CN108517112A - 一种纳米抗菌材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种纳米抗菌材料的制备方法，包括以下步骤：a、将聚酯多元醇和聚醚多元醇混合加入到反应釜中加热并搅拌，再温度进行脱水处理，得到材料一；b、向材料一中加入抗粘连剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂，加热、抽真空，再降温、脱水处理，导入密炼机中并添加催化剂，密炼得到材料二；c、将纳米银锌复合材料、表面活性剂和去离子水混合导入混料机中，再加入无机纳米材料和无机填充料，得到材料三；d、将材料二、材料三混合并加入异氰酸酯、扩链剂和润滑剂，采用磁力搅拌机搅拌，再导入双螺杆中，在真空条件下挤出成型。本发明制备的纳米抗菌材料具有较好的加工性能和机械性能，抗菌性优良、绿色环保、使用寿命长。

Description

一种纳米抗菌材料的制备方法
技术领域
本发明属于抗菌材料技术领域，具体涉及一种纳米抗菌材料的制备方法。
背景技术
随着现代生活节奏的加快和人口流动性的增大，各类表面特别是医疗、卫生、公共活动场地环境中粘附和孽生的细菌对人们身体健康的威胁也越来越大。为了杀灭这些细菌，除了对物品经常进行清洗和清洁方法外，还有使用各类消毒剂或进行高温、高压或紫外线、微波照射等方法进行消毒灭菌。不仅工作烦琐，增加成本，而且不能保持长久。
现有抗菌材料在一些对抗菌要求较高的领域无法获得广泛的使用，尽管现有技术中出现了一些在材料中添加有抗菌剂，但是其抗菌性能较差，尤其是对常见的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抗菌效果较差，同时通过添加抗菌组份后使得整个材料的硬度、韧性和撕拉强度等出现降低。现有技术单纯采用添加抗菌剂的方式，在一定程度上牺牲了主体材料的物理性能，使材料的长期使用性能受到影响。
因此需要一种更好的抗菌材料，来改善现有技术的不足。
发明内容
本发明的目的是提供一种纳米抗菌材料的制备方法，本发明制备的纳米抗菌材料具有较好的加工性能和机械性能，抗菌性优良、绿色环保、使用寿命长。
本发明提供了如下的技术方案：
一种纳米抗菌材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将聚酯多元醇和聚醚多元醇混合加入到反应釜中，在120-150℃下加热并搅拌，10-15min后将温度降至40-50℃，进行脱水处理40-50min，得到材料一；
b、向材料一中加入抗粘连剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂混合均匀，在90-95℃加热下抽真空至-0.1MPa，再降温至65-75℃脱水处理1-2h，再导入密炼机中并添加催化剂，进行密炼反应4-6h，得到材料二；
c、将纳米银锌复合材料、表面活性剂和去离子水混合导入混料机中，研磨并搅拌3-5h，再加入无机纳米材料和无机填充料搅拌均匀后，得到材料三；
d、将材料二、材料三混合并加入异氰酸酯、扩链剂和润滑剂，采用磁力搅拌机在80-90℃下搅拌2-3h，再导入双螺杆中，在真空条件下搅拌、挤出成型，得到成品。
优选的，所述步骤a的聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇中的任一种或多种的混合。
优选的，所述步骤a的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚中的任一种或多种的混合。
优选的，所述步骤b的抗粘连剂为石蜡、芥酸酰胺、硬脂酰胺和纳米二氧化硅中的任一种或多种的混合。
优选的，所述步骤b的有机抗菌剂为聚乙烯吡咯烷酮、季胺盐、季磷盐或羟基吡啶硫铜锌。
优选的，所述步骤b的无机抗菌剂为二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化钨、三氧化钼、三氧化二铁、γ-氧化铝或氧化镁。
优选的，所述步骤b的催化剂为有机锌盐、有机锡盐和有机胺盐中的任一种或多种的混合。
优选的，所述步骤c的纳米银锌复合材料的制备方法为：将硝酸银溶液缓慢滴加到草酸锌溶液中，搅拌均匀，得到浑浊液，静置4-6h，过滤后采用蒸馏水清洗至滤液的pH值在6-7，再置于90-100℃下烘干，得到固体物，将固体物置于马弗炉中，在200-220℃下加热2-3h，脱去结晶水后，再将温度升至360-420℃，2-4h灼烧后即可得到纳米银锌复合材料。
优选的，所述步骤c的无机纳米材料为纳米氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝和纳米氧化钛的混合。
优选的，所述无机填充料为粉末状滑石、高岭石、绢云母和硅藻土中的任一种或多种的混合。
本发明的有益效果是：
本发明制备的纳米抗菌材料具有较好的加工性能和机械性能，抗菌性优良、绿色环保、使用寿命长，本发明还具有耐磨性高、弹性韧性好、硬度大、撕拉强度高等技术优势，具有广阔的市场使用价值。
本发明中添加的无机纳米抗菌剂和有机纳米抗菌剂是一种低成本、高性能的抗菌防霉材料，可大大降低生产成本，且抗菌效果优良。
