一种季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，按重量份计，所述鞋垫材料包括以下组分：25～150份EVA、5～45份TPU、0.1～50份改性四针状氧化锌晶须、1～10份季鏻盐、1～50份分散剂、0.1～5份增容剂。本发明专利技术采用表面化学改性的方法制得改性四针状氧化锌晶须，增强其与基材的相容性，利用分散剂增加其分散性；添加季鏻盐与分散剂协同分散四针状氧化锌晶须，并与四针状氧化锌晶须协同抗菌，利用表面化学改性以及协同效应，双螺杆挤出制得复合抗菌EVA鞋垫材料。本发明专利技术的制备方法不仅使四针状氧化锌晶须在EVA中分散均匀，而且材料在抗菌性能上也突显出优异性能。

A Quaternary Phosphonium Salt Composite Antibacterial EVA insole Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料及其制备方法
本专利技术涉及鞋垫生产
，具体涉及一种季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料。
技术介绍
鞋垫是人们日常生活不可或缺的一部分，鞋垫能够减轻行走时脚部的冲击力，缓解人们在行走过程中产生的疲劳，给人们带来舒适感。但在行走过程中，脚底汗液分泌较多，导致鞋垫所处环境较为潮湿，易滋生细菌、真菌，产生臭味，导致脚臭、脚部脱皮等一系列脚部疾病，严重的甚至还会造成细菌真菌感染，危害人的身体健康。目前市场上抗菌鞋垫材料的制备方法有多种，有些加工过程繁琐复杂，需要多种大型机器联用，生产能耗较高不利于降低生产成本；有些则是简单地把材料放进抗菌液中浸泡、烘干来获得抗菌效果，但是产品在使用过程中抗菌成分容易流失，造成抗菌时效短、无法长期抗菌；有些仅仅依靠加入抗菌剂和树脂混合生产，抗菌剂与树脂相容性较差，使用过程容易剥落，难以达到持续抗菌作用。目前常用的无机抗菌剂表面难以充分改性，多为共混或物理吸附行为，其表面活化改性不充分，因此在塑料基材中分散不均匀、容易团聚，从而使抗菌材料出现抗菌性能不稳定的现象，进一步导致鞋垫材料的性能难以得到保证，因此相容性问题一直是制备改性材料的一大难题。由于无机填料之间的静电作用，容易在基体上出现易团聚难分散现象，改性剂团聚的地方性能强，改性剂缺乏的地方性能弱。另外分散性问题得不到解决就会导致改性效果不理想，产品改性性能的均一性难以保证，因此，解决无机填料在材料中的分散性问题也是制备改性材料的一个关键所在。季鏻盐是一种抗菌性能好、菌体吸附作用高、化学性质稳定、使用环境较宽的抗菌剂，由于季鏻盐中磷原子的电负性小于氮原子，导致季鏻盐的正电性更强，更易于与细菌结合，破坏其细胞结构，杀死细菌，使得抗菌性能优于同类季铵盐抗菌剂，但却鲜有人研究其抗菌性并将其广泛地应用在实际生产中。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料及其制备方法。本专利技术采取以下技术方案：一种季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，按重量份计，包括以下组分：可选地，一种季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，按重量份计，包括以下组分：所述的季鏻盐是十二烷基三丁基溴化鏻、十六烷基三丁基溴化鏻、四丁基溴化鏻、十四烷基三丁基氯化鏻、[3-(苄氧基)丙基]三苯基溴化鏻、N-己基三苯基溴化鏻、三丁基(氰甲基)氯化鏻、丙基三苯基溴化鏻、2-羧乙基三苯基溴化鏻、甲氧甲酰基甲基三苯基溴化鏻、(3-甲氧基苄基)三苯基氯化鏻、(溴甲基)三苯基溴化鏻、甲基三苯基溴化鏻中的一种或多种，优选的，所述的季鏻盐是十六烷基三丁基溴化鏻。所述的增容剂是EVA-g-MAH、SEBS-g-MAH、PE-g-MAH、POE-g-MAH中的一种或多种，优选的，所述的增容剂是EVA-g-MAH。所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。进一步地，所述的改性四针状氧化锌晶须由以下步骤制得：(a)将硅烷偶联剂和醇溶剂A按质量比为1：20-60(例如1：30、1：40、1：50)混合，超声分散均匀，得到混合物A，其中的醇溶剂A可选乙醇(可选无水乙醇或体积分数为95％的乙醇)；(b)往混合物A中加入四针状氧化锌晶须，超声分散均匀，加热回流反应1～2小时，抽滤，醇溶剂B洗涤，干燥，即得所述改性四针状氧化锌晶须，其中所述四针状氧化锌晶须和混合物A的质量比是1：3～7.5，所述醇溶剂B可选乙醇(可选无水乙醇或体积分数为95％的乙醇)，所述干燥温度可以是50-100℃，优选60℃。进一步地，所述的硅烷偶联剂为KH-540、KH-550、KH-551、KH-570、KH-560、KH-602、KH-792、DL-602、DL-171中的至少一种，优选的，所述的硅烷偶联剂是KH-540；所述的硅烷偶联剂可选用0.05～0.5份，例如0.1份、0.15份、0.2份、0.3份、0.4份等。进一步地，所述的四针状氧化锌晶须的针状体长度为10-50μm，针状体根部直径为0.5-3μm，白度≥80％。进一步地，所述改性氧化锌晶须可选0.1～50份，例如2～5份，具体地为2份、3份、4份、5份等。进一步地，上述超声分散功率是可选100～1000W，例如100～600W，具体地为100W，210W，500W。制备所述的季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料的方法，包括以下步骤：1)将改性四针状氧化锌晶须、EVA、TPU、季鏻盐、分散剂、增容剂投入搅拌机中，搅拌混合均匀，得到混合物B；2)将混合物B加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，即可得到复合抗菌EVA鞋垫材料。进一步地，步骤1)中搅拌机转速是300～400转/分钟，搅拌时间10～20分钟。进一步地，步骤2)中双螺杆挤出机挤出造粒过程中控制温度为100～200℃，例如150℃，185℃，190℃。本专利技术采用表面化学改性的方法制得改性四针状氧化锌晶须，偶联剂与四针状氧化锌晶须表面的羟基形成Si-O键，使四针状氧化锌晶须的表面亲水性改性为亲油性，大大增强其与基材的相容性，使其在基体材料中均匀分散，让四针状氧化锌晶须的抗菌效能最大化并且能够持续长效地发挥抗菌作用。同时在原料配方中加入季鏻盐，一方面作为有机抗菌剂与四针状氧化锌晶须协同抗菌杀菌，起到复合抗菌的效果，提高抗菌率；另一方面，在EVA鞋垫材料挤出生产的时候，与分散剂起协同分散作用，提高四针状氧化锌晶须的分散性，提高材料的抗菌能效。该方法操作简单，有效地解决了无机抗菌剂与树脂材料的相容和分散问题，进而制备得到季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料。本专利技术的有益效果(1)本专利技术将季鏻盐和四针状氧化锌晶须运用在抗菌鞋垫材料的生产中，得到了新型的抗菌鞋垫材料，丰富了市场上抗菌材料的种类。(2)本专利技术利用化学改性将四针状氧化锌晶须表面由亲水性改性为亲油性，起到表面活化的作用，同时使用一端为强极性另一端为弱极性的马来酸酐接枝相容剂，作为连接无机颗粒和基体树脂的桥梁，防止四针状氧化锌晶须与树脂不相容造成分离，导致抗菌效果下降，解决无机抗菌剂与基材难相容的问题。(3)本专利技术利用季鏻盐强的正电性，同时充当抗菌剂和抗静电剂，混合挤出过程中季鏻盐分布在四针状氧化锌晶须表面，为其表面带上正电荷，降低四针状氧化锌晶须的静电吸引，同时加上高分子表面活性剂、分散剂聚乙烯吡咯烷酮的使用，降低四针状氧化锌晶须与基体的界面张力，提高其可流动性，二者共同降低其团聚程度，提高其在基体中的分散程度，解决无机抗菌剂分散难易团聚的问题。(4)本专利技术采用四针状氧化锌晶须与季鏻盐做为抗菌剂，二者进行复合抗菌，产生的协同抗菌作用使抗菌材料获得了优异的抗菌性能，按照中华人民共和国国家标准GB/T20944.3—2008对季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料进行抗菌性能测试，对大肠杆菌18h抗菌率高达98.46％，对金黄色葡萄球菌18h抗菌率高达99.57％，洗涤30次后，抗菌率分别仅下降2.69％和1.95％。(5)本专利技术仅需要加热回流装置、工业搅拌机和双螺杆挤出机即可进行工业生产，不需要过多的设备，有效降低设备成本，加上注塑机即可进一步加工成抗菌鞋垫，无需再对鞋垫进行浸渍、轧压、烘干等繁琐工序，从而节约了劳动力和成本，适合进行产业化。具体实施方式为了更好的解释本专利技术，现结合以下具体实施例进一步说明，但是本专利技术不限于具体实施例。实施例1一种季鏻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：

【技术特征摘要】
1.一种季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：2.根据权利要求1所述的季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，其特征在于，按重量份计，包括以下组分：3.根据权利要求1所述的季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，其特征在于，所述的季鏻盐是十二烷基三丁基溴化鏻、十六烷基三丁基溴化鏻、四丁基溴化鏻、十四烷基三丁基氯化鏻、[3-(苄氧基)丙基]三苯基溴化鏻、N-己基三苯基溴化鏻、三丁基(氰甲基)氯化鏻、丙基三苯基溴化鏻、2-羧乙基三苯基溴化鏻、甲氧甲酰基甲基三苯基溴化鏻、(3-甲氧基苄基)三苯基氯化鏻、(溴甲基)三苯基溴化鏻、甲基三苯基溴化鏻中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，其特征在于，所述的增容剂是EVA-g-MAH、SEBS-g-MAH、PE-g-MAH、POE-g-MAH中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，其特征在于，所述的分散剂是聚乙烯吡咯烷酮。6.根据权利要求1所述的季鏻盐复合抗菌EVA鞋垫材料，其特征在于，所述的改性四针状氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈俊任，徐常威，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44