CN111303564A - 一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高抗菌抗病毒复合材料的制备方法以及复合材料‑塑料的制备方法，即将纳米氧化锌和纳米银固定在载体颗粒上，该载体颗粒进一步与塑料基材复合，得到高抗菌抗病毒塑料型材。该方法简单，能提供一种高抗菌抗病毒纳米氧化锌/纳米银复合材料，进而可以提供一种高抗菌抗病毒的塑料复合型材。

Description

一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法
技术领域
本发明涉及具有高抗菌抗病毒复合材料，具体地说，是一种纳米氧化锌/纳米银复合的复合材料；本发明还涉及该复合材料-塑料的加工方法，属于塑料型材材料的技术领域。
背景技术
银可以抑制细菌的氧气交换，而杀死细菌。纳米银可以直接进入细菌内和氧代谢酵素(-SH)结合，而使细菌无法呼吸，结果导致与纳米银接触的大部分微生物死亡，包括细菌、附生植物、霉菌和孢子。纳米银具有完整的抗生素活性，可对抗抗药性的致病性细菌，例如：抗药性肠杆菌、抗药性金黄色葡萄球菌、抗药性绿脓杆菌、化脓球菌、抗药性肠道杆菌和厌氧菌。此外，纳米银还可以杀死附着于烫伤或是创伤伤口上的细菌，如：金黄色葡萄球菌、肠杆菌、绿脓杆菌、白色念珠菌、其它格兰氏阳性或是格兰氏阴性的致病菌；也可以实质性杀死在生殖道繁殖的致病菌，如淋病双球菌。但是纳米银的安全性常常受到质疑，从而限制其使用。
纳米氧化锌是一种新型广谱无机抗菌材料，不仅对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有很好的抗菌效果而且对耐热、耐抗菌剂能力很强的原核细胞枯草芽孢杆菌的孢子也具有很强的破坏作用。纳米氧化锌的抗菌机理主要是光催化抗菌和接触式抗菌，因此达到抗菌效果所需的浓度比较高，特别是在塑料等基材中需要添加较多的纳米氧化锌才达到良好的抗菌率。因此如何降低其使用浓度，而不改变抗菌效果仍具有挑战性。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，目的在于提供一种高抗菌抗病毒复合材料的制备方法以及复合材料-塑料的制备方法，即将纳米氧化锌和纳米银固定在载体颗粒上，该载体颗粒进一步与塑料基材复合，得到高抗菌抗病毒塑料型材。该方法简单，能提供一种高抗菌抗病毒纳米氧化锌/纳米银复合材料，进而可以提供一种高抗菌抗病毒的塑料复合型材。
为此，本发明提供的技术方案，包括下述步骤：
(1)在惰性气体保护下，将不同浓度的纳米氧化锌和载体材料分散在100份的氢氧化钠溶液中，800w超声，然后用水洗至中性，利用蒸发诱导自组装法在平板模具中将溶液蒸干，温度控制在25度，得到载体材料/纳米氧化锌复合材料薄膜。
(2)将一定浓度的纳米银乙醇溶胶，涂覆在薄膜表面，该薄膜在100-300MPa压力下压制1-3小时，压制后薄膜蒸干、固体分散成粉末。
(3)将干燥细化的粉末0.5～10份与聚氯乙烯树脂100～120份、二月桂酸二正辛基锡2～3份、聚丙烯酸酯类树脂1～2份、氯化聚乙烯8～10份、聚乙烯蜡0.5～1份进行在热混锅内热混成混合物。混合物送入挤出机中进行挤出，挤出机的温度为150～200℃；将挤出后的物料采用压延机进行压延成型。
步骤(1)所述的纳米氧化锌，呈颗粒状、针状、树枝状或线状
步骤(1)所述的氢氧化钠溶液的质量浓度为10～16％；所述超声处理的时间为20～30min。
步骤(1)所述的载体为多孔基质载体，例如，分子筛、椰壳炭、沸石。
步骤(1)所述的不同浓度纳米氧化锌为根据载体的总量计1000-3500ppm。
步骤(1)所述的不同浓度纳米银为根据载体的总量计50至200ppm。
步骤(3)所述的聚氯乙烯树脂的密度为1.35～1.45g/cm。
步骤(3)所述的聚氯乙烯树脂为疏松型聚氯乙烯树脂，其粒径为0.1～0.2mm，呈棉花球状。
步骤(3)所述的热混锅内热混条件为混合时间为7分钟，其中热混时温度控制在110℃，冷混时冷却水温度控制在15℃。
步骤(3)所述的挤出转速为300～350r/min。
与现有技术相比，本发明的高抗菌抗病毒的塑料复合型材具有：
1、成本低，热稳定性好，增加了刚性；
2、提高塑化质量，改善外观，使得型材光滑，耐候性、韧性、均匀性好；
3、具有抗菌抑菌抗病毒效果，适用于无菌场所；
4、加工工艺简单，适用于产业化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的实施例仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明，实施例的参数、比例等可因地制宜做出选择而对结果并无实质性影响。
实施例1
(1)在惰性气体保护下，将颗粒状纳米氧化锌和分子筛分散在100份的10％氢氧化钠溶液中，800w超声3分钟，然后用水洗至中性，利用蒸发诱导自组装法在平板模具中将溶液蒸干，温度控制在25度，得到分子筛/纳米氧化锌复合材料薄膜(纳米氧化锌浓度2000ppm)。
(2)将纳米银乙醇溶胶，涂覆在薄膜表面，该薄膜在100MPa压力下压制1小时，压制后薄膜蒸干、固体分散成粉末(纳米银浓度100ppm)。
(3)将干燥细化的粉末10份与聚氯乙烯树脂100份(密度1.4g/cm，粒径为0.2mm)、二月桂酸二正辛基锡2份、聚丙烯酸酯类树脂1份、氯化聚乙烯8份、聚乙烯蜡0.5份在热混锅内热混成混合物(混合时间为7分钟，其中热混时温度控制在110℃，冷混时冷却水温度控制在15℃)。混合物送入挤出机中进行挤出，挤出机的温度为200℃，挤出转速为300r/min；将挤出后的物料采用压延机进行压延成型。