本发明采用纳米材料与聚酯多元醇和聚醚多元醇之类的高分子单体进行预分散，经化学反应后形成高强度、高耐磨和高韧性的纳米复合新材料，与普通、传统抗菌材料相比，具有突出的耐磨性、耐刻痕性、抗菌长效性的特点，并且该材料的加工性能更好，因此适用范围更广。
具体实施方式
实施例1
一种纳米抗菌材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将聚酯多元醇和聚醚多元醇混合加入到反应釜中，在150℃下加热并搅拌，10min后将温度降至50℃，进行脱水处理40min，得到材料一；
b、向材料一中加入抗粘连剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂混合均匀，在90℃加热下抽真空至-0.1MPa，再降温至75℃脱水处理2h，再导入密炼机中并添加催化剂，进行密炼反应4h，得到材料二；
c、将纳米银锌复合材料、表面活性剂和去离子水混合导入混料机中，研磨并搅拌5h，再加入无机纳米材料和无机填充料搅拌均匀后，得到材料三；
d、将材料二、材料三混合并加入异氰酸酯、扩链剂和润滑剂，采用磁力搅拌机在80℃下搅拌3h，再导入双螺杆中，在真空条件下搅拌、挤出成型，得到成品。
步骤a的聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇的混合。
步骤a的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚的混合。
步骤b的抗粘连剂为石蜡、芥酸酰胺、硬脂酰胺和纳米二氧化硅的混合。
步骤b的有机抗菌剂为季胺盐。
步骤b的无机抗菌剂为γ-氧化铝。
步骤b的催化剂为有机锌盐、有机锡盐和有机胺盐的混合。
步骤c的纳米银锌复合材料的制备方法为：将硝酸银溶液缓慢滴加到草酸锌溶液中，搅拌均匀，得到浑浊液，静置4h，过滤后采用蒸馏水清洗至滤液的pH值在7，再置于100℃下烘干，得到固体物，将固体物置于马弗炉中，在220℃下加热2h，脱去结晶水后，再将温度升至360℃，2h灼烧后即可得到纳米银锌复合材料。
步骤c的无机纳米材料为纳米氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝和纳米氧化钛的混合。
无机填充料为粉末状滑石、高岭石、绢云母和硅藻土的混合。
实施例2
一种纳米抗菌材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将聚酯多元醇和聚醚多元醇混合加入到反应釜中，在120℃下加热并搅拌，10min后将温度降至40℃，进行脱水处理40min，得到材料一；
b、向材料一中加入抗粘连剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂混合均匀，在90℃加热下抽真空至-0.1MPa，再降温至65℃脱水处理1h，再导入密炼机中并添加催化剂，进行密炼反应4h，得到材料二；
c、将纳米银锌复合材料、表面活性剂和去离子水混合导入混料机中，研磨并搅拌3h，再加入无机纳米材料和无机填充料搅拌均匀后，得到材料三；
d、将材料二、材料三混合并加入异氰酸酯、扩链剂和润滑剂，采用磁力搅拌机在80℃下搅拌2h，再导入双螺杆中，在真空条件下搅拌、挤出成型，得到成品。
步骤a的聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇的混合。
步骤a的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚的混合。
步骤b的抗粘连剂为石蜡、芥酸酰胺、硬脂酰胺和纳米二氧化硅的混合。
步骤b的有机抗菌剂为聚乙烯吡咯烷酮。
步骤b的无机抗菌剂为氧化锡。
步骤b的催化剂为有机锌盐、有机锡盐和有机胺盐的混合。
步骤c的纳米银锌复合材料的制备方法为：将硝酸银溶液缓慢滴加到草酸锌溶液中，搅拌均匀，得到浑浊液，静置4h，过滤后采用蒸馏水清洗至滤液的pH值在6，再置于90℃下烘干，得到固体物，将固体物置于马弗炉中，在200℃下加热2h，脱去结晶水后，再将温度升至360℃，2h灼烧后即可得到纳米银锌复合材料。
步骤c的无机纳米材料为纳米氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝和纳米氧化钛的混合。
无机填充料为粉末状滑石、高岭石、绢云母和硅藻土的混合。
实施例3
一种纳米抗菌材料的制备方法，包括以下制备步骤：
a、将聚酯多元醇和聚醚多元醇混合加入到反应釜中，在150℃下加热并搅拌，15min后将温度降至50℃，进行脱水处理50min，得到材料一；
b、向材料一中加入抗粘连剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂混合均匀，在95℃加热下抽真空至-0.1MPa，再降温至75℃脱水处理2h，再导入密炼机中并添加催化剂，进行密炼反应6h，得到材料二；
c、将纳米银锌复合材料、表面活性剂和去离子水混合导入混料机中，研磨并搅拌5h，再加入无机纳米材料和无机填充料搅拌均匀后，得到材料三；
