CN100411867C

CN100411867C - 一种抗菌复合板及其制备方法

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Publication number: CN100411867C
Application number: CNB2005100309904A
Authority: CN
Inventors: 朱新生; 高强; 曹超; 段浩
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2005-11-03
Filing date: 2005-11-03
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2025-11-03
Also published as: CN1792633A

Abstract

本发明涉及一种抗菌复合板及其制备方法，它以水硬性胶凝材料为基层，通过聚合物混凝土过渡层，与添加了抗菌剂的高分子材料覆面层复合而成，其抗菌剂的主要成分为无机抗菌剂银沸石、银活性炭等，有机化合物抗菌剂季铵盐类、酚醚类、有机金属类等，高分子抗菌剂壳聚糖类、聚己内酰脲类等。抗菌剂经与稀释剂、偶联剂、嵌段共聚物或超分散剂进行表面预处理后，更均匀地分散于覆面层中，经试验表明，它能有效地抑制微生物繁殖，抗菌效果明显，达到长期卫生、安全的目的；同时综合了混凝土、高分子材料等的防火、力学和耐腐蚀性能，可广泛应用于化学、化工、制药等领域。

Description

一种抗菌复合板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种结构复合板及其制备方法，特别涉及一种具有耐腐蚀、难燃、抗菌性能的高分子材料层和无机材料层复合的结构复合板及其制备方法。

背景技术

随着经济的快速发展，目前，健康卫生的现代消费理念逐渐形成。抗菌制品被世界公认为跨世纪的环保和健康产品，我国抗菌材料制品市场呈现需求旺盛的态势，尤其是具有耐腐、难燃、抗菌性能的板材，在家电、纺织、日用品、建材方面得到了广泛的应用。

在现有技术中，公开号为CN1454776的中国发明专利“一种抗菌防火板及其制造方法”中，提供了一种以含有由酚醛树脂浸渍纸为基材的防火层，在该基材的表面粘合抗菌层的防火板及其制造方法，其抗菌层以附着杀菌剂银离子、锌离子的三聚氰胺甲醛树脂浸渍装饰纸为基材，通过纳米级羟基磷灰石载体，与三聚氰胺甲醛树脂反应生成网状结构整体，从而实现抗菌作用，但由于它的杀菌剂是附着于三聚氰胺甲醛树脂表面，因此，在耐洗性、使用寿命等方面存在着不足。

公开号为CN 1654202的中国发明专利“耐腐蚀难燃结构复合板及其制备方法”中，采用了先浇注热固性树脂装饰覆面层，再现浇混凝土增强基层进而制得结构复合板的成型技术工艺，板材具有优异的耐腐蚀、难燃等性能，但不具备抗菌性能，因此，它的应用范围受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种不仅具有耐腐蚀、难燃性能，且抗菌性能优良的复合板及其制备方法。

实现本发明目的技术方案是：一种抗菌复合板，它以水硬性胶凝材料为基层，通过聚合物混凝土过渡层，与高分子材料覆面层复合而成，其特征在于：所述的高分子材料覆面层中，含有1～50份抗菌剂，其主要成分为无机抗菌剂银沸石、银活性炭、银硅胶、银玻璃珠、银羟基磷灰基抗菌剂、磷酸钛盐、纳米氧化物，或有机化合物抗菌剂季铵盐类、酚醚类、苯酚类、双胍类、异噻唑类、吡咯类、有机金属类、咪唑类、吡啶类、噻唑类，或高分子抗菌剂壳聚糖类、聚己内酰脲类、聚吡啶类、聚噻唑类及其组合。

一种抗菌复合板的制备方法，它包括如下步骤：(1)在热固性树脂中加入填料、增强材料、增韧材料、阻燃剂，再经固化体系固化成型，制成高分子材料覆面层；按重量计，各组分的比例为：100份树脂、10～250份填料、0～100份增强材料、0～100份增韧材料、10～200份阻燃剂、1～50份固化剂；(2)用热固性树脂、水硬性胶凝材料、填料混合制成聚合物混凝土，经固化体系固化，在高分子材料覆面层上形成聚合物混凝土过渡层；按重量计，各组分的比例为：100份热固性树脂、0～500份水硬性胶凝材料、50～500份填料、1～50份固化体系；(3)水硬性胶凝材料、细集料、粗集料及增强材料混合后现浇于过渡层上，经养护后，制作成结构复合板；按重量计，各组分的比例为：100份水硬性胶凝材料、50～300份细集料、50～500份粗集料、0～70份增强材料；其特征在于：在所述的高分子材料覆面层制备过程中，热固性树脂中还加入了1～50份无机抗菌剂或有机化合物抗菌剂或高分子抗菌剂及它们的组合，其中，无机抗菌剂、高分子抗菌剂先进行表面预处理，所述的表面预处理的方法是：将其与稀释剂、偶联剂或嵌段共聚物或超分散剂在室温下充分混合均匀至浆状或膏状；所述的偶联剂重量为抗菌剂的0.5～10％，超分散剂或嵌段共聚物占抗菌剂重量的1～20％。

