一种新型复合抗菌材料及其加工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种新型复合抗菌材料及其加工工艺，本发明专利技术对纳米TiO2粒子进行掺杂处理，提高了其在光缺乏环境中的抗菌能力，在较弱的可见光作用下就具有很强的抗菌作用，从而提高了复合材料的抗菌性；本发明专利技术中在复合材料制备过程中加入纳米TiO2粒子，同时又添加了以天然中药制备的抗菌剂，在保持聚丙烯材料原有力学性能的基础上，实现了高抗菌性能。本发明专利技术配比设计合理，工艺参数合理，不仅有效提高了纳米TiO2粒子的分散性，同时还能够保证纳米TiO2粒子在可见光环境下实现抗菌，保证纳米TiO2粒子在光弱环境中也能有效进行抗菌，更是消除了添加金属Fe

A New Composite Antibacterial Material and Its Processing Technology

The invention discloses a novel composite antimicrobial material and its processing technology. The doping treatment of nano-titanium dioxide particles improves its antimicrobial ability in LIGHT-deficient environment, and has strong antimicrobial effect under weak visible light, thereby improving the antimicrobial property of the composite material. The invention adds nano-titanium dioxide particles in the preparation process of the composite material and at the same time improves the antimicrobial property of the composite material. In addition, the antimicrobial agent prepared by natural Chinese medicine was added, and high antimicrobial performance was achieved on the basis of maintaining the original mechanical properties of polypropylene material. The invention has reasonable proportioning design and technological parameters, which not only effectively improves the dispersion of nano-titanium dioxide particles, but also ensures that nano-titanium dioxide particles can achieve antimicrobial activity in visible light environment, and that nano-titanium dioxide particles can also effectively carry out antimicrobial activity in weak light environment, and also eliminates the addition of metal Fe.

【技术实现步骤摘要】
一种新型复合抗菌材料及其加工工艺
本专利技术涉及抗菌材料制备
，具体是一种新型复合抗菌材料及其加工工艺。
技术介绍
PP/PE共混塑料也是我们最为常见的塑料之一，通过对聚丙烯进行共混改性，以此有效克服了其温脆性、易老化等缺点，使其综合性能越来越高，同时优异的性能也让它在人们日常生活中占有越来越重要的地位，被广泛应用于各个领域和场所。随着人们对健康和环保意识的提高，逐渐认识到聚丙烯共混塑料在使用和存放过程中，在适宜的温度和湿度条件下，制品表面会大量滋生对人体健康有害的细菌等微生物，而塑料本身并不具备抗菌的作用，因此我们试图在塑料中添加二氧化钛，它作为一种新型、无毒的抗菌材料，一直备受人们关注，同时为了解决其对可见光的响应问题，我们又在二氧化钛中添加金属离子，使其在可见光的环境中也能实现抗菌效果。但随着研究的深入，我们发现，当我们在二氧化钛中添加金属离子时，共混塑料的制备过程中，二氧化钛中残余的金属离子对影响塑料的增容过程和共混过程，这给我们带来了不便。针对以上问题，我们设计了一种新型复合抗菌材料及其加工工艺，有效解决金属离子掺杂的影响问题，这是我们亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新型复合抗菌材料及其加工工艺，以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种新型复合抗菌材料，所述抗菌材料各原料组分如下：以重量计，聚丙烯80-105份、聚乙烯5-20份、抗菌剂15-25份、中药制剂3-6份、增容剂5-8份、分散剂8-12份。较为优化地，所述抗菌材料各原料组分如下：以重量计，聚丙烯80-100份、聚乙烯5-20份、抗菌剂15-20份、中药制剂3-6份、增容剂5-8份、分散剂8-10份。较为优化地，所述抗菌剂各原料组分如下：以重量计，纳米二氧化钛18-20份、无水乙醇20-35份、三氧化二铁1-3份、丙烯酸20-25份、引发剂0.1-0.5份、偶联剂2-3份。较为优化地，所述中药制剂各原料组分如下：以重量计，抗菌肽10-12份、龙胆草6-10份、黄柏10-15份、蛇床子12-14份、银杏叶8-10份。较为优化地，所述增容剂为纳米二氧化硅、有机蒙脱土和过氧化二异丙苯中的一种。较为优化地，所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯；所述偶联剂为硅烷偶联剂。较为优化地，一种新型复合抗菌材料的加工工艺，包括以下步骤：1)制备抗菌剂；2)制备中药制剂；3)称取一定配比量的聚丙烯、聚乙烯、步骤1）制备的抗菌剂、步骤2）制备的中药制剂、增容剂、分散剂；混炼后挤出成型，得到所述抗菌材料。较为优化地，包括以下步骤：1)制备抗菌剂：a)按比例称取一定量的纳米二氧化钛、无水乙醇、三氧化二铁、丙烯酸、引发剂和偶联剂；b)将纳米二氧化钛放入烧杯中，依次加入三氧化二铁、无水乙醇，其中搅拌1-2h，混合后倒入球磨机中球磨18-20h；c)将球磨好的浆料倒入烧杯中，放入干燥箱内干燥20-22h，干燥温度为100-120℃；干燥后倒入研钵中研碎，过200目筛，得到混合物料A；d)将步骤c）中的混合物料A放入电阻炉中，以7-9℃/min速度升温至500-550℃，保温4-5h；随炉冷却至室温取出，得到混合物料B；再将混合物料B放入烧杯中，添加一定量的去离子水，高速搅拌1-2h,再进行超声波分散1-2h；e)将偶联剂放入容器中，依次加入无水乙醇和一定量的去离子水，搅拌，超声波分散1-2h，得到溶液C；f)将步骤d）中制备的混合物料B投入三口烧瓶中，再加入步骤e）中制备得到的溶液C，水浴加热至70-80℃，调节PH为9-10，离心干燥，得到混合物料D；g)将丙烯酸投入烧杯中，加入引发剂，80-90℃下聚合3-4h；再将步骤g）中制备的混合物料D投入烧杯中，反应6-8h，过滤干燥，得到所述抗菌剂；2)制备中药制剂：按比例称取一定量的抗菌肽、龙胆草、黄柏、蛇床子和银杏叶，和水混合后煎煮20-40h，煎煮温度为120-130℃，过滤取其滤饼，得到所述抗中药制剂；3)称取一定配比量的聚丙烯、聚乙烯、步骤1）制备的抗菌剂、步骤2）制备的中药制剂、增容剂、分散剂；混炼4-5h，混炼温度为190-205℃；再将得到的物料投入双螺杆挤出机中，经熔融挤出后冷却造粒，得到所述抗菌材料。本专利技术中添加了一种中药制剂，其中包括抗菌肽、龙胆草、黄柏、蛇床子、银杏叶等组分，其中抗菌肽可以很快杀灭微生物，具有很高的杀菌活性，能有效抑制多种病原细菌和真菌的生长。龙胆草，多指龙胆科植物龙胆、条叶龙胆、三花龙胆和滇龙胆的根和根茎；龙胆草具有较好的抗炎、抗菌等功效；黄柏是指芸香科植物黄柏或黄皮树的树皮，性苦、寒，具有明显的抗菌效用。蛇床子，又叫野胡萝卜子，为伞形科植物蛇床的干燥成熟果实，性温，味苦，具有较好的燥湿、祛风、杀虫的功效；银杏叶，是指银杏科植物银杏的干燥叶，秋季叶尚绿时采收，银杏叶性甘，味苦、涩、平，归，肺经；银杏叶中的酸性成分具有抗菌消炎、抗病毒、抗过敏、及驱虫杀虫之功效。