CN104961992A - 一种医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料及其制备方法和应用 - Google Patents

一种医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料，由以下组分按照重量分数制备而成：纳米银改性聚氯乙烯树脂50～100份，导电导热介质材料40～60份，填充剂5～15份，改性剂8～15份，稳定剂8～10份，增塑剂0～15份，抗氧剂3～5份，紫外线吸收剂0.2～0.5份，螯合剂0.5～1.5份，润滑剂0.5～1.5份。本发明经过纳米银原位聚合工艺得到的改性聚氯乙烯基础树脂，具有非常良好的导电、导热和抑菌、杀菌性能(抗菌率可达到99％以上)，同时添加经过特殊处理的导电导热介质材料制备的高导电导热聚氯乙烯树脂可使材料的体积电阻率达到为10-2左右，导热率达到4W/(m.K)以上。本发明工艺简洁，生产效率高，无污染废物。

Description

一种医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及改性塑料领域，特别涉及一种可用于医疗、航空、航天领域的抗菌、导电、导热聚氯乙烯树脂材料及其制备方法和应用。
背景技术
目前常用的导电导热塑料通常是尼龙、PET等塑料添加导电、导热介质加工而成，具有较好的导电、导热性能，但是其原料成本高，耐化学性能差，导电导热性能低(通常体积电阻率为105左右，导热率3～4W/(m.K)左右)。聚氯乙烯(PVC)具有优良的耐腐蚀性、阻燃性、和机械强度，被广泛用于医药、建筑、化工、冶金、造船、电器、纺织等领域。而在医疗、航空航天领域除了通常需要的高导电、导热功能外，还需要有较好的强度和韧性，同时也需要良好的抗菌、抑菌等功能，但目前很少有同时满足上述要求的材料。因此，我们开发了可用于医疗、航空航天领域的具有抗菌性能的导电导热材料。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于：提供一种可用于医疗、航空、航天领域的抗菌、导电、导热聚氯乙烯树脂材料及其制备方法和应用。
一种抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料，由以下组分按照重量分数制备而成：
纳米银改性聚氯乙烯树脂50～100份，导电导热介质材料40～60份，填充剂5～15份，改性剂8～15份，稳定剂8～10份，增塑剂0～15份，抗氧剂3～5份，紫外线吸收剂0.2～0.5份，螯合剂0.5～1.5份，润滑剂0.5～1.5份。
在上述方案的基础上，
所述导电导热介质材料由改性碳纳米管、改性石墨烯和改性氮化铝复配而成；
所述填充剂为碳酸钙、滑石粉和钛白粉中的一种或几种；
所述稳定剂为钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂和水滑石稳定剂中的一种或几种；
所述改性剂为CPE、ACR和MBS中的一种或几种；
所述增塑剂为DOA、DOP、DBP、芳烃油、多元醇、环氧大豆油和氯化石蜡中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂CA、抗氧剂264、抗氧剂2246和抗氧剂1076中的一种或几种；
所述紫外线吸收剂为三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD和OBS中的一种或几种；
所述螯合剂为亚磷酸三苯酯、亚磷酸苯二异辛酯和亚磷酸二苯辛酯中的一种或几种；
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、石蜡、硅油和单甘酯中的一种或几种。
在上述方案的基础上，所述纳米银改性聚氯乙烯树脂由以下方法制备而成：
1)在反应釜中加入无离子水，以及分散剂、助分散剂、消泡剂、缓冲剂、稳定剂、链调节剂，搅拌均匀，加入纳米银，继续搅拌并密封抽真空至-0.08～-0.09MPa，密闭加入氯乙烯单体(VCM)和引发剂，搅拌升温至40～60℃，压强控制在0.5～1.0MPa，控制反应温差±0.5℃下反应10～20hr，待反应压力下降0.1MPa时加入终止剂继续反应30min；
