CN112175371A - 一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺 - Google Patents

一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN112175371A
CN112175371A CN202011183104.2A CN202011183104A CN112175371A CN 112175371 A CN112175371 A CN 112175371A CN 202011183104 A CN202011183104 A CN 202011183104A CN 112175371 A CN112175371 A CN 112175371A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bamboo charcoal
parts
stirring
antibacterial
composite material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011183104.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112175371B (zh
Inventor
章亮
李文珠
张文标
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang A&F University ZAFU
Original Assignee
Zhejiang A&F University ZAFU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang A&F University ZAFU filed Critical Zhejiang A&F University ZAFU
Priority to CN202011183104.2A priority Critical patent/CN112175371B/zh
Publication of CN112175371A publication Critical patent/CN112175371A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112175371B publication Critical patent/CN112175371B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2296—Oxides; Hydroxides of metals of zinc
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/06—Biodegradable
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10—Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，将预先负载纳米膨胀石墨的竹炭颗粒在高温下再炭化，随后经碱活化、干燥后附带碱金属离子，进一步采用高温水蒸气再活化得到增容竹炭；通过液相还原辅助低压静电场负载纳米银粒子得到抗菌改性竹炭后，借助增容孔隙负载阻燃协效物后与抗氧化剂、抗菌凝胶和聚乳酸树脂经熔融混炼、热压成型制备得到抗菌型阻燃炭塑复合材料。该炭塑复合材料的主要原料由聚乳酸、改性竹炭颗粒混合制备而成，其用料绿色无污染，利用多孔粗糙的竹炭促进树脂结晶而改善聚乳酸易脆断的特性；借助竹炭增容改性后吸附性更优异的表面孔隙有效负载抗菌物质和阻燃协效物，结合竹炭自身优异的成炭性能，在发挥气相、凝聚相的阻燃优势的同时兼具高抗菌性。

Description

一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺
技术领域
本发明涉及炭塑复合材料领域，更具体的说是涉及一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺。
背景技术
