CN111621121A - 一种抗菌环保膜制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗菌环保膜制备方法;涉及高分子薄膜技术领域,包括以下步骤:(1)片状绢云母预处理;(2)a份预处理片状绢云母表面沉积处理;(3)原料混合;(4)干燥;(5)熔融挤出拉伸成膜;本发明提供的一种抗菌环保膜制备方法,节能环保,还具有负离子释放效果和良好的抗菌性能,具有优异的紫外线阻隔率和红外线阻隔率,本发明制备的抗菌环保膜应用到建筑玻璃上后,能够起到优异的紫外线阻隔反射功能,达到优异的隔热效果,从而能够避免炎热夏季室内温度攀升,空调费电的问题,同时避免霉变。
Description
技术领域
本发明属于高分子薄膜技术领域,特别是一种抗菌环保膜制备方法。
背景技术
随着现代生活对工作、生活环境质量要求的日益提高,人们受健康卫生等现代消费理念的驱动,迫切希望能获得具有抗菌功能的家电、建材、装饰材料、纺织品、服装、厨具、卫生洁具等各类产品。
抗菌环保膜在建筑玻璃方面的应用是较为广泛,对玻璃进行贴膜是一种将高分子薄膜贴附在玻璃上,从而改善玻璃光学性能、热工性能及其他物理性能的技术,玻璃贴膜在汽车上应用较早且较为成熟。由于玻璃贴膜具有功能丰富、施工工艺简单、施工周期短、对既有玻璃改造费用相对较低等优点,现已运用到建筑玻璃的节能应用技术中。由于炎热的夏季,紫外线较强,会穿过玻璃直射到室内,造成室内温度快速攀升,因此,抗菌环保膜的使用对实现夏季降低室内温度,减少空调开放对电力资源的耗费,从而达到节约大量资源消耗的环保目的,具有重要的现实意义,同时现有的采用的玻璃膜的抗菌效果不佳,长期使用后,容易产生霉变,影响使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌环保膜制备方法,以解决现有技术中的不足。
本发明采用的技术方案如下:
一种抗菌环保膜制备方法,包括以下步骤:
(1)片状绢云母预处理:
将片状绢云母添加到混合酸溶液中,加热至80-85℃,以300r/min转速搅拌2小时,然后进行过滤,洗涤至中性,得到预处理片状绢云母,然后再将预处理片状绢云母平均分成a、b两份;
(2)a份预处理片状绢云母表面沉积处理:
将a份预处理片状绢云母表面进行化学沉积处理,以a份预处理片状绢云母为基材,将氮化硅通过化学沉积技术均匀沉积到a粉预处理片状绢云母表面,得到沉积改性片状绢云母;
(3)原料混合:
按重量份计将聚酯切片85-94份、b份预处理片状绢云母8-12份、沉积改性片状绢云母8-12份、电气石粉2-3份、纳米二氧化钛4-5份、增塑剂5-7份、偶联剂1-2份、纳米填料6-8份均匀混合添加到高速搅拌机中进行高速搅拌处理,得到混合料;
(4)干燥:
将上述得到的混合料添加到干燥箱中进行干燥处理30-40min,得到干燥混合料;
(5)熔融挤出拉伸成膜:
将上述得到的干燥混合料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,得到毛坯,再对毛坯进行横向与纵向同时拉伸,得到抗菌环保膜。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(1)中所述混合酸溶液由磷酸、硝酸和硫酸镧按10-12:3-5:0.012-0.014质量比例混合得到。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(1)中所述混合酸溶液与片状绢云母混合比例为300mL:80-100g。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(2)中所述化学沉积技术为脉冲激光沉积技术。
如上所述的,其中,优选的是,所述脉冲激光沉积技术中激光波长为224nm,激光脉冲能量为210mJ。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(3)中所述高速搅拌的转速为2500r/min。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(3)中所述增塑剂为环氧大豆油。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(3)中所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(3)中所述纳米填料为纳米二氧化钛。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(5)中所述熔融挤出温度为225℃,横向拉伸与纵向拉伸的倍数为2.4。