2)聚合反应结束后抽真空至-0.08～-0.09MPa30min，回收多余单体；然后再升温至80～90℃，负压煮沸2～3hr，排出残余单体；
3)排出残余单体后将反应浆料放入离心机离心脱水，加无离子水清洗2～3遍，再离心脱水，放入40～50℃的沸腾干燥床内干燥2hr。
在上述方案的基础上：
所述分散剂为醇解度为50～88的聚乙烯醇和/或甲基纤维素；
所述助分散剂为醇解度为30～50的聚乙烯醇；
所述消泡剂为聚硅氧烷、有机硅和聚醚中的一种或几种；
所述缓冲剂为氨水和/或碳酸氢铵；
所述稳定剂为有机锡和/或EDTA；
所述链调节剂为1-氯-1-碘烷、巯基乙醇和邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种或几种；
所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化特戊酸叔己酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化新癸酸异丙苯酯和过氧化新癸酸叔丁酯等中的一种或几种；
所述终止剂为丙酮缩氨基硫脲(ATSC)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和哌啶醇氧化物中的一种或两种。
在上述方案的基础上，所述导电导热介质材料由以下方法制备而成：
1)碳纳米管的制备
a、将催化剂溶于无水乙醇中制备催化剂前驱混合溶液，然后将混合溶液均匀涂抹在基材表面，自然晾干，备用；
所述催化剂为镍或镁的硝酸盐；
所述基材为铜或硅；
b、将上述基材放入直流等离子体化学气相沉积设备中的沉积台上，基材与沉积台间有锡丝；
c、关闭真空室抽真空，当真空度达到-0.1pa时，向真空室内通入氩气和氢气，流量分别为2～4L/min和8～10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为100～130A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在2500～4000Pa，反应5～15min，制得Ni/MgO催化剂；
d、在保持氩气流条件下，逐步减小氢气流量至4～5L/min，然后通入碳氢化合物，在2500～4000Pa压力和700～1000℃下进行反应20～30min左右，在Ni/MgO表面即可得到碳纳米管，收集备用；
所述碳氢化合物为天然气、甲烷、乙烷、乙烯或乙炔；
2)碳纳米管改性 
将表面改性剂加入无离子水中，配制成30～40mg/ml的溶液，然后将制备的碳纳米管加入溶液中，采用功率为40～250W超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润；然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制备出的改性碳纳米管材料，备用；
3)石墨烯表面改性处理
a、首先将石墨烯加入到添加表面活性剂的水溶液中，通入低频高压脉冲电流，制备出具有良好亲水性的水溶性石墨烯；
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酰胺；
b、将制备好的水溶性石墨烯溶液加入到5～10％的氢氧化钠溶液，用超声分散，再加入过量的氯乙酸，继续反应，离心，真空干燥得到表面改性处理的石墨烯粉末，备用；
4)氮化铝表面处理
将氮化铝粉末加入到表面改性剂的溶液中，在80℃下搅拌反应3-4小时；处理后将产品抽滤，干燥，备用；
所述表面改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
一种如上所述的高导电导热聚氯乙烯树脂材料的制备方法，具体步骤如下：
1)将制备好的纳米银改性聚氯乙烯树脂、导电导热介质材料、改性剂、稳定剂等加入到高混机中，高速搅拌升温；待温度升到80～90℃时加入填充剂，抗氧剂，紫外线吸收剂，螯合剂，润滑剂等继续搅拌升温，期间缓慢加入增塑剂；待温度升到115～125℃时放入冷搅机中搅拌降温，待物料温度降到60℃左右时降到低速搅拌继续降温到室温；