目前，公共场所使用的装饰板、隔板通常为各类人造板，而日常接触最多的门把手则有木质、塑料、合金之分，这些日常产品在使用过程中，由于接触频繁并且消毒杀菌不及时而普遍存在细菌、真菌等微生物超标的问题。直接接触是病菌传播的主要途径之一，美国亚利桑那大学曾有一项研究显示上完洗手间冲马桶会产生喷雾效应，将附近的细菌扩散到2.5平方米的范围内，并且可以在空气中悬浮达2小时之久。在公共场合时，一方面人们缺少及时洗手的意识，同时研究表明仅有41.7％人群的洗手时长符合WHO规定的合格标准(20s)；另一方面冲洗设施并非随处所在，因而在接触公共物品后无法及时洗手，被细菌感染的风险急剧上升。而公共洗手间，特别是在大型商超、交通枢纽车站，使用人数众多，门把手、洗手机等往往成为被忽略的地方，进一步使公众暴露在微生物环境中。出于健康的考虑，人们趋向于选择安全、环保的材料，现有的各类人造板、日常接触品不具备滋生细菌的条件，但在使用过程中容易成为微生物传播的载体，同时防火性能较差，在日常使用中存在局限性。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，生产一种具有抗菌性强、阻燃性好并且可生物降解的炭塑复合材料。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，包括以下制备步骤：
1)按质量份数，取30-40份预处理竹炭颗粒，置于100-150份质量分数为 50％-60％的氢氧化钾溶液中，在60-70℃下搅拌20-24h后，于100-105℃下干燥10-12h。
取出上述竹炭置于陶瓷蒸发皿后放入活化炉，以8-10℃/min的速率升温，同时采用恒流泵通入水蒸气，控制活化温度850-900℃，用量为400-450g/h，活化1.5-2h后置于干燥皿中密封冷却至室温，得到改性竹炭A。
2)按质量份数，将步骤1)中的改性竹炭A与150-200份还原性醇相分散液混合，在70-80℃下恒温搅拌10-20min后，在容器上下放置石墨电极板，其中上极板(极板中心预留直径45mm孔，其两侧对称预留30mm孔)接直流电源正极，电源电压12V。通过上极板的45mm孔进行搅拌，缓慢向混合液中滴加浓度为0.01-0.05mol/L的硝酸银溶液，滴加速度为30-40滴/min，持续 5-8min；同时添加浓度为25-30％的氨水，滴加速度为5-10滴/min，控制反应溶液的pH为10-11。滴加结束后继续搅拌15-20min，过滤后使用去离子水冲洗3-4 次，在70-80℃真空干燥后得到改性竹炭B。
3)按质量份数，将步骤2)中的改性竹炭B与90-120份磷酸、30-40 份醇相三聚氰胺分散液置于三颈烧瓶中回流搅拌，控制温度为100-120℃，保持 7-8h。将反应产物抽滤后再70-80℃真空干燥后得到改性竹炭C。
4)按质量份数，将步骤3)的中改性竹炭C与0.5-1份纳米氧化锌、含5-10份阻燃协效物的水相分散液搅拌混合，搅拌转速为50-60r/min，搅拌20-30 min，在80-90℃下干燥后得到混合基料D。
5)按质量份数，将步骤4)中混合基料D与0.1-0.5份抗氧化剂、10-15 份抗菌凝胶、300-400份聚乳酸树脂加入混炼机中加热搅拌15-20min，搅拌温度为170-180℃，搅拌速度为100-200r/min，混炼均匀后得到母粒。
6)将步骤5)中的母粒加入挤塑机挤出后，借助特殊形状模具热压成型得到抗菌型阻燃炭塑复合材料。
作为本发明的进一步改进，所述步骤1)中所述竹炭的预处理方法为：取10-20份竹炭颗粒与3-5份纳米膨胀石墨颗粒搅拌混合置于高温炭化炉中，在 N2气氛下再炭化，炭化温度为800-1000℃，保温1.5-2h。保温结束后将再炭化竹炭置于干燥皿中冷却至室温，随后使用去离子水在30-45Hz超声震荡辅助下清洗3-4次，最后在80-100℃下干燥得到预处理竹炭。
作为本发明的进一步改进，所述步骤2)中所述还原性醇相分散液的制备方法为：按质量份数，取0.1-0.5份聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、1-3份二氧化钛(TiO2)、 30-40份双氧水(H2O2)溶液，在30-45Hz超声震荡下分散在200-300份乙二醇溶液中，得到还原性醇相分散液。
作为本发明的进一步改进，所述步骤3)中所述醇相三聚氰胺分散液的溶剂为无水乙醇。
作为本发明的进一步改进，所述步骤4)中所述阻燃协效物包括有20-30 份炭化温度为250-300℃、炭化时间为7-8h下得到的低温焙烧竹炭、5-10份木质素、1-3份甲壳素。
作为本发明的进一步改进，所述步骤5)中所述抗菌凝胶为羧甲基壳聚糖气凝胶。
本发明的有益效果为：
