關于海金沙、地薟、地錦草的生物活性物質通過恰當變量其配方比例與黃土復合作為塑料開關插座的天然抗菌劑使用至今國內外尚末先例,也末見文獻報道。
[0020]本發明人在研究中發現,將海金沙、地薟、地錦草的提取物合理復配,優勢互補,獲得三者單獨使用所無法得到的效果。在此基礎上再與黃土進行復合,使多種生物活性物質協同增效,不僅賦予了抗菌成分一些新的特性,而且獲得了耐老化、抗紫外線、增香和保健功能。很好的解決了現有天然抗菌劑活性成分單一、抗菌譜窄、抗菌能力弱的問題,為塑料開關插座同時兼抗菌、耐老化、抗紫外線、增香和保健功能提出了新的方法。本領域的技術人員不能根據現有技術輕易確定該組分及配方,不能預料到本發明中的海金沙提取物、地薟提取物、地錦草提取物與黃土協同作用及所帶來的技術效果,體現了本發明的創造性。
[0021]上述原料配方中的山蒼籽油,是從山蒼子果實提取的植物油,山蒼子(Litseacubeba)又稱山雞椒,含有檸檬醛、芳樟醇、丁香酚、乙酸松葉酯、松烯、蒎烯、月桂烯、癸酰乙醛、香葉醇等活性成分。對黃曲霉、鏈孢霉、石膏樣的芽孢菌、狗小牙孢菌等致病真菌及金黃色葡萄球菌、綠膿假單孢菌、白色念珠菌等致病細菌有較強的殺抑作用[羅曼等,“山蒼籽油及主要成份抗菌機制研究進展”《微生物學通報》2003年第3期]。
[0022]上述原料配方中的黃土粉,是天然黃土改性產物,我國自然資源豐富,儲量世界第一。各地黃土成分變化不大,它主要由碎肩礦物、粘土礦物和碳酸鹽礦物組成,而碎肩礦物中的石英、長石和云母類含量占碎肩礦物的80%,伴有少量角閃石、綠簾石、綠泥石、磁鐵礦等;粘土礦物包括伊利石、蒙脫石、高嶺石、針鐵礦等。化學成分以S12占優勢,其次為Al2O3, CaO,再次為Fe203、MgO、K2O, Na2O, FeO、T12, MnO和有機雜質等,由于這些有機雜質的存在,黃土顏色通常呈淺黃色、灰黃色或黃褐色等,但因其獨特的微孔結構,比表面積大,堆密度小,孔體積大等特性,不僅具有細膩、松散、質輕、多孔、吸水性強和熱穩定性好的物性,還具有良好的吸附能力和較大的陽離子交換容量[沙愛民等,“論黃土陽離子交換容量之組成與性質”《西安公路學院學報》1994年第4期]。通過現代科技檢測,黃土中含有大量的過氧化氫酶、二酚氧化酶、庶糖酶、胱酶等活性物質,具有凈化、解毒之功效,不僅能夠抑制細菌、霉菌等的棲息,而且還能釋放遠紅外線及切斷電磁輻射。《本草拾遺》中記載,黃土與人體有很好的相容性,可入藥。在民間早就有用黃土煎水治療小兒驚嚇、中毒之驗方,還可醫治燒傷,對緒多疾病有直接和間接治療的作用。
[0023]文獻資料表明,黃土的研究日益受到人們的關注,其已被應用于環保、建材、化妝品及醫藥等領域,但將海金沙、地薟、地錦草的提取物負載于黃土添加入聚合物中制備抗菌耐老化塑料開關插座的相關研究未見報道。
[0024]本發明人正是利用黃土的比表面積大,多微孔結構以及良好的吸附性、熱穩定性和分散懸浮性等特點,同時發揮了黃土與海金沙提取物、地薟提取物、地錦草提取物之間的高親和性,采用聚丙烯酸銨與焦亞硫酸鈉復合進行分散處理,協同誘導海金沙提取物、地薟提取物、地錦草提取物對黃土的層間結構進行擴張,從而使海金沙提取物、地薟提取物、地錦草提取物更易插層到黃土的層間結構之中,形成納米級的天然抗菌劑。該天然抗菌劑與山蒼籽油、偶聯劑、聚合物在熔融條件下以共插層形式,使天然抗菌劑均勻分散在聚合物基體中,送入到雙螺桿擠出機造粒,把設計好的開關插座模具安裝在注塑機上,按常規注塑工藝壓模成型、脫模,得到抗菌耐老化塑料開關插座。
[0025]發明人在研究中還發現,山蒼籽油與偶聯劑進行復合,功效互補,具有很好的協同作用,既賦予了塑料開關插座的抗菌、耐老化、增香和保健功能,又使得親水性黃土片層以納米級尺寸均勻分散于聚合物基體中,產生良好的界面粘結性能,有效減少聚合物分子鏈間內摩擦力,阻止了其團聚的可能,有效解決了天然抗菌劑在聚合物基體中界面不相容、易產生團聚和分散不均勻的問題。同時提高了聚合物的熔融速率和熔體變形性,降低熔體黏度及改善塑化性能,其表面結構產生變化,力學和加工性能得以提升,尺寸穩定,韌性強,觸感爽滑,不易變色,抗污性和耐磨性好。