2)将冷却好的混合料输送至挤出机，挤出机温度为150～170℃，挤出压力0.3～0.4MPa，挤出速度20～30m/min，干燥温度为50～60℃。
本发明的有益效果是：
本发明经过纳米银原位聚合工艺得到的改性聚氯乙烯基础树脂，具有非常良好的导电、导热和抑菌、杀菌性能(抗菌率可达到99％以上)，同时添加经过特殊处理的导电导热介质材料制备的高导电导热聚氯乙烯树脂可使材料的体积电阻率达到为10-2左右，导热率达到4W/(m.K)以上，同时由于具有优秀的抑菌、杀菌性能，可应用于医疗、生物、航空航天等领域的抗菌导电密封或设备导电橡胶器件；也可以在化工、轨道交通、新能源、电子等领域设备内部密封或减震橡胶垫，具有导电或电·磁屏蔽，及耐油、耐老化特性；以及纺织、轻工等领域的纤维、包装等；应用广泛。
本发明工艺简洁，生产效率高，无污染废物。纳米银通过原位聚合可均匀分散在材料中，同时导电导热介质通过特殊处理能与聚氯乙烯树脂材料均匀混合且很好的相融，使得材料的导电导热和除菌效果稳定。另外，可根据产品的用途设定聚氯乙烯的粘数，从而得到相应物理机械性能的专用导电导热材料。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施实例仅仅是本发明的简单例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式和结果如下：
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1：
1、将20.3g硝酸镍和17.9g硝酸镁溶于100ml无水乙醇中制得混合催化剂前驱溶液，配成硝酸镍和硝酸镁都是0.7mol/L的1:1混合溶液。将配置好的前驱溶液均匀涂于铜片基材上，自然晾干；
2、将锡丝缠绕后垫于基材下，放入直流等离子体化学气相沉积设备腔内的沉积台上。关闭真空室并打开真空泵抽真空，当真空度达到0.1pa时，向真空室通入氩气和氢气。氩气和氢气流量分别为4L/min和10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为120A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在3000Pa，反应8min，制得Ni/MgO催化剂；
3、在保持氩气流条件下，逐步减小氢气流量至5L/min，然后通入乙炔，在3500Pa压力和1000℃下进行反应30min，在Ni/MgO表面即可得到碳纳米管，收集备用；
4、将钛酸酯偶联剂加入无离子水中，配制成30mg/ml的溶液，然后将制备的碳纳米管加入溶液中，采用功率为150W超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润。然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制备出的改性碳纳米管材料备用；
5、将100g石墨烯加入到100ml添加2％十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，搅拌均匀，通入50HZ 15KV低频高压脉冲电流30min。然后将该溶液加入到200ml10％的氢氧化钠溶液中，用超声分散，再加入过量的氯乙酸，继续反应2hr，离心，真空干燥得到表面改性处理的石墨烯粉末，备用；
6、将2.5g硅烷偶联剂和100ml丙酮溶液加入具有回流和搅拌装置的四口烧瓶中，升温至80℃，加入50g氮化铝粉末，继续搅拌回流3.5小时，反应结束后抽滤，50℃真空干燥，制备出表面处理的氮化铝材料备用；
7、在35L反应釜中加入14.5kg无离子水，加入250ml含量为1％的醇解度为85.6的聚乙烯醇分散剂以及150ml含量为1％的甲基纤维素R50，1.6ml含量30％的醇解度为47的聚乙烯醇、2ml消泡剂甲基有机硅、5.3g碳酸氢铵、2ml氨 水、1gEDTA、1.5g有机锡TM181、1.7g巯基乙醇，搅拌均匀，加入1800g直径为25nm浓度为50％的纳米银溶液，继续搅拌并密封抽真空至0.09MPa，密闭加入9.5kg乙烯法氯乙烯单体(VCM)以及3g50％的过氧化新癸酸异丙苯酯和7.4g50％的过氧化新庚酸叔丁酯，搅拌升温至60℃反应温度，反应釜压力为0.96MPa，控制反应温差±0.5℃下反应5hr；再降温至53℃，反应釜压力为0.81MPa，控制反应温差±0.5℃下再反应5hr，待反应压力下降至0.71MPa时加入6g终止剂哌啶醇氧化物和4gβ-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯终止反应，继续搅拌30min后抽真空至-0.08Mpa，将剩余单体回收至单体回收罐待处理。然后将反应浆料继续升温至90℃，抽负压至-0.01左右煮沸3hr，将汽提出的单体回收至单体回收罐待处理，保证残余单体全部排出。