1)本发明所制备得到炭塑复合材料的主要原料由聚乳酸、改性竹炭颗粒混合制备而成，其用料绿色无污染，其中竹炭为竹材及其加工剩余物在高温炭化下得到的产物，其表面粗糙多孔且具有超高的比表面积，利于提升与树脂基体的相容性、限制树脂基体分子链的运动活性，从而降低成核结晶的界面自由能，通过促使晶胚越过位垒形成稳定晶核而加速结晶，增强制品的抗冲击性能，在木质素、甲壳素等炭源物质的协效作用下进一步改善聚乳酸易脆断的特性。
2)竹炭所具有的多孔结构使其具有较强的吸附性能，本发明所采用简单负载纳米膨胀石墨在高温二次炭化再造孔处理后，经负载碱金属离子高温水蒸气二次活化，进一步稳定竹炭颗粒内外孔隙结构、显著提升介孔、大孔率，可极大地提升竹炭吸附性能从而有效负载抗菌物质和阻燃协效物。
3)竹炭的有机物含量极低，本发明通过液相还原法在内外孔隙中均匀沉积纳米银颗粒、负载纳米氧化锌和抗菌凝胶后，可显著提升抗菌性能，并在光催化下提升杀菌效果，结合竹炭自身优异的成炭性能，在阻燃协效剂的协同下促进有效炭层的形成，发挥气相、凝聚相的阻燃优势，在改善炭塑复合材料机械性能提升的同时兼具抗菌性、阻燃性。
4)本发明所述的制备方法具备可操作性强、添加助剂少等特点，通过再造孔负载兼具炭源、络合物的阻燃协效物，提供有效凝聚相阻燃效果的同时进一步克服因填料种类多、数量大造成相容性差、易团聚的问题；造孔后通过施加低压静电场有效促进Ag+定向移动形成聚集态离子氛围，根据调控硝酸银浓度、利用还原性醇相溶液，实现快速、均匀、可控负载纳米银的制备，具备永久可持续Ag+释放高效杀菌抗菌，克服因纳米Ag沉积负载导致造孔效果差、因分子热运动和配位效应导致液相中Ag+无法完全被利用的问题。
附图说明
图1是采用未改性竹炭制备所得炭塑复合材料经锥形量热(CONE)测试得到的残炭形貌图。
图2是本发明实施例1所得炭塑复合材料经CONE测试得到的残炭形貌图。
图3是本发明实施例2所得炭塑复合材料经CONE测试得到的残炭形貌图。
图4是本发明实施例3所得炭塑复合材料经CONE测试得到的残炭形貌图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的实质性内容作进一步详细描述。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1公开的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，包括以下制备步骤：
1)按质量份数，取40份预处理竹炭颗粒，置于100份质量分数为50％的氢氧化钾溶液中，在60℃下搅拌24h后，于105℃下干燥12h。
取出上述竹炭置于陶瓷蒸发皿后放入活化炉，以8℃/min的速率升温，同时采用恒流泵通入水蒸气，控制活化温度850℃，用量为400g/h，活化2h 后置于干燥皿中密封冷却至室温，得到改性竹炭A。
2)按质量份数，将步骤1)中的改性竹炭A与150份还原性醇相分散液混合，在75℃下恒温搅拌10-20min后，在容器上下放置石墨电极板，其中上极板(极板中心预留直径45mm孔，其两侧对称预留30mm孔)接直流电源正极，电源电压12V。通过上极板的45mm孔进行搅拌，缓慢向混合液中滴加浓度为0.01-0.05mol/L的硝酸银溶液，滴加速度为30滴/min，持续5min；同时添加浓度为30％的氨水，滴加速度为8滴/min，控制反应溶液的pH为11。滴加结束后继续搅拌20min，过滤后使用去离子水冲洗4次，在80℃真空干燥后得到改性竹炭B。
3)按质量份数，将步骤2)中的改性竹炭B与90份磷酸、30份醇相三聚氰胺分散液置于三颈烧瓶中回流搅拌，控制温度为100℃，保持8h。将反应产物抽滤后再70℃真空干燥后得到改性竹炭C。
4)按质量份数，将步骤3)的中改性竹炭C与0.5份纳米氧化锌、含5-10 份阻燃协效物的水相分散液搅拌混合，搅拌转速为60r/min，搅拌30min，在90℃下干燥后得到混合基料D。
5)按质量份数，将步骤4)的中混合基料D与0.3份抗氧化剂、13 份抗菌凝胶、300份聚乳酸树脂加入混炼机中加热搅拌20min，搅拌温度为 175℃，搅拌速度为150r/min，混炼均匀后得到母粒。
6)将步骤5)中的母粒加入挤塑机挤出后热压成型得到抗菌型阻燃炭塑复合材料。
实施例2公开的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，包括以下制备步骤：
1)按质量份数，取40份预处理竹炭颗粒，置于100份质量分数为60％的氢氧化钾溶液中，在60℃下搅拌24h后，于105℃下干燥12h。
取出上述竹炭置于陶瓷蒸发皿后放入活化炉，以8℃/min的速率升温，同时采用恒流泵通入水蒸气，控制活化温度850℃，用量为450g/h，活化2h 后置于干燥皿中密封冷却至室温，得到改性竹炭A。
