CN106674983A - 一种抗腐蚀抗菌纳米材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗腐蚀抗菌纳米材料，包含如下重量组份的各物质：聚氨酯弹性体50‑60份、纳米氧化银3‑7份、纳米氧化锌2‑6份、2‑甲基丙醇9‑13份、对甲苯磺酸7‑11份、3‑吡啶甲酸镁2‑5份、柠檬酸三银1‑4份、交联醇胺纤维素6‑10份、萜烯树脂10‑13份、2‑甲基丙烯醛9‑14份、N‑甲基‑3‑氨丙基三甲氧基硅烷5‑8份、4‑甲基‑5‑甲酰基噻唑2‑6份、腺苷环磷酸酯7‑13份、酚妥拉明12‑16份、偶氮甲酰胺4‑8份。本发明制备得到的纳米材料同时兼具防腐、防菌、耐低温的综合性能，拓宽了应用范围，满足市场多样化的需求。
Description
技术领域
本发明属于纳米材料技术领域，特别涉及一种抗腐蚀抗菌纳米材料及其制备方法。
背景技术
纳米级结构材料即简称为纳米材料，纳米材料因其比表面积大，在纳米和分子水平范围内具有应用特性；纳米材料和纳米技术自20世纪80年代末诞生并迅速崛起，纳米材料的发展对于传统产业的技术提升非常重要，许多新领域的突破也迫切需要纳米材料和纳米科技的支撑，诸如在机械、电子、光学、磁学、化学和生物学领域，都将有着广泛的应用前景，对推动国民经济发展和未来社会进步具有不可替代的作用和举足轻重的地位。
纳米材料因其小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等使其在力、热、声、磁、光、电、催化、敏感等方面表现出许多与其传统大晶体材料截然不同的独特性能，诸如烧结温度降低、化学活性增大、耐腐蚀性增强、密度降低、热导率降低、弹性模量降低、电导率升高、热膨胀系数提高等等，这些独特魅力无疑会给精细化工带来福音，使纳米材料被用作催化剂、润滑剂、导电填料、敏感元件、烧结助剂、感光材料、磁性材料等。
至今为止，纳米材料已被广泛应用于众多研究和应用领域，而且仍蕴藏着巨大的潜能。随着现有纳米材料的广泛应用，其应用领域和环境越来越复杂，例如纳米材料在医学、涂料等领域的特殊场景中应用时，比如存在酸性或碱性环境，同时又要防止细菌的滋生，且工作温度较低时，现有的纳米材料就无法满足上述需求，因此开发一种多功能的新型纳米材料非常必要。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种抗腐蚀抗菌纳米材料及其制备方法，以满足特种环境下对纳米材料的需求，拓宽了纳米材料的应用范围。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抗腐蚀抗菌纳米材料，包含如下重量组份的各物质：聚氨酯弹性体50-60份、纳米氧化银3-7份、纳米氧化锌2-6份、2-甲基丙醇9-13份、对甲苯磺酸7-11份、3-吡啶甲酸镁2-5份、柠檬酸三银1-4份、交联醇胺纤维素6-10份、萜烯树脂10-13份、2-甲基丙烯醛9-14份、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷5-8份、4-甲基-5-甲酰基噻唑2-6份、腺苷环磷酸酯7-13份、酚妥拉明12-16份、偶氮甲酰胺4-8份。
进一步的，所述聚氨酯弹性体54-58份、纳米氧化银4-6份、纳米氧化锌3-5份、2-甲基丙醇10-12份、对甲苯磺酸8-10份、3-吡啶甲酸镁3-5份、柠檬酸三银1-3份、交联醇胺纤维素7-9份、萜烯树脂11-13份、2-甲基丙烯醛10-12份、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷5-7份、4-甲基-5-甲酰基噻唑3-5份、腺苷环磷酸酯9-12份、酚妥拉明13-15份、偶氮甲酰胺5-7份。
进一步的，所述聚氨酯弹性体56份、纳米氧化银5份、纳米氧化锌4份、2-甲基丙醇11份、对甲苯磺酸9份、3-吡啶甲酸镁4份、柠檬酸三银2份、交联醇胺纤维素8份、萜烯树脂12份、2-甲基丙烯醛11份、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷6份、4-甲基-5-甲酰基噻唑4份、腺苷环磷酸酯11份、酚妥拉明14份、偶氮甲酰胺6份。
一种抗腐蚀抗菌纳米材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将纳米氧化银3-7份、纳米氧化锌2-6份、3-吡啶甲酸镁2-5份和柠檬酸三银1-4份加入2-甲基丙醇9-13份中，在温度30-40℃下超声分散均匀，得到混合液A；
S2：向步骤S1中所得混合液A中加入对甲苯磺酸7-11份，随后加入交联醇胺纤维素6-10份、萜烯树脂10-13份、2-甲基丙烯醛9-14份和4-甲基-5-甲酰基噻唑2-6份，在温度80-100℃下搅拌反应30-40min，得到混合液B；
S3：将腺苷环磷酸酯7-13份和偶氮甲酰胺4-8份加入酚妥拉明12-16份中，在温度90-110℃下搅拌反应30-40min，得到混合液C；