本发明提供的一种抗菌环保膜制备方法,具有优异的紫外线阻隔率和红外线阻隔率,节能环保,还具有负离子释放效果和良好的抗菌性能,经微生物分析检测中心检验结果:经过18小时的时间,大肠杆菌从270万个减少到20个以下,金黄色葡萄球菌从88万个减少到20个以下,灭菌率达到99.99%。本发明制备的抗菌环保膜应用到建筑玻璃上后,能够起到优异的紫外线阻隔反射功能,达到优异的隔热效果,从而能够避免炎热夏季室内温度攀升,空调费电的问题,本发明通过在抗菌环保膜的制备中添加沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母,使得当毛坯被拉伸时,由于基体PET树脂与纳米硫化物复合纳米膨润土粒子拉伸行为不一致,同时由于沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子的片状的独特结构特性,在基体树脂中层叠交错分散,使得基体树脂与沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子之间剥离后,分别以沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子为核心形成孔隙,当沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子层叠交错时,能够进一步的一定程度上提高膜的孔隙率,由于孔隙中空气与基体PET的折射率不同,使得入射光在基体树脂与空气的界面发生折射,且由于沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子各自表面的特性与基体树脂以及空隙中的空气的折射率不同,从而会发生多重折射散射,进行大幅度的提高了抗菌环保膜的反射率。
附图说明
图1为实施例与对比例抗菌环保膜反射率柱形图。
具体实施方式
实施例1
一种抗菌环保膜制备方法,包括以下步骤:
(1)片状绢云母预处理:
将片状绢云母添加到混合酸溶液中,加热至80℃,以300r/min转速搅拌2小时,然后进行过滤,洗涤至中性,得到预处理片状绢云母,然后再将预处理片状绢云母平均分成a、b两份;
(2)a份预处理片状绢云母表面沉积处理:
将a份预处理片状绢云母表面进行化学沉积处理,以a份预处理片状绢云母为基材,将氮化硅通过化学沉积技术均匀沉积到a粉预处理片状绢云母表面,得到沉积改性片状绢云母;
(3)原料混合:
按重量份计将聚酯切片85份、b份预处理片状绢云母8份、沉积改性片状绢云母8份、电气石粉2份、纳米二氧化钛4份、增塑剂5份、偶联剂1份、纳米填料6份均匀混合添加到高速搅拌机中进行高速搅拌处理,得到混合料;
(4)干燥:
将上述得到的混合料添加到干燥箱中进行干燥处理30min,得到干燥混合料;
(5)熔融挤出拉伸成膜:
将上述得到的干燥混合料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,得到毛坯,再对毛坯进行横向与纵向同时拉伸,得到抗菌环保膜。
步骤(1)中所述混合酸溶液由磷酸、硝酸和硫酸镧按10:3:0.012质量比例混合得到。
步骤(1)中所述混合酸溶液与片状绢云母混合比例为300mL:80g。
步骤(2)中所述化学沉积技术为脉冲激光沉积技术。
所述脉冲激光沉积技术中激光波长为224nm,激光脉冲能量为210mJ。
步骤(3)中所述高速搅拌的转速为2500r/min。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(3)中所述增塑剂为环氧大豆油。
步骤(3)中所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。
步骤(3)中所述纳米填料为纳米二氧化钛。
步骤(5)中所述熔融挤出温度为225℃,横向拉伸与纵向拉伸的倍数为2.4。
经微生物分析检测中心检验结果:经过18小时的时间,大肠杆菌从270万个减少到20个以下,金黄色葡萄球菌从88万个减少到20个以下,灭菌率达到99.99%。
实施例2
一种抗菌环保膜制备方法,包括以下步骤:
(1)片状绢云母预处理:
将片状绢云母添加到混合酸溶液中,加热至85℃,以300r/min转速搅拌2小时,然后进行过滤,洗涤至中性,得到预处理片状绢云母,然后再将预处理片状绢云母平均分成a、b两份;
(2)a份预处理片状绢云母表面沉积处理:
将a份预处理片状绢云母表面进行化学沉积处理,以a份预处理片状绢云母为基材,将氮化硅通过化学沉积技术均匀沉积到a粉预处理片状绢云母表面,得到沉积改性片状绢云母;
(3)原料混合:
按重量份计将聚酯切片94份、b份预处理片状绢云母12份、沉积改性片状绢云母12份、电气石粉3份、纳米二氧化钛5份、增塑剂7份、偶联剂2份、纳米填料8份均匀混合添加到高速搅拌机中进行高速搅拌处理,得到混合料;