2)按质量份数，将步骤1)中的改性竹炭A与200份还原性醇相分散液混合，在75℃下恒温搅拌15min后，在容器上下放置石墨电极板，其中上极板(极板中心预留直径45mm孔，其两侧对称预留30mm孔)接直流电源正极，电源电压12V。通过上极板的45mm孔进行搅拌，缓慢向混合液中滴加浓度为0.03mol/L的硝酸银溶液，滴加速度为30滴/min，持续5min；同时添加浓度为30％的氨水，滴加速度为8滴/min，控制反应溶液的pH为11。滴加结束后继续搅拌20min，过滤后使用去离子水冲洗4次，在80℃真空干燥后得到改性竹炭B。
3)按质量份数，将步骤2)中的改性竹炭B与105份磷酸、35份醇相三聚氰胺分散液置于三颈烧瓶中回流搅拌，控制温度为110℃，保持8h。将反应产物抽滤后再70℃真空干燥后得到改性竹炭C。
4)按质量份数，将步骤3)的中改性竹炭C与0.8份纳米氧化锌、含5-10份阻燃协效物的水相分散液搅拌混合，搅拌转速为60r/min，搅拌30min，在90℃下干燥后得到混合基料D。
5)按质量份数，将步骤4)的中混合基料D与0.3份抗氧化剂、10 份抗菌凝胶、300份聚乳酸树脂加入混炼机中加热搅拌20min，搅拌温度为 175℃，搅拌速度为150r/min，混炼均匀后得到母粒。
6)将步骤5)中的母粒加入挤塑机挤出后热压成型得到抗菌型阻燃炭塑复合材料。
实施例3公开的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，包括以下制备步骤：
1)按质量份数，取30-40份预处理竹炭颗粒，置于150份质量分数为60％的氢氧化钾溶液中，在70℃下搅拌24h后，于105℃下干燥12h。
取出上述竹炭置于陶瓷蒸发皿后放入活化炉，以10℃/min的速率升温，同时采用恒流泵通入水蒸气，控制活化温度900℃，用量为450g/h，活化2h 后置于干燥皿中密封冷却至室温，得到改性竹炭A。
2)按质量份数，将步骤1)中的改性竹炭A与200份还原性醇相分散液混合，在75℃下恒温搅拌20min后，在容器上下放置石墨电极板，其中上极板(极板中心预留直径45mm孔，其两侧对称预留30mm孔)接直流电源正极，电源电压12V。通过上极板的45mm孔进行搅拌，缓慢向混合液中滴加浓度为0.05mol/L的硝酸银溶液，滴加速度为30滴/min，持续5min；同时添加浓度为30％的氨水，滴加速度为8滴/min，控制反应溶液的pH为11。滴加结束后继续搅拌20min，过滤后使用去离子水冲洗4次，在80℃真空干燥后得到改性竹炭B。
3)按质量份数，将步骤2)中的改性竹炭B与120份磷酸、40份醇相三聚氰胺分散液置于三颈烧瓶中回流搅拌，控制温度为120℃，保持8h。将反应产物抽滤后再70℃真空干燥后得到改性竹炭C。
4)按质量份数，将步骤3)的中改性竹炭C与1份纳米氧化锌、含 5-10份阻燃协效物的水相分散液搅拌混合，搅拌转速为60r/min，搅拌30min，在90℃下干燥后得到混合基料D。
5)按质量份数，将步骤4)的中混合基料D与0.3份抗氧化剂、15 份抗菌气凝胶、300份聚乳酸树脂加入混炼机中加热搅拌20min，搅拌温度为 175℃，搅拌速度为150r/min，混炼均匀后得到母粒。
6)将步骤5)中的母粒加入挤塑机挤出后热压成型得到抗菌型阻燃炭塑复合材料。
对实施例1-3所得改性竹炭A进行比表面积和孔隙结构测试，结果见表1：
表1
Figure RE-GDA0002789035660000071
由表1可见，相对于未改性竹炭，按照实施例1-3所述改性方法制备得到竹炭的比表面积、总孔容积、平均孔径均有显著提升，实施例2、3所得改性竹炭的比表面积已得到未改性竹炭的2倍以上，同时微孔率有所降低，说明介孔(2-50 nm)、大孔(>50nm)的比例有所增加，所述改性方式的造孔效果显著，对纳米银的还原负载、协效物质的负载十分有利。
对实施例1-3所得改性竹炭B进行抗菌测试，将0.1g改性竹炭B加入2mL8099型大肠杆菌液体培养基中，静置2h后离心分离，去上层清液于培养皿中进行培养观察，结果见表2：
表2
材料 BC-Raw BC-1 BC-2 BC-3
抑菌率(％) 23.5 63.8 71.7 77.2
由表2可见，未改性的竹炭对大肠杆菌的抑菌率较低，按照实施例例-3所述改性方法制备得到竹炭的抑菌率得到未改性前的2.7倍以上，而实施例2、3所得改性竹炭对大肠杆菌的抑菌率超过70％，达到GB/T 20944.3-2008关于大肠杆菌抗菌性的规定(≥70％)，抗菌效果较好。