所述偶联剂包括有机硅偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂及其组合；所述稀释剂包括苯的同系物、丙酮、石油醚、液体石蜡、溶剂油。

在本发明的技术方案中，采用偶联剂、嵌段共聚物或超分散剂对无机抗菌剂、高分子抗菌剂进行预处理，是因为这些助剂具有双亲特性，它们使无机抗菌剂、高分子抗菌剂能够与有机树脂良好的结合，减少细微无机粉末间的团聚作用，使其分散均匀，达到用量少效率高的目的。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、本发明以水硬性胶凝材料为基材，高分子材料为覆面层，并在覆面层中加入了抗菌剂，使抗菌成分能及时通过接触杀菌或抑制材料表面的微生物繁殖，进而达到长期卫生、安全的目的，具有抗菌效果长久、耐洗涤、经济、方便等特点。

2、本发明涉及的结构复合板中使用的抗菌剂经偶联剂预处理或超分散处理，使抗菌剂更均匀地分散于高分子材料，抗菌性效果明显提高，优于现有同类板材。

3、本发明所提供的一种具有耐腐蚀、难燃、抗菌性能的结构复合板的制备工艺可行，操作方便，无特殊的设备要求，生产过程污染少，推广应用后必将产生良好的社会和经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例所述的一种抗菌复合板的结构示意图；

图2是用于抗菌试验的空白试验，带菌水(无复合板)的长菌现象照片；

图3是未加入抗菌剂的复合板在抗菌试验时的长菌现象照片；

图4是按本发明技术方案制备的抗菌复合板在抗菌试验时长菌现象照片；

其中，[1]为水硬性胶凝材料基材；[2]为聚合物混凝土过渡层；[3]为高分子材料覆面层。

具体实施方式

实施例一：

本实施例选用氧化银作为抗菌剂，先对抗菌剂氧化银进行偶联剂预处理，将其与稀释剂石油醚、有机硅偶联剂KH560，混合至膏状，有机硅偶联剂KH560占氧化银重量的1％，室温条件下，在球磨机中粉碎30分钟，使其混合均匀。

参见附图1，制备一种以水硬性胶凝材料为基层、聚合物混凝土为过渡层、高分子材料为覆面层的抗菌复合板，其方法是：将酚醛树脂和环氧树脂的混合树脂其重量比例为1∶1、400目滑石粉、碳黑、阻燃剂聚磷酸铵、玻璃纤维、阻燃剂六溴环十二烷、抗菌剂氧化银按100∶120∶1∶30∶1∶10∶3重量混合并搅拌均匀，然后加入固化剂二乙烯三胺，其用量占树脂重量比例为15％，搅拌均匀后倒入模具中在室温下自然固化20～40min后，再在90℃温度下固化100min，制备成高分子材料覆面层[3]，厚度为3mm。

将上述混合树脂及二乙烯三胺与425号硅酸盐水泥以1∶4重量配比混合均匀制成过渡层，其中固化剂与混合树脂比例同上，均匀覆盖于覆面层上，厚度约2mm，在100℃下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层[2]。

将硅酸盐水泥、粗集料、细集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均匀混合，现浇于过渡层上，室温下放置12h后，蒸汽养护4～5h，制备成水硬性胶凝材料基层[1]厚度为30mm。

从模具中取出板材，于室温下放置2～3天，制成一种以水硬性胶凝材料为基材，聚合物混凝土为过渡层，高分子材料为覆面层的具有耐腐蚀、难燃、抗菌性能的结构复合板。

实施例二：

本实施例选用磷酸银作为抗菌剂，先对抗菌剂磷酸银进行超分散预处理，将其与稀释剂丙酮、超分散剂，混合至膏状，超分散剂占氧化银重量的1.5％，室温条件下，在球磨机中粉碎60分钟，使其混合均匀。

参见附图1，制备一种以水硬性胶凝材料为基层、聚合物混凝土为过渡层、高分子材料为覆面层的抗菌复合板，其方法是：将不饱和树脂和环氧树脂混合树脂，其重量比例为1∶1、500目高岭土、铁黄、阻燃剂聚磷酸铵、聚丙烯纤维、阻燃剂溴化环氧树脂、抗菌剂磷酸银按100∶100∶1∶40∶1∶20∶3重量比例混合后搅拌均匀，然后加入固化体系为三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴，其重量比例为1∶1∶1，其用量占树脂重量比例为15％，搅拌均匀后倒入模具中在20℃下自然固化20～40min后，在70℃温度下固化40min，制备成高分子材料覆面保护层[3]，厚度为3mm。

将上述热固性树脂及固化体系三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴与上述混凝土重量比例以1∶3配比混合均匀制成过渡层，其中三乙胺、过氧甲乙酮和环烷酸钴重量比例为1∶1∶1，混凝土组分与比例同上，均匀覆盖于覆面层上厚度约2mm，在70℃温度下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层[2]。

将硅酸盐水泥、粗集料、细集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均匀混合，现浇于中间过渡层上，20℃下放置12h后，沸水养护4～5h，制备成水硬性胶凝材料基层[1]厚度为30mm。

