一种长效纳米银抗菌剂及其制备方法与流程

本发明涉及抗菌剂，具体涉及一种长效纳米银抗菌剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着社会的发展，人们越来越关心自身的健康，期待着更加清洁的生活和工作环境。公共场所、办公及生产环境以及居室内人们经常碰触的设施设备、工具、用具等物体表面极易成为病原体滋生的温床，成为病原体进入到人体内部造成疾病的传播途径，因此人民对抗菌防护非常关注。

2、纳米银是一种具有安全无毒、广谱、高效、无耐药性的长效抗菌剂，由于量子效应、小尺寸效应和具有极大的比表面积，因而具有传统无机抗菌剂所无法比拟的优良抗菌效果和安全性，已被广泛应用在医疗卫生、纺织品、建筑厨卫和日用品等领域。

3、但是现有的纳米银抗菌剂不够长效、抗菌效果不佳。而且制作过于复杂，不利于工业化生产，限制了纳米银抗菌剂的发展。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种长效纳米银抗菌剂，该纳米银抗菌剂具有缓释、持久和良好的抗菌性能，且低毒、安全、稳定性、相容性好和不产生黄变的特点。

2、本发明的目的在于提供一种长效纳米银抗菌剂的制备方法，该方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，适用于大规模生产，能制备得的纳米银抗菌剂时效性长，又保证了抗菌剂的稳定性和缓释性。

3、本发明的目的通过下述技术方案实现：一种长效纳米银抗菌剂，包括如下重量份的原料：纳米银复合剂4-10份、纳米银微胶囊1-3份、分散剂30-60份、羧甲基壳聚糖10-20份、载体颗粒8-16份、亲水聚合物10-20份、交联剂1-3份。

4、本发明中的纳米银抗菌剂具有缓释、持久和良好的抗菌性能，且低毒、安全、稳定性、相容性好和不产生黄变的特点；通过结合亲水聚合物促使得到抗菌活性组分银离子，不仅得到了有效的抗菌表面，而且能够持续控制纳米银复合剂中银的释放，显著减弱了水洗和擦拭造成的银的流失；以水溶性羧甲基壳聚糖作为制备纳米银的稳定剂，其分子结构中含有大量的羟基、羧基和氨基，为纳米银粒子的生长提供良好模板，对纳米银起稳定形态、良好分散的功能；羧甲基壳聚糖对纳米银有一定的空间限域和吸附作用，增强纳米银的缓释效果，同时可以协同纳米银复合剂和纳米银微胶囊在抗菌剂的体系红均匀分散，发挥长效抗菌作用；加入一定量的交联剂，通过与纳米银复合剂、载体和亲水聚合物的作用，可以使三者结合得更加牢固，不仅得到了有效的抗菌表面，而且能够持续控制银的释放。

5、优选的，所述纳米银复合剂包括如下重量份的原料：氧化石墨烯5-10份、溶剂15-25份、二茂铁衍生物3-7份、丙二胺3-7份、银盐3-7份、纳米mxene 5-10份、植物多酚1-3份。

6、本发明中纳米银复合剂负载的纳米银具有抗菌性，通过将氧化石墨烯/纳米银复合抗菌剂和纳米mxene/纳米银复合抗菌剂结合经一部提升了纳米银复合剂的抗菌性能并能够持续控制银的释放；具体的二茂铁衍生物具有稳定的结构，二茂铁分子由两个茂环连接在一个铁原子上，形成了一个稳定的π体系，这种结构使得二茂铁衍生物在配位化学反应中具有良好的稳定性和可控性；另外，二茂铁基席夫碱有利于提高纳米银在石墨烯片层上分布均匀性，减少纳米银的团聚，可使本发明中得到的氧化石墨烯上面的二茂铁基席夫碱具有提高氧化石墨烯/纳米银复合抗菌剂的抗菌效果稳定性的作用；纳米mxene具有很好的光热转换性能，利用植物多酚还原银离子在纳米mxene二维基底上原位生成纳米银，进而将部分纳米银负载于纳米mxene二维基底上在近红外光照射下，能够显著增强纳米银的抗菌效果。

7、优选的，所述银盐为碳酸银、硝酸银、乙酸银、柠檬酸银、氯化银中的至少一种。

8、优选的，所述溶剂是由氯化亚硫酰和n,n-二甲基甲酰胺按照质量比为0.8-1.2:0.8-1.0组成。

9、优选的，所述纳米银复合剂通过如下方法制得：

10、a1、按照重量份，将氧化石墨烯加入溶剂中混合搅拌均匀，加热至50-65℃搅拌20-30h，抽滤、洗涤干燥，得到反应物a，备用；

11、a2、按照重量份，将二茂铁衍生物和丙二胺加入反应装置并抽真空通入氮气，反应1-5h后蒸馏、结晶得到反应物b，备用；

12、a3、将反应物a和反应物b混合后加热至60-70℃反应40-80min，再将二分之一重量份的银盐加入恒温反应3-5h，之后过滤、洗涤干燥，得到反应物c，备用；

