CN109897364A

CN109897364A - 一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法

Info

Publication number: CN109897364A
Application number: CN201910266541.1A
Authority: CN
Inventors: 曾鹏; 林婉; 陈世萍; 崔思栩; 陈旭香; 伍立安; 王进; 周丽
Original assignee: Zhaoqing Wanwei New Mstar Technology Ltd; Zhaoqing University
Current assignee: Zhaoqing Wanwei New Mstar Technology Ltd; Zhaoqing University
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2019-06-18

Abstract

本发明属于一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，主要包括聚氨酯、氧化石墨烯粉末和分散剂，使用设备主要包括烘干机、超声波纳米材料分散器和双螺杆挤出机，其制备步骤为：将液态的聚氨酯倒入烘干机中烘干至含水量低于0.3％，然后取出聚氨酯，在超声波纳米材料分散器的器皿中依次加入聚氨酯、氧化石墨烯粉末和分散剂进行超声分散，超声分散后取出液体加入双螺杆挤出机中，在220‑290℃范围内进行搅拌、造粒，制得聚氨酯石墨烯抗菌母粒，本发明工艺简单，易于操作，且提高生产效率，产量较高，母粒混合均匀，抗菌效果好，可广泛应用于纺织、装饰材料等领域。

Description

一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法

技术领域

本发明属于纳米抗菌材料技术领域，具体涉及一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法。

背景技术

随着工业的迅速发展和人民生活水平的提高，抗菌问题越来越引起人们的重视。现实生活中人们不可避免地要接触到各种各样的细菌、真菌等微生物。这些微生物在合适的环境条件下会迅速生长繁殖，并通过接触传播疾病、影响人们的身体健康。日常生活中纺织品是这些微生物的良好生存之地，是疾病的重要传播源，所以纺织品的抗菌加工有着极其重要的意义。目前，各类抗菌、防菌织物主要是将织物用抗菌剂进行后处理加工以获得抗菌性能。常用的抗菌剂包括无机、有机和天然生物抗菌剂三大类型。无机抗菌剂以新型光催化型和载银的纳米复合型抗菌材料为主要，有机抗菌剂则以开发专效于生物分子如微生物代谢酶等的抗菌性为其拓展方向，天然生物抗菌剂可来源于所有生物体，主要包括多糖、多肽及糖肽聚合物类物质。不同的抗菌剂对同一种病源菌有不同的抗菌作用机理和有效性，同一种抗菌剂对于不同的病源菌也有不同的抗菌作用机理和抑制范围，因此得到既长效又广谱、既高效又安全的抗菌剂，对抗菌纺织品的加工及使用十分重要。

氧化石墨烯(GO)是石墨烯重要的衍生物，具有sp2杂化的单层原子结构，它的表面有大量的羧基、羟基、环氧基等含氧的官能团，这些官能团赋予了氧化石墨烯许多特性如良好的分散性、亲水性以及与一些聚合物的兼容性等，这可以赋予材料更多的化学反应性能，也可通过交联使相邻层形成网络结构提高单片层间的相互作用力，从而改善材料的物理性能。随着GO功能化方法的发展，不同功能的含氧基团赋予GO更多潜在的优势，其在抗菌方面的应用也开始增多。

聚氨酯是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物。聚氨酯分为聚酯型聚氨酯和聚醚型聚氨酯两大类。聚酯型是以二异氰酸酯和端羟基聚酯为原料制备的聚氨酯。聚醚型聚氨酯是以二异氰酸酯和端羟基聚醚为原料制备的聚氨酯。由于聚氨酯大分子中含有的基团都是强极性基团，而且大分子中还含有聚醚或聚酯柔性链段，使得聚氨酯具有较高的机械强度；氧化稳定性、较高的柔曲性和回弹性；具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性。

聚氨酯石墨烯抗菌材料结构稳定不仅具有良好的耐磨性、柔曲性和回弹性，且抗菌能力强，但是现有的聚氨酯石墨烯抗菌材料的制备方法复杂多样，不易操作。

发明内容

本发明的目的是：旨在提供一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，工艺简单，易于操作，且提高生产效率，产量较高，母粒混合均匀，抗菌效果好，可广泛应用于纺织、装饰材料等领域。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，主要包括聚氨酯、氧化石墨烯粉末和分散剂，使用设备主要包括烘干机、超声波纳米材料分散器和双螺杆挤出机，其制备步骤如下：

将液态的聚氨酯倒入烘干机中烘干至含水量低于0.3％，然后取出聚氨酯，在超声波纳米材料分散器的器皿中依次加入聚氨酯、氧化石墨烯粉末和分散剂进行超声分散，超声分散后取出液体加入双螺杆挤出机中，在220-290℃范围内进行搅拌、造粒，制得聚氨酯石墨烯抗菌母粒。