塑料型材的大肠杆菌抗菌率为96.5％，HINI病毒的杀灭率为86％。
实施例2
(1)在惰性气体保护下，将颗粒状纳米氧化锌和椰壳炭分散在100份的15％氢氧化钠溶液中，800w超声15分钟，然后用水洗至中性，利用蒸发诱导自组装法在平板模具中将溶液蒸干，温度控制在25度，得到分子筛/纳米氧化锌复合材料薄膜(纳米氧化锌浓度3000ppm)。
(2)将纳米银乙醇溶胶，涂覆在薄膜表面，该薄膜在300MPa压力下压制3小时，压制后薄膜蒸干、固体分散成粉末(纳米银浓度50ppm)。
(3)将干燥细化的粉末8份与聚氯乙烯树脂105份(密度1.35g/cm，粒径为0.1mm)、二月桂酸二正辛基锡2.25份、聚丙烯酸酯类树脂1.25份、氯化聚乙烯8.5份、聚乙烯蜡0.6份在热混锅内热混成混合物(混合时间为7分钟，其中热混时温度控制在110℃，冷混时冷却水温度控制在15℃)。混合物送入挤出机中进行挤出，挤出机的温度为150℃，挤出转速为100r/min；将挤出后的物料采用压延机进行压延成型。
塑料型材的大肠杆菌抗菌率为99.4％，HINI病毒的杀灭率为95％。
实施例3
(1)在惰性气体保护下，将颗粒状纳米氧化锌和沸石分散在100份的10％氢氧化钠溶液中，800w超声15分钟，然后用水洗至中性，利用蒸发诱导自组装法在平板模具中将溶液蒸干，温度控制在25度，得到分子筛/纳米氧化锌复合材料薄膜(纳米氧化锌浓度3000ppm)。
(2)将纳米银乙醇溶胶，涂覆在薄膜表面，该薄膜在300MPa压力下压制1小时，压制后薄膜蒸干、固体分散成粉末(纳米银浓度100ppm)。
(3)将干燥细化的粉末8份与聚氯乙烯树脂110份(密度1.45g/cm，粒径为0.2mm)、二月桂酸二正辛基锡2.5份、聚丙烯酸酯类树脂1.5份、氯化聚乙烯9份、聚乙烯蜡0.7份在热混锅内热混成混合物(混合时间为7分钟，其中热混时温度控制在110℃，冷混时冷却水温度控制在15℃)。混合物送入挤出机中进行挤出，挤出机的温度为300℃，挤出转速为200r/min；将挤出后的物料采用压延机进行压延成型。
塑料型材的大肠杆菌抗菌率为98.3％，HINI病毒的杀灭率为92％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，依次包括下述步骤：
(1)在惰性气体保护下，将不同浓度的纳米氧化锌和载体材料分散在100份的氢氧化钠溶液中，800w超声，然后用水洗至中性，利用蒸发诱导自组装法在平板模具中将溶液蒸干，温度控制在25度，得到载体材料/纳米氧化锌复合材料薄膜。
(2)将一定浓度的纳米银乙醇溶胶，涂覆在薄膜表面，该薄膜在100-300MPa压力下压制1-3小时，压制后薄膜蒸干、固体分散成粉末。
(3)将干燥细化的粉末0.5～10份与聚氯乙烯树脂100～120份、二月桂酸二正辛基锡2～3份、聚丙烯酸酯类树脂1～2份、氯化聚乙烯8～10份、聚乙烯蜡0.5～1份进行在热混锅内热混成混合物。混合物送入挤出机中进行挤出，挤出机的温度为150～200℃；将挤出后的物料采用压延机进行压延成型。
2.根据权利要求1所述的一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的纳米氧化锌，呈颗粒状、针状、树枝状或线状。
3.根据权利要求1所述的一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的氢氧化钠溶液的质量浓度为10～16％；所述超声处理的时间为20～30min。
4.根据权利要求1所述的一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的载体为多孔基质载体，例如，分子筛、椰壳炭、沸石。
5.根据权利要求1所述的一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的不同浓度纳米氧化锌为根据载体的总量计1000-3500ppm。
6.根据权利要求1所述的一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的不同浓度纳米银为根据载体的总量计50至200ppm。
7.根据权利要求1所述的一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的聚氯乙烯树脂的密度为1.35～1.45g/cm。
8.根据权利要求1所述的一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的聚氯乙烯树脂为疏松型聚氯乙烯树脂，其粒径为0.1～0.2mm，呈棉花球状。
9.根据权利要求1所述的一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的热混锅内热混条件为混合时间为7分钟，其中热混时温度控制在110℃，冷混时冷却水温度控制在15℃。
10.根据权利要求1所述的一种高抗菌抗病毒塑料型材及其制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的挤出转速为300～350r/min。
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