CN101015300A - 一种含银抗菌剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含银抗菌剂，特别是一种用于纤维抗菌加工的含银抗菌剂，该抗菌剂由可溶性银盐和季铵盐混合而成，该抗菌剂的银含量高，抗菌性强，同时具备银离子和季铵盐的复合抗菌作用，以及与纤维结合牢靠等特性，又避免了银盐使用中的变色问题；该抗菌剂的制备方法，工艺简单、成本低、生产周期短、可以大批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种含银抗菌剂。
背景技术
抗菌材料指自身具有杀灭或抑制微生物生长功能的一类新型功能材料，在自然界中有许多物质本身就具有良好的杀菌和抑制微生物生长的功能，如部分带有特定集团的有机抗菌剂、一些无机金属材料及其抗菌剂、部分矿物和天然物质。但目前抗菌材料更多的是指通过添加一定的抗菌物质(称为抗菌剂)从而使材料具有抑制或杀灭其表面细菌能力的一类新型功能材料。抗菌塑料、抗菌纤维、抗菌陶瓷均已面市，应用于各领域。
目前抗菌剂基本分为无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和高分子抗菌剂四类。抗菌剂中应用最广泛的是具有耐热性好、抗菌谱广、有效期长的无机抗菌剂。无机抗菌剂主要包括载体与抗菌成份，其中载体担持抗菌成份，保证活性组份稳定，同时具有缓释性，抗菌成份主要是一些金属离子，如银、铜、锌等，汞、镉、铅虽然具有抗菌能力，但它们对人体有害；铜、镍、钴离子带有颜色，将影响产品的美观；锌有一定的抗菌性，但其抗菌强度仅为银离子的1/1000。银离子可强烈吸收细菌内酶蛋白的硫基，并迅速结合，椐测定，水中含银离子含量达到0.05mg/L时，就能够完全杀灭大肠杆菌等繁殖菌，并可保持长达90天内无新的菌种繁殖。银对人体的安全值为0.005*10-6以下，饮水中银离子限量为0.05mg/L。因此，银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位，而市场上商品化的绝大多数也是银系抗菌剂。银系抗菌材料目前有可溶性银盐如硝酸银的水溶液就用于新生儿的眼部消毒，也用于治疗口腔溃疡，但是可溶性银盐易流失而无法产生长期的抗菌作用；微溶性或难溶性银盐如硫酸银、磷酸银、卤化银、有机酸银等，这类微溶性或难溶性银盐见光易变色，应用受到很大限制；载银离子抗菌剂，这类抗菌剂有载银离子羟基磷灰石、载银离子蒙脱土、载银离子磷酸盐、载银离子麦饭石、载银离子氧化物如载银离子二氧化硅，载银离子二氧化钛等，这类抗菌剂银含量低，制备工艺复杂，成本高，应用于纤维制品特别是天然纤维时加工困难，目前主要用于耐高温的陶瓷和合成纤维以及涂料、塑料等领域；有机银如磺胺嘧啶银、蛋白银和氨基酸银，这类抗菌剂也容易变色，一般用于药物；纳米银以及载纳米银抗菌剂，这类抗菌剂是把银离子通过化学反应制备成纳米级的银单质颗粒或吸附在载体上的纳米级的银单质，这类抗菌剂因为是使用纳米银，因而一般有颜色，使用范围受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种含银抗菌剂，特别是一种用于纤维抗菌加工的含银抗菌剂，该抗菌剂由可溶性银盐和季铵盐混合而成，该抗菌剂的银含量高，抗菌性强，同时具备银离子和季氨盐的复合抗菌作用，以及与纤维结合牢靠等特性，又避免了银盐使用中的变色问题；本发明的含银抗菌剂银含量高、制备工艺简单、成本低、生产周期短、可以大批量生产。
本发明的技术方案：