从模具中取出板材，于20℃下放置2～3天，制成一种以水硬性胶凝材料为基材，聚合物混凝土为过渡层，高分子材料为覆面层的具有耐腐蚀、难燃、抗菌性能的结构复合板。

实施例三：

本实施例选用银沸石作为抗菌剂，先对抗菌剂银沸石进行超分散预处理，银沸石与甲苯、超分散剂混合至膏状，超分散剂占银沸石重量的2％，室温条件下，在球磨机中粉碎60分钟。

参见附图1，制备一种以水硬性胶凝材料为基层、聚合物混凝土为过渡层、高分子材料为覆面层的抗菌复合板，其方法是：以酚醛树脂和不饱和树脂的混合树脂，其重量比例为1∶1、400目碳酸钙、铬黄、阻燃剂氢氧化镁、聚丁二烯二元醇、阻燃剂氯化石蜡-70、抗菌剂银沸石按100∶120∶1∶30∶5∶15∶3重量比例混合后搅拌均匀，然后加入二甲基苯胺与过氧化苯甲酰，其重量比例为1∶1，其用量占树脂重量比例10％，搅拌均匀后倒入模具中在20℃下自然固化20～40min后，在100℃温度下固化40min，制备成高分子材料覆面保护层[3]，厚度为3mm。

将上述热固性树脂、二甲基苯胺、过氧化苯甲酰与上述混凝土以1∶1重量配比混合均匀制成过渡层，其中二甲基苯胺与过氧化苯甲酰重量比例1∶1，其重量份额占混合树脂的10％，混凝土组分同上，均匀覆盖于覆面层上厚度约2mm，在100℃温度下放置10min，制备成聚合物混凝土过渡层[2]。

将铝酸盐水泥、粗集料、细集料、水按1∶2∶4∶0.5重量比例均匀混合，现浇于过渡层上，20℃下放置12h后，蒸汽养护4～5h，制备成聚合物混凝土过渡层[1]。厚度为30mm。

按上述实施例一、二、三所提供的技术方案制备的抗菌复合板，具有良好的抗菌性能。参见附图2、3和4，图2是用于抗菌试验的空白试验，带菌水(无复合板)的长菌现象照片；图3是未加入抗菌剂的复合板在抗菌试验时的长菌现象照片；图4是按本发明技术方案制备的抗菌复合板在抗菌试验时的长菌现象照片。抗菌试验按照GB15979-2002标准，由图2可见，带菌水经在含有营养液的琼脂下，在37℃下培养24小时后显示出长菌现象；由图3可见，未加入抗菌剂的复合板经在上述相同的条件下试验，显示出长菌现象；由图4可见，按本发明技术方案制备的抗菌复合板在上述相同的条件下试验，复合板上未显示出长菌现象。

表1是按本发明实施例一、二和三的技术方案制备的抗菌复合板测试样品1^#、2^#和3^#具有的耐腐蚀、阻燃、抗菌性能的测试结果。由表1可知，抗菌复合板除能够抗菌外，还具有优异的耐腐蚀、阻燃性能，因此，该结构复合板具有很高的性价比，可广泛应用于化学、化工、制药等领域及其它对耐腐蚀、阻燃、抗菌、装饰性和力学性能要求高的分析与试验场所，以及耐水、抗污染性、装饰性和耐擦洗等要求高的厨卫场合。

表1：

Claims

1. 一种抗菌复合板的制备方法，它包括如下步骤：(1)在热固性树脂中加入填料、增强材料、增韧材料、阻燃剂，再经固化体系固化成型，制成高分子材料覆面层；按重量计，各组分的比例为：100份树脂、10～250份填料、0～100份增强材料、0～100份增韧材料、10～200份阻燃剂、1～50份固化剂；(2)用热固性树脂、水硬性胶凝材料、填料混合制成聚合物混凝土，经固化体系固化，在高分子材料覆面层上形成聚合物混凝土过渡层；按重量计，各组分的比例为：100份热固性树脂、0～500份水硬性胶凝材料、50～500份填料、1～50份固化体系；(3)水硬性胶凝材料、细集料、粗集料及增强材料混合后现浇于过渡层上，经养护后，制作成结构复合板；按重量计，各组分的比例为：100份水硬性胶凝材料、50～300份细集料、50～500份粗集料、0～70份增强材料；其特征在于：在所述的高分子材料覆面层制备过程中，热固性树脂中还加入了1～50份无机抗菌剂或有机化合物抗菌剂或高分子抗菌剂及它们的组合，其中，无机抗菌剂、高分子抗菌剂先进行表面预处理，所述的表面预处理的方法是：将其与稀释剂、偶联剂或嵌段共聚物或超分散剂在室温下充分混合均匀至浆状或膏状；所述的偶联剂重量为抗菌剂的0.5～10％，超分散剂或嵌段共聚物占抗菌剂重量的1～20％。

2. 根据权利要求1所述的一种抗菌复合板的制备方法，其特征在于：所述偶联剂包括有机硅偶联剂、钛酸酯偶联剂、有机铬偶联剂、铝酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂及其组合。