8、将处理完毕的反应浆料放入到D100离心机中离心脱水，并用无离子水冲洗3次，然后将脱水后的材料放入沸腾干燥床内干燥，控制干燥温度为50℃干燥2小时。
9、将5kg制备好的纳米银改性聚氯乙烯树脂、1000g改性碳纳米管、1000g改性石墨烯、400g改性氮化铝、200g氯化聚乙烯(CPE)改性剂、300gACR改性剂及200g钙锌稳定剂和300g稀土稳定剂加入到高混机中，设定转速1460转/分钟高速搅拌升温；待温度升到90℃时加入500g碳酸钙、80g抗氧剂264和70g抗氧剂1076、50g氯化石蜡继续搅拌1min，然后加100g钛白粉、10g三嗪-5和20g UV-9、12g亚磷酸三苯酯和15g亚磷酸苯二异辛酯、15g硬脂酸、15g石蜡和20g硬脂酸钙及50gDOP等继续搅拌升温；待温度升到122℃时放入冷搅机中搅拌降温，转速为1460转/分钟，待物料温度降到60℃左右时降到低速130转/分钟搅拌继续降温到室温。
10、将挤出机温度设定为第一段175℃第二段165℃第三段155℃，机头温度为185℃，加入混合好的混合料，调整挤出压力0.34MPa，挤出速度22m/min，挤出造粒，物料经干燥风箱在干燥温度为50℃干燥，得到医药级高导电导热聚氯乙烯树脂材料产品，收集。
11、将造粒好的医药级高导电导热聚氯乙烯树脂材料加入到注塑机中，调整注塑温度第一段190℃第二段195℃第三段175℃，注塑试片测试。
上述制备的医药级高导电导热聚氯乙烯树脂性能如表1所示：
表1医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料性能表
实施例2
1、改性碳纳米管、石墨烯及氮化铝的制备和表面处理与实例1中1～6步相同。
2、在35L反应釜中加入14.5kg无离子水，加入350ml含量为1％的醇解度为78的聚乙烯醇分散剂以及200ml含量为1％的甲基纤维素E50，8.6ml含量40％的醇解度为47的聚乙烯醇、2ml聚硅氧烷和甲基有机硅1:1混合消泡剂、5.3g碳酸氢铵、2ml氨水、1gEDTA、1.2g有机锡TM181、10.3g邻苯二甲酸二烯丙酯，搅拌均匀，加入2000g直径为25nm浓度为50％的纳米银溶液，继续搅拌并密封抽真空至-0.08MPa，密闭加入9.5kg乙烯法氯乙烯单体(VCM)以及10ml50％的过氧化新癸酸异丙苯酯和8ml50％的过氧化新癸酸叔丁酯，搅拌升温至53℃反应温度，反应釜压力为0.81MPa，控制反应温差±0.5℃下反应5hr；再降温至47.5℃，反应釜压力为0.64MPa，控制反应温差±0.5℃下再反应5hr，待反应压力下降至0.54MPa时加入5g终止剂哌啶醇氧化物和5gβ-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯终止反应，继续搅拌30min后抽真空至-0.08Mpa，将剩余单体回收至单体回收罐待处理。然后将反应浆料继续升温至80℃，抽负压至-0.01左右煮沸3hr，将汽提出的单体回收至单体回收罐待处理，保证残余单体全部排出。
3、将处理完毕的反应浆料放入到D100离心机中离心脱水，并用无离子水冲洗3次，然后将脱水后的材料放入沸腾干燥床内干燥，控制干燥温度为40℃干燥2小时。