本专利技术中药制剂制备中，原料均用常见中药，不仅来源方便，价格低廉，而且均为天然产物，具有安全、无毒、无副作用的优点；将上述各种天然抗菌原料进行煎煮，取滤饼与聚丙烯等原料进行混炼，有效提高抗菌材料的抗菌性能。现有技术中，由于纳米TiO2粒子的表面能高，粒子会自聚而形成团聚体，不易产生活性基团，从而影响复合材料的抗菌性，而本专利技术中为了解决这个问题，利用硅烷偶联剂对纳米TiO2进行改性，偶联剂和纳米TiO2表面会发生接枝作用，将硅醇分子成功接枝到颗粒表面，有效提高纳米TiO2的分散性，硅烷偶联剂可以有效起到解团聚的效果，同时也能够很好地保持TiO2的光催化活性，以此制备得到的抗菌剂具有较好的分散性。在以往的使用中，纳米TiO2的杀菌性能主要是利用太阳光或是照明灯中的紫外光激发使电子发生跃迁，对光利用率不高，特别是在光缺乏的环境中，其抗菌作用较弱；而本专利技术在制备纳米TiO2时，在原料中掺杂了金属Fe3+离子，可有效将纳米TiO2的光响应范围从紫外光拓展到可见光，有效提高了可见光的利用率，充分利用太阳能，节约成本，降低能耗。在现有技术中，由于金属Fe3+离子掺杂到纳米TiO2之中，可以有效解决纳米TiO2的可见光响应问题，但是在与聚丙烯、聚乙烯等主料的共混体系中，抗菌剂中残留的金属离子会对共混效果造成影响，同时还会影响增容剂的增容作用，为了消除这个影响，我们在制备过程中添加了丙烯酸和引发剂，通过丙烯酸反应剩余的金属Fe3+离子，调节温度等控制变量后，可以生成铁离子交联的聚丙烯酸树脂，这种树脂具有较好的抗腐蚀和避免污染附着的效果，这样设计不仅消除了金属Fe3+离子的影响，还降低了成本，也提高了抗菌材料的防污性能，避免细菌等污染物的附着。同时在抗菌剂的制备过程中，晶相结构的差异是影响纳米TiO2光催化性能的要素之一，由于金属Fe3+离子的添加，在制备过程中，我们一般选择煅烧温度为500℃，此时纳米TiO2会处于金红石相、锐钛矿相共存的状态，此时纳米TiO2的光催化活性较好，在弱光环境中也能实现抗菌。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术对纳米TiO2粒子进行掺杂处理，提高了其在光缺乏环境中的抗菌能力，在较弱的可见光作用下就具有很强的抗菌作用，从而提高了复合材料的抗菌性；本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型复合抗菌材料，其特征在于：所述抗菌材料各原料组分如下：以重量计，聚丙烯80‑105份、聚乙烯5‑20份、抗菌剂15‑25份、中药制剂3‑6份、增容剂5‑8份、分散剂8‑12份。

【技术特征摘要】
1.一种新型复合抗菌材料，其特征在于：所述抗菌材料各原料组分如下：以重量计，聚丙烯80-105份、聚乙烯5-20份、抗菌剂15-25份、中药制剂3-6份、增容剂5-8份、分散剂8-12份。2.根据权利要求1所述的一种新型复合抗菌材料，其特征在于：所述抗菌材料各原料组分如下：以重量计，聚丙烯80-100份、聚乙烯5-20份、抗菌剂15-20份、中药制剂3-6份、增容剂5-8份、分散剂8-10份。3.根据权利要求2所述的一种新型复合抗菌材料，其特征在于：所述抗菌剂各原料组分如下：以重量计，纳米二氧化钛18-20份、无水乙醇20-35份、三氧化二铁1-3份、丙烯酸20-25份、引发剂0.1-0.5份、偶联剂2-3份。4.根据权利要求3所述的一种新型复合抗菌材料，其特征在于：所述中药制剂各原料组分如下：以重量计，抗菌肽10-12份、龙胆草6-10份、黄柏10-15份、蛇床子12-14份、银杏叶8-10份。5.根据权利要求4所述的一种新型复合抗菌材料，其特征在于：所述增容剂为纳米二氧化硅、有机蒙脱土和过氧化二异丙苯中的一种。6.根据权利要求5所述的一种新型复合抗菌材料，其特征在于：所述聚乙烯为线性低密度聚乙烯；所述偶联剂为硅烷偶联剂。7.一种新型复合抗菌材料的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：制备抗菌剂；制备中药制剂；称取一定配比量的聚丙烯、聚乙烯、步骤1）制备的抗菌剂、步骤2）制备的中药制剂、增容剂、分散剂；混炼后挤出成型，得到所述抗菌材料。8.根据权利要求7所述的一种新型复合抗菌材料的加工工艺，其特征在于：包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶乐敏，
申请(专利权)人：陶乐敏，
类型：发明
国别省市：浙江,33