d、将材料二、材料三混合并加入异氰酸酯、扩链剂和润滑剂，采用磁力搅拌机在90℃下搅拌3h，再导入双螺杆中，在真空条件下搅拌、挤出成型，得到成品。
步骤a的聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇的混合。
步骤a的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚的混合。
步骤b的抗粘连剂为石蜡、芥酸酰胺、硬脂酰胺和纳米二氧化硅的混合。
步骤b的有机抗菌剂为羟基吡啶硫铜锌。
步骤b的无机抗菌剂为三氧化二铁。
步骤b的催化剂为有机锌盐、有机锡盐和有机胺盐的混合。
步骤c的纳米银锌复合材料的制备方法为：将硝酸银溶液缓慢滴加到草酸锌溶液中，搅拌均匀，得到浑浊液，静置6h，过滤后采用蒸馏水清洗至滤液的pH值在7，再置于100℃下烘干，得到固体物，将固体物置于马弗炉中，在220℃下加热3h，脱去结晶水后，再将温度升至420℃，4h灼烧后即可得到纳米银锌复合材料。
步骤c的无机纳米材料为纳米氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝和纳米氧化钛的混合。
无机填充料为粉末状滑石、高岭石、绢云母和硅藻土的混合。
检测以上实施例制备出的成品，得到如下表数据：
表一：
项目 实施例1 实施例2 实施例3
伸长率（%） 350 340 355
抑菌率（%） 99.9 99.9 99.9
抗张强度（MPa） 15 16 14
弹性模量（MPa） 154 152 154
弯曲模量（MPa） 820 805 815
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
a、将聚酯多元醇和聚醚多元醇混合加入到反应釜中，在120-150℃下加热并搅拌，10-15min后将温度降至40-50℃，进行脱水处理40-50min，得到材料一；
b、向材料一中加入抗粘连剂、有机抗菌剂和无机抗菌剂混合均匀，在90-95℃加热下抽真空至-0.1MPa，再降温至65-75℃脱水处理1-2h，再导入密炼机中并添加催化剂，进行密炼反应4-6h，得到材料二；
c、将纳米银锌复合材料、表面活性剂和去离子水混合导入混料机中，研磨并搅拌3-5h，再加入无机纳米材料和无机填充料搅拌均匀后，得到材料三；
d、将材料二、材料三混合并加入异氰酸酯、扩链剂和润滑剂，采用磁力搅拌机在80-90℃下搅拌2-3h，再导入双螺杆中，在真空条件下搅拌、挤出成型，得到成品。
2.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的聚酯多元醇为聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇、聚己二酸乙二醇丁二醇酯二醇、聚己内酯多元醇和聚碳酸酯二醇中的任一种或多种的混合。
3.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述步骤a的聚醚多元醇为聚四氢呋喃醚二醇、聚氧化丙烯二醇、聚氧化丙烯三醇和四氢呋喃-环氧丙烷共聚醚中的任一种或多种的混合。
4.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的抗粘连剂为石蜡、芥酸酰胺、硬脂酰胺和纳米二氧化硅中的任一种或多种的混合。
5.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的有机抗菌剂为聚乙烯吡咯烷酮、季胺盐、季磷盐或羟基吡啶硫铜锌。
6.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的无机抗菌剂为二氧化钛、氧化锌、氧化锡、氧化钨、三氧化钼、三氧化二铁、γ-氧化铝或氧化镁。
7.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述步骤b的催化剂为有机锌盐、有机锡盐和有机胺盐中的任一种或多种的混合。
8.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的纳米银锌复合材料的制备方法为：将硝酸银溶液缓慢滴加到草酸锌溶液中，搅拌均匀，得到浑浊液，静置4-6h，过滤后采用蒸馏水清洗至滤液的pH值在6-7，再置于90-100℃下烘干，得到固体物，将固体物置于马弗炉中，在200-220℃下加热2-3h，脱去结晶水后，再将温度升至360-420℃，2-4h灼烧后即可得到纳米银锌复合材料。
9.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述步骤c的无机纳米材料为纳米氧化硅、纳米氧化锌、纳米氧化铝和纳米氧化钛的混合。
10.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌材料的制备方法，其特征在于，所述无机填充料为粉末状滑石、高岭石、绢云母和硅藻土中的任一种或多种的混合。
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