、左旋松香芹酮、2-壬烯-4-炔等,具有很强的香味,可疏风解表、祛痰止咳、散瘀止痛[孙凌峰等,“兰香草挥发油化学成分的研究”《香料香精化妆品》2004年06期]。药理研究表明,兰香草提取物对金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌、芽孢杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌都有显著的抑制作用[李筱玲,“兰香草总黄酮提取、纯化工艺及其体外抑菌活性研究”西北大学2013级硕士毕业论文]。
[0018]从已公开的文献报道看,国内外对谷精草、鹿蹄草、兰香草的生物活性物质具有抗菌、抗氧化研究尽管较成熟,但将谷精草、鹿蹄草、兰香草的生物活性物质通过恰当变量其配方比例与纳米黄土复合作为抗菌剂添加到聚甲醛基体中而具有抗菌耐老化和保健功能的同时提升力学性能在国内外还未见相关研究的报道,也未见工业化生产。
[0019]本发明将谷精草、鹿蹄草、兰香草三种植物源提取物复配使用,功效互补,能最大限度地发挥各生物活性物质的优势而将其劣势减小到最低程度,在此基础上与纳米黄土复合,使多种生物活性物质协同增效,不仅赋予了抗菌成分一些新的特性,还获得了抗紫外线、自由基捕捉活性、增香和保健功能。很好的弥补了天然抗菌剂成分单一、抗菌谱窄、抗菌能力弱的不足,为聚甲醛兼具天然抗菌耐老化、增香和保健功能的同时提升力学性能提出了新的方法。本领域的技术人员不能根据现有技术轻易确定该组分及配比,不能预料到本发明中的植物源提取物与纳米黄土协同作用及所带来的技术效果,体现了本发明的创造性。
[0020]上述原料配方中的槟榔籽油,是从棕榈科植物槟榔成熟种子提取的植物油,槟榔又名橄榄子,大腹子,榔玉等。味苦、性辛、温,归胃、大肠经,具有杀虫消积,降气等功效。槟榔籽含有生物碱、鞣质、氨基酸、脂肪酸、甘露醇、半乳糖、蔗糖、α -儿茶精、表儿茶精、无色花青素、皂苷等化学成分。所含脂肪酸的组成为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、癸酸、油酸、亚油酸、十二碳酸、十四碳烯酸。药理研究表明,槟榔籽具有驱虫、抗炎症、抗肿瘤、抗氧化和抗病原微生物等作用[申秀丽等,“槟榔的化学成分及药理研究进展”《宜春学院学报》2009年第2期]。
[0021]上述原料配方中的纳米黄土,是天然黄土改性产物,我国自然资源丰富,储量世界第一。各地黄土成分变化不大,它主要由碎肩矿物、粘土矿物和碳酸盐矿物组成,而碎肩矿物中的石英、长石和云母类含量占碎肩矿物的80%,伴有少量角闪石、绿帘石、绿泥石、磁铁矿等;粘土矿物包括伊利石、蒙脱石、高岭石、针铁矿等。化学成分以S12占优势,其次为Al2O3, CaO,再次为Fe203、MgO、K2O, Na2O, FeO、T12, MnO和有机杂质等,由于这些有机杂质的存在,黄土颜色通常呈浅黄色、灰黄色或黄褐色等,但因其独特的微孔结构,比表面积大,堆密度小,孔体积大等特性,不仅具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水性强和热稳定性好的物性,还具有良好的吸附能力和较大的阳离子交换容量[沙爱民等,“论黄土阳离子交换容量之组成与性质”《西安公路学院学报》1994年第4期]。通过现代科技检测,黄土中含有过氧化氢酶、二酚氧化酶、庶糖酶、胱酶等活性物质,具有净化、解毒之功效,不仅能够抑制细菌、霉菌等的栖息,而且还能释放远红外线及切断电磁辐射。《本草拾遗》中记载,黄土与人体有很好的相容性,可入药。在民间早就有用黄土煎水治疗小儿惊吓、中毒之验方,还可医治烧伤,对绪多疾病有直接和间接治疗的作用。其已被应用于环保、建材、化妆品及医药等领域,但纳米黄土负载植物源提取物作为抗菌剂添加入聚甲醛基体中制备出抗菌耐老化聚甲醛材料的相关研究未见报道。
[0022]本发明人正是利用黄土的比表面积大,多微孔结构以及良好的吸附性、热稳定性和分散悬浮性等特点,同时发挥了黄土与植物源提取物之间的高亲和性,借助十四烷基二羟乙基氧化胺与阳离子、非离子、两性离子均有良好配伍性的特征,协同诱导植物源提取物对黄土的层间结构进行扩张,从而使植物源提取物更容易插层到黄土的层间结构之中,形成纳米级的植物源/黄土复合抗菌剂,该复合抗菌剂与槟榔籽油、聚甲醛在熔融条件下以共插层形式,使植物源/黄土复合抗菌剂均匀分散在聚甲醛基体中,得到抗菌耐老化聚甲醛材料。发明人意外地发现,槟榔籽油与聚乙烯蜡之间通过适当的热处理具有较好的协同效应,不仅增强了聚甲醛材料的抗菌耐老化能力。而且使得亲水性黄土片层以纳米级尺寸均匀分散于聚甲醛基体中,产生良好的界面粘结性能,有效减少聚甲醛分子链间内摩擦力,阻止了其团聚的可能。同时提高了聚甲醛的熔融速率和熔体变形性,降低熔体黏度及改善塑化性能,其表面结构产生变化,力学性能和加工性能得以提升。有效解决了天然抗菌剂在聚甲醛基体中界面不相容、易产生团聚和分散不均匀的问题。
