂(3cm×3cm)用丙酮、乙醇清洗后，用75％乙醇浸泡2h以杀死样品表面的细菌，置于培养皿中于超净台中自然风干。然后在每个样品表面分别滴加200μl的大肠杆菌菌液(105cfu/ml)，用灭菌的封口膜覆盖后于37℃培养箱中培养24h。用20ml灭菌的含有0.3％吐温-80的生理盐水彻底清洗表面得到菌液，并将菌液稀释10倍和100倍，分别取未稀释、稀释10倍、稀释100倍菌液0.2ml均匀涂覆在固体培养基上，37℃培养分别培养12h和7d，计算样品的抗菌率，实验结果如表1所示。
抗菌率的计算公式为：
抗菌率＝(n对照-n实验)/n对照×100％
其中，n对照为空白对照组菌落数，n实验为实验组菌落数；
金黄色葡萄糖球菌抑菌实验，实验步骤同大肠杆菌抑菌实验。
表1：实施例1～5和对比例1中的用于健身器材的广谱杀菌剂的抑菌性能
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。