S4：将步骤S3中所述混合液C和步骤S2中所述混合液B混合，在温度80-120℃下，将N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷5-8份滴加，先以200-250r/min搅拌30-40min；随后以400-500r/min搅拌反应1-3h；待反应结束后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述抗腐蚀抗菌纳米材料。
进一步的，步骤S1中所述温度为35℃，超声功率为500W，超声时间3-8min。
进一步的，步骤S2中所述温度为86℃，以速率500r/min搅拌反应35min。
进一步的，步骤S3中所述温度为100℃，以速率800r/min搅拌反应35min。
进一步的，步骤S4中所述温度为110℃，先以220r/min搅拌反应35min；随后以450r/min搅拌反应2h。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述抗腐蚀抗菌纳米材料的制备方法，在原有配料中，通过加入3-吡啶甲酸镁、柠檬酸三银和4-甲基-5-甲酰基噻唑以提高材料的抗菌性能；通过加入腺苷环磷酸酯和酚妥拉明以提高材料的耐低温性能；通过加入交联醇胺纤维素、偶氮甲酰胺和N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，提高材料的防腐蚀性能；上述几种物质的选用和彼此间配比的选择，使得它们性能之间不会产生干扰，而是协同共同促进三者性能的提升，制备出抗腐蚀抗菌耐低温性能兼有的纳米材料。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：将纳米氧化银3份、纳米氧化锌2份、3-吡啶甲酸镁2份和柠檬酸三银1份加入2-甲基丙醇9份中，在温度30℃下，在超声功率500W下超声分散3min，得到混合液A；
S2：向步骤S1中所得混合液A中加入对甲苯磺酸7份，随后加入交联醇胺纤维素6份、萜烯树脂10份、2-甲基丙烯醛9份和4-甲基-5-甲酰基噻唑2份，在温度80℃下，以速率500r/min搅拌反应30min，得到混合液B；
S3：将腺苷环磷酸酯7份和偶氮甲酰胺4份加入酚妥拉明12份中，在温度90℃下，以速率800r/min搅拌反应30min，得到混合液C；
S4：将步骤S3中所述混合液C和步骤S2中所述混合液B混合，在温度80℃下，将N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷5份滴加，先以200r/min搅拌30min；随后以400r/min搅拌反应1h；待反应结束后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述抗腐蚀抗菌纳米材料，该材料颗粒为40-60nm。
对比例1
S1：将纳米氧化银3份和纳米氧化锌2份加入2-甲基丙醇9份中，在温度30℃下，在超声功率500W下超声分散3min，得到混合液A；
S2：向步骤S1中所得混合液A中加入对甲苯磺酸7份，随后加入萜烯树脂10份和2-甲基丙烯醛9份，在温度80℃下，以速率500r/min搅拌反应30min，得到混合液B；
S3：在温度80℃下，将N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷5份滴加入步骤S2中所述混合液B中，先以200r/min搅拌30min；随后以400r/min搅拌反应1h；待反应结束后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述材料，该材料颗粒为70-80nm。
实施例2
S1：将纳米氧化银7份、纳米氧化锌6份、3-吡啶甲酸镁5份和柠檬酸三银4份加入2-甲基丙醇13份中，在温度40℃下，在超声功率500W下超声分散8min，得到混合液A；
S2：向步骤S1中所得混合液A中加入对甲苯磺酸11份，随后加入交联醇胺纤维素10份、萜烯树脂13份、2-甲基丙烯醛14份和4-甲基-5-甲酰基噻唑6份，在温度100℃下，以速率500r/min搅拌反应40min，得到混合液B；
S3：将腺苷环磷酸酯13份和偶氮甲酰胺8份加入酚妥拉明16份中，在温度110℃下，以速率800r/min搅拌反应30min，得到混合液C；
S4：将步骤S3中所述混合液C和步骤S2中所述混合液B混合，在温度120℃下，将N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷8份滴加，先以250r/min搅拌40min；随后以500r/min搅拌反应3h；待反应结束后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述抗腐蚀抗菌纳米材料，材料颗粒为40-50nm。
对比例2
S1：将纳米氧化银7份和纳米氧化锌6份加入2-甲基丙醇13份中，在温度40℃下，在超声功率500W下超声分散8min，得到混合液A；