4、将5kg制备好的纳米银改性聚氯乙烯树脂、1100g改性碳纳米管、1100g改性石墨烯、600g改性氮化铝、300g氯化聚乙烯改性剂、200gACR改性剂、100gMBS及200g钙锌稳定剂、200g有机锡稳定剂和100g稀土稳定剂加入到高混机中，设定转速1460转/分钟高速搅拌升温；待温度升到90℃时加入600g碳酸钙、40g抗氧剂CA、30g抗氧剂2246和70g抗氧剂1076、100g环氧大豆油和200gDOA继续搅拌1min，然后加100g滑石粉、10g三嗪-5和20g UV-9、10g亚磷酸三苯酯和15g亚磷酸苯二异辛酯、20g硬脂酸、15g石蜡和15g硬脂酸钙及400gDOP等继续搅拌升温；待温度升到120℃时放入冷搅机中搅拌降温，转速为1460转/分钟，待物料温度降到60℃左右时降到低速130转/分钟搅拌继续降温到室温。
5、将挤出机温度设定为第一段170℃第二段160℃第三段150℃，机头温度为180℃，加入混合好的混合料，调整挤出压力0.30MPa，挤出速度25m/min，挤出造粒，物料经干燥风箱在干燥温度为60℃干燥，得到医药级高导电导热聚氯乙烯树脂材料产品，收集。
6、将造粒好的医药级高导电导热聚氯乙烯树脂材料加入到注塑级中，调整注塑温度第一段185℃第二段190℃第三段170℃注塑试片测试。
上述制备的医药级高导电导热聚氯乙烯树脂性能如表2所示：
表2医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料性能表
上述参照实施例的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料，其特征在于：
由以下组分按照重量分数制备而成：
纳米银改性聚氯乙烯树脂50～100份，导电导热介质材料40～60份，填充剂5～15份，改性剂8～15份，稳定剂8～10份，增塑剂0～15份，抗氧剂3～5份，紫外线吸收剂0.2～0.5份，螯合剂0.5～1.5份，润滑剂0.5～1.5份。
2.根据权利要求1所述的医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料，其特征在于：
所述导电导热介质材料由改性碳纳米管、改性石墨烯和改性氮化铝复配而成；
所述填充剂为碳酸钙、滑石粉和钛白粉中的一种或几种；
所述稳定剂为钙锌稳定剂、有机锡稳定剂、稀土稳定剂和水滑石稳定剂中的一种或几种；
所述改性剂为CPE、ACR和MBS中的一种或几种；
所述增塑剂为DOA、DOP、DBP、芳烃油、多元醇、环氧大豆油和氯化石蜡中的一种或几种；
所述抗氧剂为抗氧剂CA、抗氧剂264、抗氧剂2246和抗氧剂1076中的一种或几种；
所述紫外线吸收剂为三嗪-5、UV-9、UV-326、TBS、BAD和OBS中的一种或几种；
所述螯合剂为亚磷酸三苯酯、亚磷酸苯二异辛酯和亚磷酸二苯辛酯中的一种或几种；
所述润滑剂为硬脂酸、硬脂酸钙、石蜡、硅油和单甘酯中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料，其特征在于：所述纳米银改性聚氯乙烯树脂由以下方法制备而成：
1)在反应釜中加入无离子水，以及分散剂、助分散剂、消泡剂、缓冲剂、稳定剂、链调节剂，搅拌均匀，加入纳米银，继续搅拌并密封抽真空至-0.08～-0.09MPa，密闭加入氯乙烯单体(VCM)和引发剂，搅拌升温至40～60℃，控制压力为：0.5～1.0MPa，控制反应温差±0.5℃下反应10～20hr，待反应压力下降0.1MPa时加入终止剂继续反应30min；
2)聚合反应结束后抽真空至-0.08～-0.09MPa30min，回收多余单体；然后再升温至80～90℃，负压煮沸2～3hr，排出残余单体；
3)排出残余单体后将反应浆料放入离心机离心脱水，加无离子水清洗2～3遍，再离心脱水，放入40～50℃的沸腾干燥床内干燥2hr。
4.根据权利要求3所述的医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料，其特征在于：
所述分散剂为醇解度为50～88的聚乙烯醇和/或甲基纤维素；
所述助分散剂为醇解度为30～50的聚乙烯醇；
所述消泡剂为聚硅氧烷、有机硅和聚醚中的一种或几种；
所述缓冲剂为氨水和/或碳酸氢铵；
所述稳定剂为有机锡和/或EDTA；
所述链调节剂为1-氯-1-碘烷、巯基乙醇和邻苯二甲酸二烯丙酯中的一种或几种；
所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化特戊酸叔己酯、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化新癸酸异丙苯酯和过氧化新癸酸叔丁酯等中的一种或几种；
所述终止剂为丙酮缩氨基硫脲(ATSC)、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和哌啶醇氧化物中的一种或两种。
5.根据权利要求1-4所述的医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料，其特征在于：
1、所述导电导热介质材料由以下方法制备而成：
1)碳纳米管的制备
a、将催化剂溶于无水乙醇中制备催化剂前驱混合溶液，然后将混合溶液均匀涂抹在基材表面，自然晾干，备用；
所述催化剂为镍或镁的硝酸盐；
所述基材为铜或硅；
b、将上述基材放入直流等离子体化学气相沉积设备中的沉积台上，基材与沉积台间有锡丝；
c、关闭真空室抽真空，当真空度达到0.1pa时，向真空室内通入氩气和氢气，流量分别为2～4L/min和8～10L/min，启动直流电弧，调节弧电流为100～130A，调节排气阀和真空室调节阀，使真空室内压强稳定在2500～4000Pa，反应5～15min，制得Ni/MgO催化剂；
d、在保持氩气流条件下，逐步减小氢气流量至4～5L/min，然后通入碳氢化合物，在2500～4000Pa压力和700～1000℃下进行反应20～30min左右，在Ni/MgO表面即可得到碳纳米管，收集备用；
所述碳氢化合物为天然气、甲烷、乙烷、乙烯或乙炔；
2)碳纳米管改性
将表面改性剂加入无离子水中，配制成30～40mg/ml的溶液，然后将制备的碳纳米管加入溶液中，采用功率为40～250W超声波水浴处理，使碳纳米管被表面改性剂浸润；然后过滤，采用冷冻真空进行干燥，制备出的改性碳纳米管材料，备用；
3)石墨烯表面改性处理
a、首先将石墨烯加入到添加表面活性剂的水溶液中，通入低频高压脉冲电流，制备出具有良好亲水性的水溶性石墨烯；
所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚甲基丙烯酸或聚丙烯酰胺；
b、将制备好的水溶性石墨烯溶液加入到5～10％的氢氧化钠溶液，用超声分散，再加入过量的氯乙酸，继续反应，离心，真空干燥得到表面改性处理的石墨烯粉末，备用；
4)氮化铝表面处理
将氮化铝粉末加入到表面改性剂的溶液中，在80℃下搅拌反应3-4小时；处理后将产品抽滤，干燥，备用；
所述表面改性剂为硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂。
6.一种根据权利要求1-5任一项所述的医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
1)将制备好的纳米银改性聚氯乙烯树脂、导电导热介质材料、改性剂、稳定剂等加入到高混机中，高速搅拌升温；待温度升到80～90℃时加入填充剂，抗氧剂，紫外线吸收剂，螯合剂，润滑剂等继续搅拌升温，期间缓慢加入增塑剂；待温度升到115～125℃时放入冷搅机中搅拌降温，待物料温度降到60℃左右时降到低速搅拌继续降温到室温；
2)将冷却好的混合料输送至挤出机，挤出机温度为150～170℃，挤出压力0.3～0.4MPa，挤出速度20～30m/min，干燥温度为50～60℃。
7.权利要求6制备的医疗及航空航天用抗菌导电导热聚氯乙烯树脂材料的应用，其特征在于：具体的应用为：
1)医疗、生物、航空航天等领域的抗菌导电密封或设备导电橡胶器件；
2)也可以在化工、轨道交通、新能源、电子等领域设备内部密封或减震橡胶垫，具有导电或电·磁屏蔽，及耐油、耐老化特性；
3)以及纺织、轻工等领域的纤维、包装等。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105419170A (zh) * 2016-01-12 2016-03-23 芜湖航天特种电缆厂股份有限公司 一种新型抗压耐火电缆料
CN105504707A (zh) * 2016-02-24 2016-04-20 江苏美奥新材料有限公司 一种导热增韧阻燃增强的pbt塑料及其制备方法
CN105977055A (zh) * 2016-06-24 2016-09-28 安徽江威精密制造有限公司 一种环保可降解的超级电容器隔膜材料
CN106221060A (zh) * 2016-07-28 2016-12-14 张哲夫 一种聚丙烯酰胺改性聚氯乙烯及其制备方法
CN106543593A (zh) * 2016-10-28 2017-03-29 苏州富通高新材料科技股份有限公司 一种纳米pvc饮用水管材料及其制备方法
CN109912982A (zh) * 2019-03-21 2019-06-21 山西大医院（山西医学科学院） 一种具有抗菌性的生物医用硅橡胶

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1861676A (zh) * 2005-05-13 2006-11-15 上海君江科技有限公司 一种防静电聚氯乙烯复合材料及其制备方法
CN101508812A (zh) * 2009-03-24 2009-08-19 同济大学 一种高强度高韧性硬质聚氯乙烯的制备方法
CN102114388A (zh) * 2011-01-13 2011-07-06 哈尔滨工程大学 抑菌性纳米银聚氯乙烯滤膜及其制备方法
CN102443085A (zh) * 2011-10-31 2012-05-09 河北盛华化工有限公司 氯化专用聚氯乙烯树脂的制备方法
CN103113693A (zh) * 2013-01-31 2013-05-22 杨秉正 一种纳米银pvc片膜及其制备方法
CN104327405A (zh) * 2014-10-16 2015-02-04 广州合成材料研究院有限公司 一种导热pvc复合材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1861676A (zh) * 2005-05-13 2006-11-15 上海君江科技有限公司 一种防静电聚氯乙烯复合材料及其制备方法
CN101508812A (zh) * 2009-03-24 2009-08-19 同济大学 一种高强度高韧性硬质聚氯乙烯的制备方法
CN102114388A (zh) * 2011-01-13 2011-07-06 哈尔滨工程大学 抑菌性纳米银聚氯乙烯滤膜及其制备方法
CN102443085A (zh) * 2011-10-31 2012-05-09 河北盛华化工有限公司 氯化专用聚氯乙烯树脂的制备方法
CN103113693A (zh) * 2013-01-31 2013-05-22 杨秉正 一种纳米银pvc片膜及其制备方法
CN104327405A (zh) * 2014-10-16 2015-02-04 广州合成材料研究院有限公司 一种导热pvc复合材料及其制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105419170A (zh) * 2016-01-12 2016-03-23 芜湖航天特种电缆厂股份有限公司 一种新型抗压耐火电缆料
CN105504707A (zh) * 2016-02-24 2016-04-20 江苏美奥新材料有限公司 一种导热增韧阻燃增强的pbt塑料及其制备方法
CN105504707B (zh) * 2016-02-24 2018-04-06 江苏美奥新材料有限公司 一种导热增韧阻燃增强的pbt塑料及其制备方法
CN105977055A (zh) * 2016-06-24 2016-09-28 安徽江威精密制造有限公司 一种环保可降解的超级电容器隔膜材料
CN106221060A (zh) * 2016-07-28 2016-12-14 张哲夫 一种聚丙烯酰胺改性聚氯乙烯及其制备方法
CN106543593A (zh) * 2016-10-28 2017-03-29 苏州富通高新材料科技股份有限公司 一种纳米pvc饮用水管材料及其制备方法
CN109912982A (zh) * 2019-03-21 2019-06-21 山西大医院（山西医学科学院） 一种具有抗菌性的生物医用硅橡胶
CN109912982B (zh) * 2019-03-21 2021-06-29 山西大医院（山西医学科学院） 一种具有抗菌性的生物医用硅橡胶

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