[0026]本發明人出乎預料地發現,黃土中S12含量高,將黃土采用兩步煅燒,即失去結構水,產生大量的空間,同時改變無機雜質的晶體結構而活化,增強雜質本身同酸反應的能力。尤其鹽酸加到黃土中焙燒,酸可以均勻地滲透到黃土微孔中,微孔中酸度增加,除去微孔中雜質較徹底,從而獲得純度高、多孔粒細的S12,其表面及孔內表面分布有大量的硅羥基(-S1-OH),這些硅羥基在水溶液中離解出H+,表現出一定的負電性,是一種優良的螯合基團、親核反應基團,可促使海金沙、地薟、地錦草的提取物引入到黃土層間的同時滲透到黃土片層的內部,其負載于黃土的均勾性和穩定性顯著提高,表現出協同相加的抗菌、耐老化、增香和保健作用。很好地克服了現有天然抗菌劑成分單一,抗菌譜窄,易析出,抗菌效果不能持久的缺陷。其機理是,當海金沙、地薟、地錦草的提取物在聚合物基體中擴散時,由于聚合物、黃土粉、海金沙提取物、地薟提取物、地錦草提取物、山蒼籽油、偶聯劑的性能進行有機結合形成一種受限體系,使該體系中插入的海金沙提取物、地薟提取物、地錦草提取物被束縛在黃土的片層之間,分子的轉動、平動以及鏈段的運動都受到很大的束縛,從而使海金沙、地薟、地錦草的提取物無法直線擴散,形成了有效的物理屏障,導致海金沙、地薟、地錦草的提取物析出速率受黃土片層的牽制而減緩了析出速率,延長抗菌、耐老化、增香和保健的時效,當塑料開關插座表面的海金沙、地薟、地錦草的提取物濃度降低時,可以通過聚合物基體相不斷向塑料開關插座表面自迀移,從而實現對動態界面的連續動態修飾,控制海金沙、地薟、地錦草的提取物析出速率。并且由于部分海金沙、地薟、地錦草的提取物被負載于黃土內部,因此當黃土表面的海金沙、地薟、地錦草的提取物析出后,其內部海金沙、地薟、地錦草的提取物在濃度梯度的作用下可以得到連續析出,達到很好的緩釋效果。塑料開關插座使用較長時間后仍能保持較好的抗菌、耐老化、增香和保健效果。
[0027]本發明將聚合物、黃土、海金沙、地薟、地錦草、山蒼子果實通過多種途徑的加工手段制成塑料開關插座,尺寸穩定性好,強度更強,觸感爽滑,香味怡人。不僅具有抗菌范圍廣,抑菌率高,抗菌性好,持續時間長,對金黃色葡萄球菌、甲類鏈球菌、肺炎雙球菌、大腸桿菌、傷寒桿菌、淋病球菌致病細菌都具有抑制和殺滅作用,并可有效地抑制霉菌生長。而且還具有優異的耐老化能力和更好的力學性能,熱穩定性好,長期在光、氧和熱作用下,不變色,不變形,不脆裂,使用壽命更長。與此同時,黃土本身所具有的遠紅外輻射效應既起到保健作用,又起到清新空氣、凈化環境、消除異味的作用。且完全環保,制造成本低,利于推廣。
【具體實施方式】
[0028]下面結合具體實施例,進一步闡述本發明。但這些實施例僅限于說明本發明而不用于限制本發明的保護范圍。
[0029]實施例一
[0030]1.原料準備:
[0031]①制備黃土粉:采集一定重量的黃土送入馬弗爐中,350°C下煅燒5h,冷卻后粉碎成120目細粉,加入細粉10倍重量的濃度為0.5?25wt%的鹽酸溶液進行混合制漿,控制漿液的pH值5.5,在65°C下攪拌反應1.5h,加入適量濃度為25wt%的氫氧化鈉溶液調整pH值為中性,繼續攪拌反應2h,過濾,濾餅用去離子水洗滌3次,在100°C下鼓風烘干,研磨至粒徑1250目,得到白色的黃土粉;
[0032]②制備海金沙、地薟、地錦草提取物:采集無腐爛的海金沙、地薟、地錦草分別洗凈,自然干燥,粉碎成15目碎片,再分別倒入各相對應的浸提罐中,加入碎片9倍重量濃度為95被%的乙醇,60°C下提取3h,離心、過濾,濾渣用上述同法再提取2次,合并3次濾液減壓濃縮至1/2體積,過DlOl大孔吸附樹脂柱,先用水洗,棄去水洗液,再用濃度為85被%的乙醇洗脫,收集醇洗脫液,經旋轉蒸發儀濃縮,恒溫干燥箱干燥,分別得到海金沙提取物、地薟提取物、地錦草提取物;
[0033]③制備天然抗菌劑:稱取黃土粉84kg,加入去離子水504kg,加入聚丙烯酸銨2.1kg、焦亞硫酸鈉1.26kg分散處理1.5h,再加入海金沙提取物7kg、地薟提取物6kg、地錦草提取物3kg攪拌均勻,送入超聲反應器中,在頻率40Hz、溫度70°C、功率250W下超聲處理
2.5h,真空干燥,粉碎,得到天然抗菌劑;
[0034]④制備山蒼籽油:采集新鮮狀態的山蒼籽果實粉碎成35目碎片,加入碎片重量
0.9%的堿性蛋白酶,在pH值9.0、65°C下攪拌酶解5h后,溫度降至50°C,加入適量醋酸調pH值5.0,加入碎片重量1.2%的復合纖維素酶,攪拌酶解3h,離心,分離得到游離油A、乳狀液、水解液和渣,乳狀液經再次離心分離得到游離油B,合并游離油A、游離油B得...