采用本发明技术方案，先将液态的聚氨酯进行烘干除去水分，在超声波纳米材料分散器中通过分散剂与氧化石墨烯粉充分混合后，在双螺杆挤出机中进行混合造粒，这样，生产工艺简单，易于操作，且产量较高，使用超声波纳米材料分散器既减小混合的时间，又能均匀混合，制成的聚氨酯石墨烯抗菌母粒由于氧化石墨烯粉混合均匀，具有较好的抗菌能力、耐磨性、柔曲性和回弹性，可广泛应用于纺织、装饰材料等领域。

进一步限定，所述母粒以重量百分比计为82-98％的聚氨酯、1-18％的氧化石墨烯粉末和0.5-2.5％的分散剂。这样，比例合理，使母粒既具有良好的耐磨性、柔曲性和回弹性，且抗菌能力强。

进一步限定，所述氧化石墨烯为PEG化的氧化石墨烯或氨基化的氧化石墨烯。这样，原材料简单，可在市场中直接购买到。

进一步限定，所述氧化石墨烯片层直径为250-600纳米。这样，氧化石墨烯大小合适，增加抗菌能力强。

进一步限定，所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺。这样，既能使氧化石墨烯粉和聚氨酯易于混合均匀又使母粒表面光整。

进一步限定，所述超声分散的时间为25-35分钟。这样，既能使溶液搅拌均匀，又降低混合的时间，增加生产效率。

进一步限定，所述聚氨酯烘干温度为100-130℃。这样，既能快速烘干水分，有减少加热对聚氨酯的影响。

本发明相对于现有技术具有以下优点：

1、工艺简单，易于操作，便于工业生产；

2、使用超声波纳米材料分散器提高生产效率，产量较高；

3、母粒混合均匀，抗菌效果好，可广泛应用于纺织、装饰材料等领域；

4、制得的母粒表面光滑，便于后续加工使用；

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面实施例对本发明技术方案进一步说明。

实施例一：

取500g液态的聚氨酯、50g氧化石墨烯粉末和5g乙撑双硬脂酰胺，将500g液态的聚氨酯倒入烘干机中烘干至含水量低于0.3％,烘干温度为115℃，然后取出聚氨酯，在超声波纳米材料分散器的器皿中依次加入500g聚氨酯、50g氧化石墨烯粉末和5g乙撑双硬脂酰胺进行超声分散，30分钟后,停止超声分散，取出液体加入双螺杆挤出机中，在234-245℃范围内进行搅拌、造粒，制得聚氨酯石墨烯抗菌母粒。

实施例二：

取750g液态的聚氨酯、90g氧化石墨烯粉末和10g乙撑双硬脂酰胺，将750g液态的聚氨酯倒入烘干机中烘干至含水量低于0.3％,烘干温度为110℃，然后取出聚氨酯，在超声波纳米材料分散器的器皿中依次加入750g聚氨酯、90g氧化石墨烯粉末和10g乙撑双硬脂酰胺进行超声分散，27分钟后,停止超声分散，取出液体加入双螺杆挤出机中，在251-265℃范围内进行搅拌、造粒，制得聚氨酯石墨烯抗菌母粒。

实施例三：

取1000g液态的聚氨酯、150g氧化石墨烯粉末和10g乙撑双硬脂酰胺，将100g液态的聚氨酯倒入烘干机中烘干至含水量低于0.3％,烘干温度为120℃，然后取出聚氨酯，在超声波纳米材料分散器的器皿中依次加入1000g聚氨酯、150g氧化石墨烯粉末和10g乙撑双硬脂酰胺进行超声分散，30分钟后,停止超声分散，取出液体加入双螺杆挤出机中，在234-245℃范围内进行搅拌、造粒，制得聚氨酯石墨烯抗菌母粒。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims

1.一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，其特征在于：主要包括聚氨酯、氧化石墨烯粉末和分散剂，使用设备主要包括烘干机、超声波纳米材料分散器和双螺杆挤出机，其制备步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述母粒以重量百分比计为82-98％的聚氨酯、1-18％的氧化石墨烯粉末和0.5-2.5％的分散剂。

3.根据权利要求2所述的一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯为PEG化的氧化石墨烯或氨基化的氧化石墨烯。

4.根据权利要求3所述的一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯片层直径为250-600纳米。

5.根据权利要求2所述的一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述分散剂为乙撑双硬脂酰胺。

6.根据权利要求5所述的一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述超声分散的时间为25-35分钟。

7.根据权利要求6所述的一种聚氨酯石墨烯抗菌母粒的制备方法，其特征在于：所述聚氨酯烘干温度为100-130℃。