[0023]本发明人出乎预料地发现,黄土中S12含量高,酸化后的黄土微孔中酸度增加,经焙烘失去结构水,除去微孔中杂质较彻底,产生大量的空间,同时改变无机杂质的晶体结构而活化,增强杂质本身同酸反应的能力,获得纯度高、多孔粒细的S12,其表面及孔内表面分布有大量的硅羟基(-S1-OH),这些硅羟基在水溶液中离解出H+,表面表现出一定的负电性,是一种优良的螯合基团、亲核反应基团。而十四烷基二羟乙基氧化胺属于两性表面活性剂,能够与植物源提取物最大限度互溶,并通过相互吸引产生协同增效作用,两者协同对黄土的层间结构进行扩张的同时获得需要的电荷,从而将植物源提取物引入到黄土层间,极易渗透到黄土片层的内部,使植物源提取物负载于黄土的均匀性和稳定性显著提高,表现出协同相加的抗菌耐老化能力和增香保健功能。很好的克服了现有天然抗菌剂成分单一,抗菌谱窄,易析出,抗菌效果不能持久的缺陷。其机理是,当植物源提取物在聚甲醛中扩散时,由于聚甲醛、纳米黄土、植物源提取物、槟榔籽油、十四烷基二羟乙基氧化胺、三聚氰胺的性能进行有机结合形成一种受限体系,使该体系中插入的植物源提取物被束缚在黄土的片层之间,分子的转动、平动以及链段的运动都受到很大的束缚,使植物源提取物无法直线扩散,形成了有效的物理屏障,导致植物源提取物析出速率受黄土片层的牵制而减缓了析出速率,延长抗菌耐老化时效,当聚甲醛制品表面的植物源提取物浓度降低时,可以通过聚甲醛基体相不断向表面自迀移,从而实现对动态界面的连续动态修饰,控制植物源提取物析出速率。并且由于部分植物源提取物被负载于黄土内部,因此当黄土表面的植物源提取物析出后,其内部的植物源提取物在浓度梯度的作用下可以得到连续析出,达到很好的缓释效果。制品使用较长时间后仍然能够保持较好的抗菌耐老化、增香保健和力学性能。
[0024]本发明中添加的三聚氰胺与植物源提取物具有协同作用,对增香、去除甲醛气体表现出相加的作用效果,既有利对聚甲醛加工过程得到改善,又减少刺激性气体的产生,保护环境。在制备过程中添加适量的聚乙烯蜡、焦亚硫酸钠,不仅可以起到很好的抗老化协同作用,而且加工性能更好,能有提高材料强度、刚性和耐热性能。
[0025]本发明将黄土、谷精草、鹿蹄草、兰香草、槟榔籽、十四烷基二羟乙基氧化胺、三聚氰胺等原料进行处理后添加到聚甲醛中,各原料发挥作用相得益彰,协同增效,使聚甲醛材料获得了天然抗菌、防霉、抗氧化、去除甲醛气体及远红外保健等多重功效,其用于制造聚甲醛制品不仅扩大了杀菌防腐体系的抗菌谱,其抑菌率高、抗菌性好、抗菌效果持久。而且还具有优异的耐老化能力和更好的力学性能,大幅度延缓聚甲醛制品的老化降解,使用寿命更长。与此同时,黄土本身所具有的远红外辐射效应既可起到保健作用,又可起到自洁、净化环境空气,消除异味的作用,利于人体健康和环境友好。且抗菌剂原料取自天然,气味芳香,环保无污染,成本低廉,容易推广应用。
[0026]本发明所述的聚甲醛材料可以用于任何常规的聚甲醛制品,譬如制备日常用的安全帽、汽车内外部把手、开关手柄、按钮、洗漱盆、水箱、水龙头、木梳、拉链、心脏起博器和各种家电外壳等抗菌耐老化制品,因此大大拓展了聚甲醛的应用范围,蕴含着巨大的社会、生态和经济效益。
【具体实施方式】
[0027]下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。但这些实施例仅限于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。
[0028]实施例一
[0029]1.原料准备:
[0030]①制备植物源提取物:采集谷精草18kg、鹿蹄草53kg、兰香草29kg分别去杂,洗净,干燥,粉碎成粗粉后混合,加入粗粉9倍量蒸馏水,65°C保温提取2.5h,离心、过滤,得到滤渣和滤液A,在滤渣中加入滤渣12倍量浓度为85wt%的乙醇溶液,60°C保温提取2h,离心、过滤,得到滤液B,合并滤液A和滤液B,过AB-8大孔树脂柱吸附,先用水洗,弃去水洗液,再用浓度为75wt %的乙醇溶液洗脱,收集洗脱液,减压浓缩,喷雾干燥,得到植物源提取物;
[0031]②制备纳米黄土:采集一定量的黄土缓慢置于已加入15倍该黄土重量的水容器中,滴加入占黄土重量6 %的浓度为20wt %的氢氧化钠溶液和0.9 %的碳酸钠,在55°C下搅拌反应3.5h,再加入适量醋酸调