对实施例1-3所得的炭塑复合材料进行CONE和极限氧指数(LOI) 测试，图1为对照样(BC-Raw/PLA)所得炭塑复合材料经CONE测试后的残炭形貌，图2-4分别显示实施例1-3所得炭塑复合材料经测试后的残炭形貌，所得结果见表3：
表3
Figure RE-GDA0002789035660000081
由图1-4可见，实施例1-3所得炭塑复合材料的残炭量显著高于对照样 (BC-Raw/PLA)，总热释放量最高降低42.34％，总烟释放量最高降低30.13％，而LOI则大幅跃升至26.2vol％以上，实施例3所得炭塑复合材料以达到难燃材料的标准(>27.0vol％)。
以上仅作为本发明的优选实施方式，用于帮助理解本发明的方法及其核心思维。应当指出的是，本发明的保护范围并不局限于上述实施例，凡属于本发明思路上的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修饰完善，或对其中部分技术特征进行等同替换，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，其特征在于：包括以下制备步骤：
1）按质量份数，取30-40份预处理竹炭颗粒，置于100-150份质量分数为50%-60%的氢氧化钾溶液中，在60-70 ℃下搅拌20-24 h后，于100-105 ℃下干燥10-12 h；
取出上述竹炭置于陶瓷蒸发皿后放入活化炉，以8-10 ℃/min的速率升温，同时采用恒流泵通入水蒸气，控制活化温度850-900 ℃，用量为400-450 g/h，活化1.5-2 h后置于干燥皿中密封冷却至室温，得到改性竹炭A；
2）按质量份数，将步骤1）中的改性竹炭A与150-200份还原性醇相分散液混合，在70-80℃下恒温搅拌10-20 min后，在容器上施加低压静电场，在搅拌的同时缓慢向混合液中滴加浓度为0.01-0.05 mol/L的硝酸银溶液，滴加速度为30-40滴/min，持续5-8 min，同时添加络合剂，滴加速度为5-10滴/min，控制反应溶液的pH为10-11；滴加结束后继续搅拌15-20min，过滤后使用去离子水冲洗3-4次，在70-80 ℃真空干燥后得到改性竹炭B；
3）按质量份数，将步骤2）中的改性竹炭B与90-120份磷酸、30-40份醇相三聚氰胺分散液置于三颈烧瓶中回流搅拌，控制温度为100-120 ℃，保持7-8 h；将反应产物抽滤后再70-80 ℃真空干燥后得到改性竹炭C；
4）按质量份数，将步骤3）的中改性竹炭C与含5-10份阻燃协效物的水相分散液搅拌混合，搅拌转速为50-60 r/min，搅拌20-30 min，在80-90 ℃下干燥后得到混合基料D；
5）按质量份数，将步骤4）中混合基料D与0.1-0.5份抗氧化剂、10-15份抗菌凝胶、300-400份聚乳酸树脂加入混炼机中加热搅拌15-20 min，搅拌温度为170-180 ℃，搅拌速度为100-200 r/min，混炼均匀后得到母粒；
6）将步骤5）中的母粒加入挤塑机挤出后，借助特殊形状模具热压成型得到抗菌型阻燃炭塑复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，其特征在于：所述竹炭的预处理方法为：
取10-20份竹炭颗粒与3-5份纳米膨胀石墨颗粒搅拌混合置于高温炭化炉中，在N2气氛下再炭化，炭化温度为800-1000 ℃，保温1.5-2 h；保温结束后将再炭化竹炭置于干燥皿中冷却至室温，随后使用去离子水在30-45 Hz超声震荡辅助下清洗3-4次，最后在80-100 ℃下干燥得到预处理竹炭。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，其特征在于：所述低压静电场的施加方式为：容器上下放置石墨电极板，其中上极板（极板中心预留直径45mm孔，其两侧对称预留30 mm孔）接直流电源正极，电源电压12 V。
4.根据权利要求1所述的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，其特征在于：所述还原性醇相分散液的制备方法为：
按质量份数，取0.1-0.5份聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、1-3份二氧化钛（TiO2）、30-40份双氧水（H2O2）溶液，在30-45 Hz超声震荡下分散在200-300份乙二醇溶液中，得到还原性醇相分散液。
5.根据权利要求1所述的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，其特征在于：所述醇相三聚氰胺分散液的溶剂为无水乙醇。