(4)干燥:
将上述得到的混合料添加到干燥箱中进行干燥处理40min,得到干燥混合料;
(5)熔融挤出拉伸成膜:
将上述得到的干燥混合料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,得到毛坯,再对毛坯进行横向与纵向同时拉伸,得到抗菌环保膜。
步骤(1)中所述混合酸溶液由磷酸、硝酸和硫酸镧按12:5:0.014质量比例混合得到。
步骤(1)中所述混合酸溶液与片状绢云母混合比例为300mL:100g。
步骤(2)中所述化学沉积技术为脉冲激光沉积技术。
所述脉冲激光沉积技术中激光波长为224nm,激光脉冲能量为210mJ。
步骤(3)中所述高速搅拌的转速为2500r/min。
步骤(3)中所述增塑剂为环氧大豆油。
步骤(3)中所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。
步骤(3)中所述纳米填料为纳米二氧化钛。
步骤(5)中所述熔融挤出温度为225℃,横向拉伸与纵向拉伸的倍数为2.4。
经微生物分析检测中心检验结果:经过18小时的时间,大肠杆菌从270万个减少到20个以下,金黄色葡萄球菌从88万个减少到20个以下,灭菌率达到99.99%。
实施例3
一种抗菌环保膜制备方法,包括以下步骤:
(1)片状绢云母预处理:
将片状绢云母添加到混合酸溶液中,加热至82℃,以300r/min转速搅拌2小时,然后进行过滤,洗涤至中性,得到预处理片状绢云母,然后再将预处理片状绢云母平均分成a、b两份;
(2)a份预处理片状绢云母表面沉积处理:
将a份预处理片状绢云母表面进行化学沉积处理,以a份预处理片状绢云母为基材,将氮化硅通过化学沉积技术均匀沉积到a粉预处理片状绢云母表面,得到沉积改性片状绢云母;
(3)原料混合:
按重量份计将聚酯切片86份、b份预处理片状绢云母10份、沉积改性片状绢云母10份、电气石粉2.4份、纳米二氧化钛4.6份、增塑剂6份、偶联剂1.5份、纳米填料7份均匀混合添加到高速搅拌机中进行高速搅拌处理,得到混合料;
(4)干燥:
将上述得到的混合料添加到干燥箱中进行干燥处理36min,得到干燥混合料;
(5)熔融挤出拉伸成膜:
将上述得到的干燥混合料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,得到毛坯,再对毛坯进行横向与纵向同时拉伸,得到抗菌环保膜。
如上所述的,其中,优选的是,步骤(1)中所述混合酸溶液由磷酸、硝酸和硫酸镧按11:4:0.013质量比例混合得到。
步骤(1)中所述混合酸溶液与片状绢云母混合比例为300mL:90g。
步骤(2)中所述化学沉积技术为脉冲激光沉积技术。
所述脉冲激光沉积技术中激光波长为224nm,激光脉冲能量为210mJ。
步骤(3)中所述高速搅拌的转速为2500r/min。
步骤(3)中所述增塑剂为环氧大豆油。
步骤(3)中所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。
步骤(3)中所述纳米填料为纳米二氧化钛。
步骤(5)中所述熔融挤出温度为225℃,横向拉伸与纵向拉伸的倍数为2.4。
经微生物分析检测中心检验结果:经过18小时的时间,大肠杆菌从270万个减少到20个以下,金黄色葡萄球菌从88万个减少到20个以下,灭菌率达到99.99%。
试验
孔隙率测试
根据GB1033—1986测膜的密度,孔隙率通过膜的密度得到,孔隙率为未拉伸膜的密度和拉伸膜密度的差再与未拉伸膜密度的比值;
反射率测试
在紫外可见光分光光度计上安装积分球,测量波长400nm,用2块标准BASO 4白板校正仪器参数,走基线后,膜放入积分球0°侧,测反射率(UV2450型紫外可见光分光光度计、ISR-2200型积分球);
表1
孔隙率% | 反射率% | |
实施例1 | 1.68 | 98.7 |
实施例2 | 1.63 | 98.2 |
实施例3 | 1.70 | 99.3 |
对比例1 | 1.03 | 79.4 |
对比例2 | 0.67 | 50.6 |
对比例3 | 1.43 | 95.1 |
对比例1与实施例1区别仅在于将b份预处理片状绢云母、沉积改性片状绢云母替换为等量的未处理的片状绢云母;
对比例2与实施例1区别为不添加绢云母;
对比例3与实施例1区别为不对a份预处理片状绢云母进行表面沉积处理;