S2：向步骤S1中所得混合液A中加入对甲苯磺酸11份，随后加入萜烯树脂13份和2-甲基丙烯醛14份，在温度100℃下，以速率500r/min搅拌反应40min，得到混合液B；
S3：在温度120℃下，将N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷8份滴加入步骤S2中所述混合液B中，先以250r/min搅拌40min；随后以500r/min搅拌反应3h；待反应结束后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述材料，材料颗粒为50-60nm。
实施例3
S1：将纳米氧化银4份、纳米氧化锌3份、3-吡啶甲酸镁3份和柠檬酸三银1份加入2-甲基丙醇10份中，在温度30℃下，在超声功率500W下超声分散3min，得到混合液A；
S2：向步骤S1中所得混合液A中加入对甲苯磺酸8份，随后加入交联醇胺纤维素7份、萜烯树脂11份、2-甲基丙烯醛10份和4-甲基-5-甲酰基噻唑3份，在温度80℃下，以速率500r/min搅拌反应30min，得到混合液B；
S3：将腺苷环磷酸酯9份和偶氮甲酰胺5份加入酚妥拉明13份中，在温度90℃下，以速率800r/min搅拌反应30min，得到混合液C；
S4：将步骤S3中所述混合液C和步骤S2中所述混合液B混合，在温度90℃下，将N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷5份滴加，先以200r/min搅拌30min；随后以400r/min搅拌反应1h；待反应结束后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述抗腐蚀抗菌纳米材料，材料颗粒为30-40nm。
实施例4
S1：将纳米氧化银6份、纳米氧化锌5份、3-吡啶甲酸镁5份和柠檬酸三银3份加入2-甲基丙醇12份中，在温度40℃下，在超声功率500W下超声分散8min，得到混合液A；
S2：向步骤S1中所得混合液A中加入对甲苯磺酸10份，随后加入交联醇胺纤维素9份、萜烯树脂13份、2-甲基丙烯醛12份和4-甲基-5-甲酰基噻唑5份，在温度100℃下，以速率500r/min搅拌反应40min，得到混合液B；
S3：将腺苷环磷酸酯12份和偶氮甲酰胺7份加入酚妥拉明15份中，在温度110℃下，以速率800r/min搅拌反应40min，得到混合液C；
S4：将步骤S3中所述混合液C和步骤S2中所述混合液B混合，在温度120℃下，将N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷7份滴加，先以250r/min搅拌40min；随后以500r/min搅拌反应3h；待反应结束后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述抗腐蚀抗菌纳米材料，材料颗粒为20-30nm。
实施例5
S1：将纳米氧化银5份、纳米氧化锌4份、3-吡啶甲酸镁4份和柠檬酸三银2份加入2-甲基丙醇11份中，在温度35℃下，在超声功率500W下超声分散5min，得到混合液A；
S2：向步骤S1中所得混合液A中加入对甲苯磺酸9份，随后加入交联醇胺纤维素8份、萜烯树脂12份、2-甲基丙烯醛11份和4-甲基-5-甲酰基噻唑4份，在温度86℃下，以速率500r/min搅拌反应35min，得到混合液B；
S3：将腺苷环磷酸酯11份和偶氮甲酰胺6份加入酚妥拉明14份中，在温度100℃下，以速率800r/min搅拌反应35min，得到混合液C；
S4：将步骤S3中所述混合液C和步骤S2中所述混合液B混合，在温度110℃下，将N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷6份滴加，先以220r/min搅拌35min；随后以450r/min搅拌反应2h；待反应结束后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述抗腐蚀抗菌纳米材料，材料颗粒为20-25nm。
耐腐蚀性能检测：
取以上实施例和对比例所得材料2g分别浸泡在室温30℃下的10%硫酸水溶液和10%氢氧化钠水溶液中，浸泡24h，查看结果。
抗菌性能检测：
取以上实施例和对比例所得材料0.01g分别加入到1ml大肠杆菌液体培养基中，静置45min，离心分离，取上层清液于培养皿中培养观察细菌生长情况。
耐低温性能检测：
取以上实施例和对比例所得材料2g分别在-30℃到-10℃温度下测试，观察结果。具体结论见下表：
| 试验 | 耐酸性、耐碱性 | 杀菌率（%） | 耐低温温度（℃） |
| 实施例1 | 无变色、脱落、起泡、斑点等现象 | 85 | -30 |
| 对比例1 | 褪色、开裂、脱落等现象 | 62 | 1 |
| 实施例2 | 无变色、脱落、起泡、斑点等现象 | 87.5 | -25 |
| 对比例2 | 褪色、开裂、脱落等现象 | 64.3 | 2 |
| 实施例3 | 无变色、脱落、起泡、斑点等现象 | 90.1 | -20 |