13、a4、按照重量份，将纳米mxene分散到去离子水中，再将植物多酚加入，调节体系ph值至弱碱性，将剩余银盐加入避光搅拌8-10h，最后将反应物c加入搅拌条件下进行反应，反应结束后静置，过滤、洗涤，冷冻干燥，得到纳米银复合剂。

14、优选的，所述分散剂为乙二醇甲醚、乙醚、甲苯、去离子水中的至少一种。

15、优选的，所述载体颗粒为硅微粉、多孔硅胶、拟薄水铝石、膨润土、纳米粘土、蒙脱土中的至少一种。

16、优选的，所述亲水聚合物为聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、阿拉伯胶、藻蛋白酸钠、聚季胺盐中的至少一种。

17、优选的，所述交联剂为钛酸酯、戊二醛、环氧氯丙烷、正硅酸乙酯、醇缩水甘油醚中的至少一种。

18、本发明还提供了一种长效纳米银抗菌剂的制备方法，包括如下步骤：

19、s1、按照重量份，将纳米银复合剂和纳米银微胶囊加入分散剂中加热至40-60℃，以1000-1200r/min的速率搅拌1-5h，得到混合物a，备用；

20、s2、按照重量份，将羧甲基壳聚糖、载体颗粒、亲水聚合物和交联剂混合，并在磁力搅拌器上以转速100-1500r/min的速率搅拌10-30min，得到混合物b，备用；

21、s3、将混合物b加入混合物a中，以400-2000r/min的速率搅拌使其分散均匀，继续加热搅拌，温度维持在35-50℃，使水分挥发，得到浓稠浆液；

22、s4、停止搅拌，将浓稠浆液放置烘箱内干燥，加热至50-80℃烘干，得到的抗菌剂块用研钵磨细，用300-900目筛网筛出，即得到长效纳米银抗菌剂。

23、本发明中的长效纳米银抗菌剂通过上述方法制得，而利用上述方法制得的该纳米银抗菌剂具有缓释、持久和良好的抗菌性能，且低毒、安全、稳定性、相容性好和不产生黄变的特点；该方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，适用于大规模生产，能制备得的纳米银抗菌剂时效性长，又保证了抗菌剂的稳定性和缓释性。

24、优选的，所述纳米银微胶囊以β-环糊精为壁材，以纳米银材料为芯材；所述纳米银微胶囊通过如下方法制得：

25、1)将硝酸银溶解于无水乙醇中，配制成浓度为0.01-0.05mol/l的硝酸银溶液，再将纳米二氧化硅浸入硝酸银溶液中超声分散后浸渍6-12h，真空抽滤，洗涤干燥，得到载银纳米颗粒，备用；

26、2)将硅经偶联剂溶解于乙醇水溶液中，得到质量分数为4-6％的硅经偶联剂溶液，将硅经偶联剂溶液均匀喷覆至载银纳米颗粒表面后，热处理后得到纳米银材料，并以纳米银材料为芯材，以β-环糊精为壁材在50-85℃与β-环糊精反应，制备缓释纳米银微胶囊颗粒。

27、本发明中的纳米银微胶囊以β-环糊精为壁材，以纳米银材料为芯材，制得的纳米银微胶囊颗粒具有缓释、持久和良好的抗变色的能力，且抗菌性能优良；以纳米二氧化硅作为银载体能够起到缓释效果，使纳米银微胶囊颗粒具有长效抗菌作用，再采用偶联剂对载银纳米二氧化硅进行改性，降低载银纳米二氧化硅发生团聚的可能性，提高了纳米银微胶囊颗粒在基体树脂中的分散均匀程度，促进抗菌作用的提高；而所采用的β-环糊精可增加对被包裹物对光热、氧的稳定性，改变被包裹物的理化性质。

28、本发明的有益效果在于：本发明的纳米银抗菌剂具有缓释、持久和良好的抗菌性能，且低毒、安全、稳定性、相容性好和不产生黄变的特点。

29、本发明一种长效纳米银抗菌剂的制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，适用于大规模生产，能制备得的纳米银抗菌剂时效性长，又保证了抗菌剂的稳定性和缓释性。