由表1可以看出本发明制备的抗菌环保膜具有较高的孔隙率,本发明通过在抗菌环保膜的制备中添加沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母,使得当毛坯被拉伸时,由于基体PET树脂与纳米硫化物复合纳米膨润土粒子拉伸行为不一致,同时由于沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子的片状的独特结构特性,在基体树脂中层叠交错分散,使得基体树脂与沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子之间剥离后,分别以沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子为核心形成孔隙,当沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子层叠交错时,能够进一步的一定程度上提高膜的孔隙率,由于孔隙中空气与基体PET的折射率不同,使得入射光在基体树脂与空气的界面发生折射,且由于沉积改性片状绢云母与b份预处理片状绢云母粒子各自表面的特性与基体树脂以及空隙中的空气的折射率不同,从而会发生多重折射散射,进行大幅度的提高了抗菌环保膜的反射率。
紫外线阻隔率和红外线阻隔率检测:
表2
紫外线阻隔率% | 红外线阻隔率% | |
实施例1 | 99.3 | 95.1 |
实施例2 | 99.1 | 95.3 |
实施例3 | 99.6 | 95.7 |
由表2可以看出,本发明制备的抗菌环保膜具有优异的紫外线阻隔率和红外线阻隔率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,但本发明不以所示限定实施范围,凡是依照本发明的构想所作的改变,或修改为等同变化的等效实施例,仍未超出说明书所涵盖的精神时,均应在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)片状绢云母预处理:
将片状绢云母添加到混合酸溶液中,加热至80-85℃,以300r/min转速搅拌2小时,然后进行过滤,洗涤至中性,得到预处理片状绢云母,然后再将预处理片状绢云母平均分成a、b两份;
(2)a份预处理片状绢云母表面沉积处理:
将a份预处理片状绢云母表面进行化学沉积处理,以a份预处理片状绢云母为基材,将氮化硅通过化学沉积技术均匀沉积到a粉预处理片状绢云母表面,得到沉积改性片状绢云母;
(3)原料混合:
按重量份计将聚酯切片85-94份、b份预处理片状绢云母8-12份、沉积改性片状绢云母8-12份、电气石粉2-3份、纳米二氧化钛4-5份、增塑剂5-7份、偶联剂1-2份、纳米填料6-8份均匀混合添加到高速搅拌机中进行高速搅拌处理,得到混合料;
(4)干燥:
将上述得到的混合料添加到干燥箱中进行干燥处理30-40min,得到干燥混合料;
(5)熔融挤出拉伸成膜:
将上述得到的干燥混合料添加到双螺杆挤出机中进行熔融挤出,得到毛坯,再对毛坯进行横向与纵向同时拉伸,得到抗菌环保膜。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述混合酸溶液由磷酸、硝酸和硫酸镧按10-12:3-5:0.012-0.014质量比例混合得到。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述混合酸溶液与片状绢云母混合比例为300mL:80-100g。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:步骤(2)中所述化学沉积技术为脉冲激光沉积技术。
5.根据权利要求4所述的一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:所述脉冲激光沉积技术中激光波长为224nm,激光脉冲能量为210mJ。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述高速搅拌的转速为2500r/min。
7.根据权利要求1所述的一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述增塑剂为环氧大豆油。
8.根据权利要求1所述的一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述偶联剂为有机硅烷偶联剂。
9.根据权利要求1所述的一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:步骤(3)中所述纳米填料为纳米二氧化钛。
10.根据权利要求1所述的一种抗菌环保膜制备方法,其特征在于:步骤(5)中所述熔融挤出温度为225℃,横向拉伸与纵向拉伸的倍数为2.4。
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