6.根据权利要求1所述的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，其特征在于：所述阻燃协效物包括有20-30份低温焙烧竹炭、5-10份木质素、1-3份甲壳素。
7.根据权利要求6所述的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，其特征在于：所述低温焙烧竹炭的炭化温度为250-300 ℃，炭化时间7-8 h。
8.根据权利要求1所述的一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺，其特征在于：所述抗菌凝胶为羧甲基壳聚糖气凝胶。
CN202011183104.2A 2020-10-29 2020-10-29 一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺 Active CN112175371B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011183104.2A CN112175371B (zh) 2020-10-29 2020-10-29 一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011183104.2A CN112175371B (zh) 2020-10-29 2020-10-29 一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112175371A true CN112175371A (zh) 2021-01-05
CN112175371B CN112175371B (zh) 2022-08-23

Family

ID=73916223

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011183104.2A Active CN112175371B (zh) 2020-10-29 2020-10-29 一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112175371B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112694677A (zh) * 2021-01-08 2021-04-23 会通新材料股份有限公司 一种竹炭电气石复合负载Ag抗菌剂、抗菌聚丙烯组合物及制备方法
CN117126519A (zh) * 2023-10-25 2023-11-28 无锡会通轻质材料股份有限公司 一种具有被动辐射制冷和抗菌性能的发泡聚乳酸珠粒材料

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080254980A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-16 Kuo-Hui Wu Manufacturing method of bamboo charcoal supporting silver and products thereof
CN107501884A (zh) * 2017-09-25 2017-12-22 江苏长龙国际贸易有限公司 一种阻燃抑烟型竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法
KR101918900B1 (ko) * 2018-06-18 2018-11-14 한종우 친환경 물티슈
CN109468747A (zh) * 2019-01-08 2019-03-15 上海越达无纺制品有限公司 一种汽车坐垫用无纺布及其制备方法
CN109735070A (zh) * 2018-12-12 2019-05-10 宁波大学 一种聚乳酸/竹颗粒/竹炭复合材料的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080254980A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-16 Kuo-Hui Wu Manufacturing method of bamboo charcoal supporting silver and products thereof
