[发明专利]一种有机膦酸钙纳米抗菌剂与抗菌ABS塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子复合材料领域，具体涉及一种有机膦酸钙纳米抗菌剂与抗菌ABS塑料及其制备方法。

背景技术

近年来，聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑料制品在人们生活中扮演着越来越重要的角色。随着ABS塑料制品的大量深入到人类日常生活，其与人们皮肤直接接触的频率也越来越大，因此，人们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，且容易受到有害细菌的污染，在适宜的湿度和温度下，有害细菌大量繁殖，严重威胁着人类健康。

目前，在ABS塑料制品中的抗菌剂主要有两种，一种是噻唑、季铵盐等有机抗菌剂，该类抗菌剂抗菌能力强，但有机分子在塑料制品中容易逸出从而抗菌能力逐步减弱；另一种抗菌剂是以纳米银为代表的无机纳米抗菌剂，该抗菌剂抗菌有效期长，但添加到塑料制品中时容易团聚，从而降低了塑料制品的力学性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种有机膦酸钙纳米抗菌剂与抗菌ABS塑料及其制备方法，制备的抗菌剂在ABS塑料中分散性好，无需添加分散剂，使得抗菌ABS塑料抗菌性能强，抗菌有效期长。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种有机膦酸钙纳米抗菌剂，所述抗菌剂的制备方法包括以下步骤：

（1）将甘氨酸、甲醛和亚磷酸在浓盐酸的催化下、100～120℃回流反应制得有机膦酸[(HO)₂OPCH₂]₂NCH₂COOH；

（2）将步骤（1）制得的有机膦酸[(HO)₂OPCH₂]₂NCH₂COOH与CaCl₃在水中、70～90℃下反应1～2 h制得有机膦酸钙Ca₂[(O₃PCH₂)₂NCH₂COOH]；

（3）将步骤（2）制得的有机膦酸钙Ca₂[(O₃PCH₂)₂NCH₂COOH]与3-氨基-1,2,4-三氮唑反应，制得抗菌剂Ca₂[(O₃PCH₂)₂NCH₂CONHC₂N₃H₂]。

所述抗菌剂Ca₂[(O₃PCH₂)₂NCH₂CONHC₂N₃H₂]的平均粒径为20～80nm。

一种应用上述有机膦酸钙纳米抗菌剂的抗菌ABS塑料，所述抗菌ABS塑料由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料90%～99%，抗菌剂Ca₂[(O₃PCH₂)₂NCH₂CONHC₂N₃H₂]1%～10%。

作为优选的技术方案，所述抗菌ABS塑料由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料92.5%，抗菌剂Ca₂[(O₃PCH₂)₂NCH₂CONHC₂N₃H₂]7.5%。

上述抗菌ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将抗菌剂Ca₂[(O₃PCH₂)₂NCH₂CONHC₂N₃H₂]和ABS塑料按比例加入搅拌机中，以每分钟40～60转的速度在室温下搅拌10～20 min；

（2）将步骤（1）制得的混合料用双螺杆挤出机挤出、造粒，得到抗菌ABS塑料。

本发明的有益效果在于：