一种有机硅季铵盐抗菌剂和抗菌母粒及其制备方法与流程

本发明涉及塑料抗菌剂领域，尤其涉及一种有机硅季铵盐抗菌剂和抗菌母粒及其制备方法。

背景技术：

1、通常情况下，塑料制品是细菌容易繁殖的一个场所，长时间使用后容易产生异味、退色、发霉、变质等问题，给人们的健康和使用带来不良影响。塑料抗菌剂是一种添加于塑料材料中的化学物质，能够有效地抑制、杀死各种细菌的生长，从而达到防止塑料制品产生菌斑、异味的作用。塑料抗菌剂主要是通过破坏细菌生长所需的细胞壁、膜、细胞质等部分，抑制甚至杀死细菌，提高塑料制品的卫生质量和使用寿命。

2、目前无机抗菌剂虽然具备耐高温的性能，但无机抗菌剂的熔点相对较高，与塑料胶炼时，有部分抗菌剂不能完全融化，影响最终成品的美观度。而且常用的无机抗菌剂是银盐或锌盐，会改变塑料材料本身的原有颜色。这是因为这两者很容易生成银离子、锌离子，银离子在高温下容易还原成银单质，银单质在高温下容易使基材变灰色，锌离子容易形成稳定的氧化锌，会使基材由无色变白色，且容易产生分散不均匀的现象。

3、有机抗菌剂虽然在与塑料的胶炼过程中很容易均匀分散于塑料中，目前常用的有机抗菌剂在180℃及以上时容易分解，与塑料胶炼之后，其也存在容易改变基材原有颜色的问题，会使塑料基材由无色而变成浅灰色。

技术实现思路

1、本发明提供了一种有机硅季铵盐抗菌剂和抗菌母粒及其制备方法，以提供具有优良抗菌性能且加入塑料基材不改变其原有颜色的抗菌剂。

2、为了解决上述技术问题，本发明目的之一提供了一种有机硅季铵盐抗菌剂，所述抗菌剂的化学结构式为：

3、。

4、为了解决上述技术问题，本发明目的之二提供了一种有机硅季铵盐抗菌剂的制备方法，包括以下步骤：

5、将乙烯基硅油、水、助乳化剂、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵各原料混合，通入惰性气体，在60℃-80℃的温度条件下保温反应，再经过抽滤、干燥、粉碎，得到白色粉末状的抗菌剂。

6、作为优选方案，在原料混合过程中，将乙烯基硅油、水和助乳化剂混合并均质处理得到乳化硅油，将甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和乳化硅油混合。

7、作为优选方案，将白色粉末状的抗菌剂经干燥至恒重。

8、作为优选方案，所述乙烯基硅油、水和助乳化剂的质量比为（70-80）：（10-15）：（10-15）。

9、作为优选方案，所述助乳化剂为丙三醇、丙二醇、二丙二醇中的至少一种。

10、作为优选方案，所述甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和乙烯基硅油的摩尔质量比为（0.8-1.5）：1：（0.8-1.4）。

11、作为优选方案，保温反应时间在40min以上。

12、作为优选方案，均质转速为10000r/min-15000r/min，均质时间为30min-60min。

13、作为优选方案，所述惰性气体为氮气。

14、作为优选方案，干燥温度为105℃-130℃。

15、为了解决上述技术问题，本发明目的之三提供了一种有机硅季铵盐抗菌剂在制备塑料领域中的应用。

16、为了解决上述技术问题，本发明目的之四提供了一种抗菌母粒，包括以下重量份组分：0.1份-0.5份有机硅季铵盐抗菌剂和90份-100份的塑料颗粒。

17、作为优选方案，所述塑料颗粒为pp颗粒、pe颗粒、pet颗粒中的至少一种。

18、为了解决上述技术问题，本发明目的之五提供了一种抗菌母粒的制备方法，包括以下步骤：先经180℃-200℃将塑料颗粒炼化，再加入抗菌剂混炼5min-10min，造粒后制备抗菌母粒。

19、相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

20、本申请的有机硅季铵盐抗菌剂采用甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与乙烯基硅油在助乳化剂条件下经高温聚合、重结晶制备获得，该抗菌剂具有优良的抗菌效果，同时加入塑料颗粒中进行胶炼时，于塑料中具有良好的分散性和抗菌性，制备的材料不改变塑料基材原有的颜色，扩大了应用范围。

技术特征：

1.一种有机硅季铵盐抗菌剂，其特征在于，所述抗菌剂的化学结构式为：

2.一种如权利要求1所述的有机硅季铵盐抗菌剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种有机硅季铵盐抗菌剂的制备方法，其特征在于，在原料混合过程中，将乙烯基硅油、水和助乳化剂混合并均质处理得到乳化硅油，将甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和乳化硅油混合。

4.如权利要求2所述的一种有机硅季铵盐抗菌剂的制备方法，其特征在于，所述乙烯基硅油、水和助乳化剂的质量比为（70-80）：（10-15）：（10-15）。

5.如权利要求2所述的一种有机硅季铵盐抗菌剂的制备方法，其特征在于，所述甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和乙烯基硅油的摩尔质量比为（0.8-1.5）：1：（0.8-1.4）。

6.如权利要求2所述的一种有机硅季铵盐抗菌剂的制备方法，其特征在于，满足以下a）-e）条件中的至少一种：

7.一种如权利要求1所述的有机硅季铵盐抗菌剂或如权利要求2-6任一项制备方法制得的有机硅季铵盐抗菌剂在制备抗菌塑料领域中的应用。

8.一种抗菌母粒，其特征在于，采用如权利要求1-6任一所述的一种有机硅季铵盐抗菌剂，包括以下重量份组分：0.1份-0.5份有机硅季铵盐抗菌剂和90份-100份的塑料颗粒。

9.如权利要求8所述的一种抗菌母粒，其特征在于，所述塑料颗粒为pp颗粒、pe颗粒、pet颗粒中的至少一种。

10.一种如权利要求8或9所述的抗菌母粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：先经180℃-200℃将塑料颗粒炼化，再加入抗菌剂混炼5min-10min，造粒后制备抗菌母粒。

技术总结
本发明公开了一种有机硅季铵盐抗菌剂和抗菌母粒及其制备方法，涉及塑料抗菌剂领域。本申请提供一种有机硅季铵盐抗菌剂，其采用甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵与乙烯基硅油在助乳化剂条件下经高温聚合、重结晶制备获得，其具有较高的耐温抗分解能力，相比于其他银盐、锌盐或季铵盐抗菌剂，本申请的抗菌剂具有优良的抗菌效果，加入塑料颗粒中进行胶炼时，高温不易分解，于塑料中具有良好的分散性和抗菌性，制备的材料不改变塑料基材原有的颜色，扩大了应用范围。

技术研发人员：宋锡造,高和平,黎立桂,钟娜,曲衍坤,邓伟雄
受保护的技术使用者：广东粤港澳大湾区黄埔材料研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15