CN107501884A (zh) * 2017-09-25 2017-12-22 江苏长龙国际贸易有限公司 一种阻燃抑烟型竹纤维/聚乳酸复合材料及其制备方法
KR101918900B1 (ko) * 2018-06-18 2018-11-14 한종우 친환경 물티슈
CN109735070A (zh) * 2018-12-12 2019-05-10 宁波大学 一种聚乳酸/竹颗粒/竹炭复合材料的制备方法
CN109468747A (zh) * 2019-01-08 2019-03-15 上海越达无纺制品有限公司 一种汽车坐垫用无纺布及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王珊珊等: "次磷酸铝对竹炭/聚乳酸复合材料阻燃和力学性能的影响", 《材料导报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112694677A (zh) * 2021-01-08 2021-04-23 会通新材料股份有限公司 一种竹炭电气石复合负载Ag抗菌剂、抗菌聚丙烯组合物及制备方法
CN112694677B (zh) * 2021-01-08 2022-03-22 会通新材料股份有限公司 一种竹炭电气石复合负载Ag抗菌剂、抗菌聚丙烯组合物及制备方法
CN117126519A (zh) * 2023-10-25 2023-11-28 无锡会通轻质材料股份有限公司 一种具有被动辐射制冷和抗菌性能的发泡聚乳酸珠粒材料
CN117126519B (zh) * 2023-10-25 2024-01-05 无锡会通轻质材料股份有限公司 一种具有被动辐射制冷和抗菌性能的发泡聚乳酸珠粒材料

Also Published As

Publication number Publication date
CN112175371B (zh) 2022-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112175371B (zh) 一种抗菌型阻燃炭塑复合材料的制造工艺
CN111978555B (zh) 一种三元金属有机框架杀菌材料及其制备方法和应用
CN101744001B (zh) 一种含银硅基介孔抗菌剂及其制备方法
CN101999411A (zh) 埃洛石纳米管负载银单质型抗菌剂及其制备方法
CN105536660B (zh) 一种纳米银负载油茶果壳热解碳微球的制备方法
CN101760067A (zh) 除甲醛、消除电磁辐射及隔热保温的环保腻子
CN101999414A (zh) 埃洛石纳米管负载铜离子型抗菌剂及其制备方法
CN103642347A (zh) 一种生态硅藻涂料及其制备方法
CN102732018A (zh) 尼龙66组合物及其制备方法
CN107793581B (zh) 一种高效的抗菌母料及制备方法
CN112175342A (zh) 一种高效释放负离子抗菌免喷涂材料及其制备方法
CN111676695A (zh) 一种双重抗菌无纺布及其制备方法
CN113699791B (zh) 一种柔软抗菌无纺布及其制备方法
CN113134370B (zh) 一种三元异质结光催化抗菌材料及制备方法
Song et al. Preparation of Porous Ga‐Doped TiO2 Composite Aerogel and Its Bactericidal Activity against Escherichia coli and Staphylococcus aureus
CN116548467B (zh) 二氧化氯消毒剂及其生产工艺和应用
CN106689201B (zh) 纳米银抗菌剂及其制备方法
CN113353930B (zh) 一种秸秆基抗菌活性炭的制备方法及其应用
CN114231066A (zh) 一种空气净化纳米涂层及其制备方法和应用
CN114921873A (zh) 一种空气净化用杀菌抗病毒的炭纤维布复合材料制备方法
CN115282725A (zh) 一种用于空气净化的复合纳米材料及其制备方法
CN101698479A (zh) 一种大尺寸碳球的制备方法
CN109907072B (zh) 载菌纳米壳聚糖畜舍消毒剂及其制备方法和应用
KR101870257B1 (ko) 은나노입자가 담지된 바이오차 및 이의 제조방법
CN111909437A (zh) 抗菌hdpe塑料

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant