一种聚乳酸抗菌母粒的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其包括以下步骤：（1）预处理聚乳酸原料；（2）将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，在超声搅拌下，滴加抗菌复合物水分散液，超声搅拌，喷雾干燥得抗菌母粒；（3）将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，在超声搅拌下，滴加硅藻土/无机氧化物水分散液，超声搅拌，喷雾干燥得除甲醛母粒；（4）将两种母粒混合拌匀获得混合物，造粒得聚乳酸抗菌除甲醛母粒。本发明专利技术经过合理的搭配硅藻土/无机氧化物和抗菌复合材料，功能添加剂之间的协同作用，使得聚乳酸母粒具有优异抗菌和除臭性能以及抗甲醛特性，满足多功能聚乳酸母粒的需求，进一步拓宽聚乳酸母粒的应用。

Method for preparing polylactic acid antibacterial master batch

The invention discloses a method for preparing polylactic acid antibacterial masterbatch in addition to formaldehyde, which comprises the following steps: (1) pretreatment of polylactic acid material; (2) half of pretreatment of polylactic acid dissolved in organic solvent under ultrasonic agitation, adding antibacterial composite dispersion, ultrasonic stirring, spray dry antibacterial masterbatch; (3) half of pretreatment of polylactic acid dissolved in organic solvent under ultrasonic agitation, adding diatomite / inorganic oxide dispersion, ultrasonic stirring, spray drying to remove formaldehyde masterbatch; (4) the two kinds of masterbatch mix mixture granulation, polylactic acid antibacterial in addition to formaldehyde masterbatch. The present invention after reasonable collocation of diatomite / inorganic oxide and antibacterial composite material, the synergistic effect between functional additives, the polylactic acid has excellent antibacterial and deodorizing properties of masterbatch and anti formaldehyde properties, meet the demand of polylactic acid multifunctional masterbatch, masterbatch to further broaden the application of polylactic acid.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及了复合材料
，特别是涉及了一种聚乳酸抗菌母粒的制备方法。
技术介绍
聚乳酸(PLA) 是一种以乳酸为主要原料聚合而成的高分子化合物，属于丙交酯聚酯的一种，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成，淀粉原料经由发酵过程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸，生产过程无污染。聚乳酸产品使用后能被自然界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，即使聚乳酸焚烧，其燃烧热值与焚化纸类相同，是焚化传统塑料(如聚乙烯)的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮化物、硫化物等有毒气体污染环境，因此，聚乳酸具有良好的生物降解性能和环境友好型特征，是一种新型的绿色环保材料。聚乳酸抗菌制品中抗菌剂的添加方式不采用抗菌母粒的形式添加，抗菌母粒的制作过程是先将抗菌剂和基体树脂混合经双螺杆挤出机加工成线状，经烘干机高温烘干，造粒得抗菌母粒，采用该方法加工聚乳酸抗菌母粒，烘干机高温烘干会导致聚乳酸再次发生的热降解，导致产品性能下降。而且由于纳米银抗菌剂呈颗粒状，粒度为纳米级别，往往只能聚集在聚乳酸材料的特定部位，无法均匀分布在表面，从而影响的抗菌效果；另一方面，纳米银与聚乳酸材料无法紧密结合（特别是当纳米银颗粒含量增加时，容易发生团聚现象），在使用过程中容易脱落，从而影响使用寿命及抗菌效果。现有的聚乳酸材料功能较单一，较难满足多功能的特点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种聚乳酸抗菌母粒的制备方法。本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其包括以下步骤：（1）预处理聚乳酸原料：将聚乳酸原料粉碎成300目粉末，分散于纯水中，超声1小时后，边超声边微波辐照30min；洗涤，出料，干燥，即得预处理聚乳酸；（2）在加热温度（50~60℃）下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液；在超声搅拌下（500~800W超声功率，500~800rpm搅拌速度），滴加浓度为0.1~0.5mol/L的抗菌复合物水分散液，超声搅拌（200~300W超声功率，200~300rpm搅拌速度）30~60min，得抗菌聚乳酸混合液；然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200～300ml/min的速度将抗菌聚乳酸混合液喷射到喷雾干燥器中，干燥得抗菌母粒；该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌 1~2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干；（3）在加热温度（50~60℃）下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液；在超声搅拌下（500~800W超声功率，500~800rpm搅拌速度），滴加浓度为1~2g/L的硅藻土/无机氧化物水分散液，超声搅拌（200~300W超声功率，200~300rpm搅拌速度）30~60min，得除甲醛聚乳酸混合液；然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200～300ml/min的速度将除甲醛聚乳酸混合液喷射到喷雾干燥器中，干燥得除甲醛母粒；所述硅藻土/无机氧化物进行偶联剂预处理，具体为：硅藻土/无机氧化物加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌 1~2h；逐滴滴加占硅藻土/无机氧化物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。所述硅藻土/无机氧化物制备方法如下：混合以下重量百分比的原料：ZrO2 5%，TiO2 8%，SiO2 16%，V2O5 4%，K2O 2%，SnO2 3%，Cr2O3 3%，Al2O3 13%，Fe2O3 11%，MgO 20%，Na2O8%，MnO2 7%，投入到PUHLER公司开发的大流量循环卧式砂磨机中进行研磨，控制粒径在10~300nm之间；将硅藻土分散在120ml的水溶液中，加入无机氧化物，100~200W超声100~300rpm搅拌2h，让纳米材料充分进入硅藻土孔隙中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/无机氧化物；其中所述硅藻土与无机氧化物的重量比为1~2：3~5。（4）将步骤（2）（3）制得的母粒混合拌匀获得的混合物倒入双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆挤出机挤出成线状，经过 0~5℃的冷却水槽冷却后，吹风机风干，所述吹风机出风口温度保持在10~20℃，最后造粒获得所述聚乳酸抗菌除甲醛母粒。偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或其混合物。在本专利技术中，一种抗菌复合材料的制备方法包括以下步骤：（1）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.5~0.8g C60粉末，量取50~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以300~500rpm的速度搅拌，得混合液；称取0.5~3g 高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应5~8h；快速加入100~200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W。（2）称取氧化锌量子点（粒径约2~5nm）配制成浓度为0.5~1mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌（500~1000W超声功率，600~800rpm搅拌速度）80~100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌30~60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点。（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理：将0.005~0.01g氧化石墨加入到5~10mL的分散剂（DMSO）中，超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）并加入0.1~0.3g负载氧化锌的石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜（50 mL）中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240℃下反应60~90min；冷却，过滤，烘干得表面处理的负载氧化锌的石墨烯量子点。（4）制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌（300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度）另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001~0.005mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为45~60℃，滴加浓度为0.01～0.08mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~120min；陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3~4:2~3:1~2。（5）将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（500~1000W超声功率，300~500rpm搅拌速度）分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与负载银的石墨烯量子点的质量比为 1~2:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1~3小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90oC下干燥3h，以得到SiO2包覆的负载银的石墨烯量子点。（6）将0.1~0.3mol/L钛源（钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛）加入到1 M硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（5）制得的SiO2包覆载银石墨烯量子点，升温至100~110℃，反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乳酸抗菌母粒的制备方法，其包括以下步骤：（1）预处理聚乳酸原料：将聚乳酸原料粉碎成300目粉末，分散于纯水中，超声1小时后，边超声边微波辐照30min；洗涤，出料，干燥，即得预处理聚乳酸；（2）在加热温度下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液；在超声搅拌下，滴加浓度为0.1~0.5mol/L的抗菌复合物水分散液，超声搅拌30~60min，得抗菌聚乳酸混合液；然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200～300ml/min的速度将抗菌聚乳酸混合液喷射到喷雾干燥器中，干燥得抗菌母粒；（3）在加热温度下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液；在超声搅拌下，滴加浓度为1~2g/L的硅藻土/无机氧化物水分散液，超声搅拌30~60min，得除甲醛聚乳酸混合液；然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200～300ml/min的速度将除甲醛聚乳酸混合液喷射到喷雾干燥器中，干燥得除甲醛母粒；（4）将步骤（2）（3）制得的母粒混合拌匀获得的混合物倒入双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆挤出机挤出成线状，经过 0~5℃的冷却水槽冷却后，吹风机风干，所述吹风机出风口温度保持在10~20℃，最后造粒获得所述聚乳酸抗菌除甲醛母粒。...

【技术特征摘要】
1.一种聚乳酸抗菌母粒的制备方法，其包括以下步骤：（1）预处理聚乳酸原料：将聚乳酸原料粉碎成300目粉末，分散于纯水中，超声1小时后，边超声边微波辐照30min；洗涤，出料，干燥，即得预处理聚乳酸；（2）在加热温度下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液；在超声搅拌下，滴加浓度为0.1~0.5mol/L的抗菌复合物水分散液，超声搅拌30~60min，得抗菌聚乳酸混合液；然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200～300ml/min的速度将抗菌聚乳酸混合液喷射到喷雾干燥器中，干燥得抗菌母粒；（3）在加热温度下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液；在超声搅拌下，滴加浓度为1~2g/L的硅藻土/无机氧化物水分散液，超声搅拌30~60min，得除甲醛聚乳酸混合液；然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200～300ml/min的速度将除甲醛聚乳酸混合液喷射到喷雾干燥器中，干燥得除甲醛母粒；（4）将步骤（2）（3）制得的母粒混合拌匀获得的混合物倒入双螺杆挤出机的料斗中，经双螺杆挤出机挤出成线状，经过 0~5℃的冷却水槽冷却后，吹风机风干，所述吹风机出风口温度保持在10~20℃，最后造粒获得所述聚乳酸抗菌除甲醛母粒。2.根据权利要求1所述的聚乳酸抗菌母粒的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌 1~2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。3.根据权利要求1所述的聚乳酸抗菌母粒的制备方法，其特征在于，所述硅藻土/无机氧化物进行偶联剂预处理，具体为：硅藻土/无机氧化物加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌 1~2h；逐滴滴加占硅藻土/无机氧化物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。4.根据权利要求1或3所述的聚乳酸抗菌母粒的制备方法，其特征在于，所述硅藻土/无机氧化物制备方法如下：混合以下重量百分比的原料：ZrO2 5%，TiO2 8%，SiO2 16%，V2O5 4%，K2O 2%，SnO2 3%，Cr2O3 3%，Al2O3 13%，Fe2O3 11%，MgO 20%，Na2O8%，MnO2 7%，投入到PUHLER公司开发的大流量循环卧式砂磨机中进行研磨，控制粒径在10~300nm之间；将硅藻土分散在120ml的水溶液中，加入无机氧化物，100~200W超声100~300rpm搅拌2h，让纳米材料充分进入硅藻土孔隙中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/无机氧化物；其中所述硅藻土与无机氧化物的重量比为1~2：3~5。5.根据权利要求1所述的聚乳酸抗菌母粒的制备方法，其特征在于，所述抗菌复合物通过以下方法制得：（1）制备石墨烯量子点悬浮液：100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W；（2）称取氧化锌量子点配制成浓度为0.5~1mg/ml的分散液，溶剂为水；超声搅拌80~100ml氧化锌分散液，滴加步骤（1）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌30~60min；离心，清洗，烘干，得到负载氧化锌的石墨烯量子点；（3）负载氧化锌的石墨烯量子点的表面处理；（4）制备负载银的石墨烯量子点...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆庚，
申请(专利权)人：佛山市高明区尚润盈科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44