| 实施例4 | 无变色、脱落、起泡、斑点等现象 | 92.6 | -13 |
| 实施例5 | 无变色、脱落、起泡、斑点等现象 | 94.5 | -10 |
由以上表格中数据可以看出，各个实施例得到的纳米材料在浸泡过酸和碱后均无变色、脱落、气泡等现象发生，而对比例得到的纳米材料则出现较为严重的褪色、开裂、脱落现象；实施例中纳米材料的杀菌率相比对比例而言，提高了20-30个百分点；且实施例的纳米材料能够承受-30到-10℃的低温，而对比例中的纳米材料则只能够承受1-2℃的温度；由此可以得出，本发明制得的纳米材料兼具有防腐、防菌、耐低温的综合性能，与现有技术相比而言，凸显出优异的技术效果。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种抗腐蚀抗菌纳米材料，其特征在于，包含如下重量组份的各物质：聚氨酯弹性体50-60份、纳米氧化银3-7份、纳米氧化锌2-6份、2-甲基丙醇9-13份、对甲苯磺酸7-11份、3-吡啶甲酸镁2-5份、柠檬酸三银1-4份、交联醇胺纤维素6-10份、萜烯树脂10-13份、2-甲基丙烯醛9-14份、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷5-8份、4-甲基-5-甲酰基噻唑2-6份、腺苷环磷酸酯7-13份、酚妥拉明12-16份、偶氮甲酰胺4-8份。
2.根据权利要求1所述的一种抗腐蚀抗菌纳米材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体54-58份、纳米氧化银4-6份、纳米氧化锌3-5份、2-甲基丙醇10-12份、对甲苯磺酸8-10份、3-吡啶甲酸镁3-5份、柠檬酸三银1-3份、交联醇胺纤维素7-9份、萜烯树脂11-13份、2-甲基丙烯醛10-12份、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷5-7份、4-甲基-5-甲酰基噻唑3-5份、腺苷环磷酸酯9-12份、酚妥拉明13-15份、偶氮甲酰胺5-7份。
3.根据权利要求2所述的一种抗腐蚀抗菌纳米材料，其特征在于，所述聚氨酯弹性体56份、纳米氧化银5份、纳米氧化锌4份、2-甲基丙醇11份、对甲苯磺酸9份、3-吡啶甲酸镁4份、柠檬酸三银2份、交联醇胺纤维素8份、萜烯树脂12份、2-甲基丙烯醛11份、N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷6份、4-甲基-5-甲酰基噻唑4份、腺苷环磷酸酯11份、酚妥拉明14份、偶氮甲酰胺6份。
4.一种抗腐蚀抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将纳米氧化银3-7份、纳米氧化锌2-6份、3-吡啶甲酸镁2-5份和柠檬酸三银1-4份加入2-甲基丙醇9-13份中，在温度30-40℃下超声分散均匀，得到混合液A；
S2：向步骤S1中所得混合液A中加入对甲苯磺酸7-11份，随后加入交联醇胺纤维素6-10份、萜烯树脂10-13份、2-甲基丙烯醛9-14份和4-甲基-5-甲酰基噻唑2-6份，在温度80-100℃下搅拌反应30-40min，得到混合液B；
S3：将腺苷环磷酸酯7-13份和偶氮甲酰胺4-8份加入酚妥拉明12-16份中，在温度90-110℃下搅拌反应30-40min，得到混合液C；
S4：将步骤S3中所述混合液C和步骤S2中所述混合液B混合，在温度80-120℃下，将N-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷5-8份滴加，先以200-250r/min搅拌30-40min；随后以400-500r/min搅拌反应1-3h；待反应结束后经过滤、洗涤、干燥后即可得到所述抗腐蚀抗菌纳米材料。
5.根据权利要求4所述的一种抗腐蚀抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述温度为35℃，超声功率为500W，超声时间3-8min。
6.根据权利要求4所述的一种抗腐蚀抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述温度为86℃，以速率500r/min搅拌反应35min。
7.根据权利要求4所述的一种抗腐蚀抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述温度为100℃，以速率800r/min搅拌反应35min。
8.根据权利要求4所述的一种抗腐蚀抗菌纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述温度为110℃，先以220r/min搅拌反应35min；随后以450r/min搅拌反应2h。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170517 |
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