一种含银抗菌剂，其特征是，含银抗菌剂，特别是一种用于纤维抗菌加工的含银抗菌剂，该抗菌剂由可溶性银盐和季铵盐混合而成，该抗菌剂的银含量高，抗菌性强，同时具备银离子和季氨盐的复合抗菌作用，以及与纤维结合牢靠等特性，又避免了银盐使用中的变色问题；该抗菌剂的制备工艺简单、成本低、生产周期短、可以大批量生产。
一种优选方案，其中所述的可溶性银盐为硝酸银。
一种优选方案，其中所述的季铵盐为季铵卤盐。
一种优选方案，其中所述季铵卤盐为季铵溴盐和季铵碘盐。
硝酸银固体可以溶解在水、乙醇、丙酮和氨水中。从溶解性、生产安全性和成本角度等方面考虑，一般使用水作为溶剂；由于普通水中含有较多氯离子，如果用普通水做溶剂，加入硝酸银后会生成不溶于水的氯化银胶体颗粒，氯化银对紫外光敏感，长时间见光后会生成褐色状的银原子团；另外普通水含有较多钙离子，镁离子，将来抗菌剂带入到纤维整理液中增加水的硬度，影响纤维的柔软性，因此最好使用去离子水作为溶剂。硝酸银在去离子水中溶解度较大，一般不需要加热既可以达到400克/升以上，加热可以得到更高浓度的硝酸溶液，室温溶解最经济方便。硝酸银溶解时可以使用搅拌加速溶解。硝酸银溶解时的使用的容器可以选用惰性的不锈钢、玻璃、塑料、搪瓷容器和器具，不能使用铜制容器和器具。
季铵盐可以溶解在水、乙醇、丙酮中。从溶解性、生产安全性和成本角度考虑，一般优先考虑使用水作为溶剂。由于普通水含有较多钙离子，镁离子，对季铵盐有抗拮作用，最好使用去离子水作为溶剂。季铵盐在去离子水中溶解度一般能够达到10％，为了增加季铵盐在溶剂中的溶解度，可以通过加热来加速季铵盐溶解。加热温度可以选择季铵盐不结晶析出的温度至室温。也可以使用搅拌来加速溶解，溶解容器可以选用惰性的不锈钢、玻璃、塑料、搪瓷容器和器具。
搅拌下将硝酸银溶液和季铵盐溶液混合，在混合方式上，可以将硝酸银溶液加入到季铵盐溶液中，也可以将季铵盐溶液加入到硝酸银溶液中，还可以选用硝酸银溶液和季铵盐溶液同时加入到另外的容器中。从反应过程控制和生产操作性及成本考虑，最好选用将硝酸银溶液加入到季铵盐溶液中，选用惰性的不锈钢、玻璃、塑料、搪瓷容器和器具作为反应用容器。为了快速将硝酸银溶液和季铵盐溶液混合，最好使用搅拌。选择季铵盐不结晶析出的温度至室温的温度范围作为制备本发明含银抗菌剂的最佳反应温度。因为反应时间可以很短，反应过程可以不需要特殊恒温设备。物料添加结束后应该继续搅拌一段时间，以便使物料充分反应。如果需要除去多余的原材料和反应副产物，可以沉降分离或离心分离，然后用溶剂洗涤沉降物。如果需要得到粉体等固形物，就将含银抗菌剂液体干燥。干燥可以是自然凉干、加热烘干、减压干燥、喷雾干燥。干燥温度不宜超过含银抗菌剂的软化温度和分解温度。一般情况下，减压干燥时的干燥温度比常压干燥时的干燥温度低。
本发明提供的含银抗菌剂既具备银盐的强抗菌性、广谱抗菌性以及对人和环境安全性、无耐药性等特性，又具备季氨盐与纤维结合牢靠等特性，且银含量高，避免了银盐的变色问题，可以用于无色、白色和浅色物质中。
本发明提供的含银抗菌剂本身具有高的杀菌活性值，可以作为抗菌药物或抗菌药物中间体。
季铵盐和本发明提供的含银抗菌剂都具有抗菌作用，但其抗菌机理不同。季铵盐不含银离子，不具备银抗菌剂的特性，其抗菌机理是靠自身的正电荷来吸附带负电的细菌，溶解细菌的细胞膜使细菌死亡；本发明提供的含银抗菌剂含有银离子，在水溶液中可以离解出银离子，银离子与细菌的蛋白质的巯基结合使其失去活性而死亡。
季铵盐虽然具有抗菌作用，但是由于其水溶性强，很容易因洗涤而失效，因而只能作为杀菌消毒剂使用，一般不作为纺织的抗菌整理剂使用；本发明提供的含银抗菌剂有效成分是固体颗粒，不溶于水，它的抗菌功能持久，这是两者在抗菌功能上的显著区别。
本发明的含银抗菌剂与现有银系抗菌剂比较，主要区别是银含量高，见光不变色，本身为白色，可以用于无色、白色或浅色制品；生产工艺简单，成本低等；因为含有季铵阳离子，因此解决了大部分无机载银抗菌剂无法有效吸附在纤维表面的问题。
有益效果
本发明提供的含银抗菌剂，银含量高，抗菌性强，既具备季氨盐与纤维结合牢靠等特性，又避免了银盐使用中的变色问题。
本发明提供的含银抗菌剂的制备工艺简单、成本低、生产周期短、可以大批量生产。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
将硝酸银固体160克加入到1.00升去离子水中溶解，制备成A液；将季氨盐十六烷基三甲基溴化铵500克加入到9.0升去离子水加热到40℃溶解，然后降温到24℃，制备成B液，搅拌下将A液加入到B液中，得到含银抗菌剂T1。
实施例2
将硝酸银固体160克加入到1.00升去离子水中溶解，制备成A液；将季氨盐十六烷基三甲基溴化铵1000克加入到9升去离子水加热到50℃溶解，然后降温到26℃，制备成B液，搅拌下将A液加入到B液中，得到含银抗菌剂T2。
实施例3
将硝酸银固体160克加入到1.0升去离子水中溶解，制备成A液；将十八烷基三甲基溴化铵552克加入到9.0升去离子水加热到60℃溶解，然后降温到30℃，制备成B液，搅拌下将A液加入到B液中，得到颗粒状含银抗菌剂。然后离心过滤，用去离子水15升分三次洗涤滤饼，离心脱去去离子水，经干燥并粉碎后得到白色含银抗菌剂粉体T3。
实施例4
将硝酸银固体160克加入到1.00升去离子水中溶解，制备成A液；将十八烷基三甲基溴化铵920克加入到9升去离子水加热到60℃溶解，然后降温到30℃，制备成B液，搅拌下将A液加入到B液中，得到含银抗菌剂T4。
实施例5
将硝酸银固体160克加入到1.0升去离子水中溶解，制备成A液；将二十烷基三甲基碘化铵659克加入到19升去离子水加热到70℃溶解，然后降温到65℃，制备成B液，搅拌下将A液加入到B液中，含银抗菌剂T5。
实施例6
将硝酸银固体160克加入到1.00升去离子水中溶解，制备成A液；将十二烷基三甲基溴化铵578克加入到9升去离子水加热到40℃溶解，然后降温到6℃，制备成B液，搅拌下将A液加入到B液中，得到颗粒状悬浮液，然后离心过滤，用去离子水15升分三次洗涤滤饼，离心脱去去离子水，经干燥并粉碎后得到含银抗菌剂粉体T6。
实施例7
将硝酸银固体160克加入到1.00升去离子水中溶解，制备成A液；将十二烷基二甲基苄基氯化铵958克加入到9升去离子水加热到40℃溶解，然后降温到6℃，制备成B液，搅拌下将A液加入到B液中，得到含银抗菌剂粉体T7。
实施例8
将硝酸银固体160克加入到1.00升去离子水中溶解，制备成A液；将苯基三甲基碘化铵495克加入到9升去离子水加热到40℃溶解，然后降温到20℃，制备成B液，搅拌下将A液加入到B液中，得到颗粒状悬浮液，然后离心过滤脱去去离子水，经干燥并粉碎后得到含银抗菌剂粉体T8。
Claims (4)
1.一种含银抗菌剂，特别是一种用于纤维抗菌加工的含银抗菌剂，其特征是，一种含银抗菌剂，该抗菌剂由可溶性银盐和季铵盐混合而成，该抗菌剂的银含量高，抗菌性强，同时具备银离子和季氨盐的复合抗菌作用，以及与纤维结合牢靠等特性，又避免了银盐使用中的变色问题；该抗菌剂的制备方法，工艺简单、成本低、生产周期短、可以大批量生产。。
2.根据权利要求1所述的含银抗菌剂，其特征在于，其中所述的可溶性银盐为硝酸银。
3.根据权利要求1所述的含银抗菌剂，其特征在于，其中所述季铵盐为季铵卤盐。
4.根据权利要求3所述的含银抗菌剂，其特征在于，其中所述的季铵卤盐为季铵溴盐和季铵碘盐。
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