一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜及其制法制造技术

本发明专利技术涉及光催化抗菌材料技术领域，且公开了一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，包括以下配方原料及组分：WO

【技术实现步骤摘要】
一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜及其制法
本专利技术涉及光催化抗菌材料
，具体为一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜及其制法。
技术介绍
微生物包括细菌、霉菌、真菌和藻类等，微生物很容易产生和繁殖，微生物在日常生活中的很多方面都会造成污染，微生物的新陈代谢及其产物会对涂料、高分子乳胶、胶粘剂等性能产生影响，并且会对船舶、车辆等造成金属腐蚀，抗菌材料是通过添加抗菌物质或抗菌剂，从而使材料具有杀灭或抑制微生物生长和繁殖的新型功能材料，如抗菌陶瓷、抗菌塑料、抗菌织物和抗菌金属等材料材料，在医疗领域、家庭用品、食品包装等领域具有广泛的应用前景。抗菌剂主要有香草醛类化合物、酰基苯胺类、季铵盐类、双呱类等有机抗菌剂；银离子类抗菌剂、氧化锌、氧化铜等无机抗菌剂，其中WO3和纳米TiO2具有良好的化学稳定性和一定光催化抗菌活性，在光辐射下会产生光生电子和空穴，光生电子和空穴可以与空气中的水和氧气反应生产氧还原很强羟基自由基和超氧自由基，会和微生物体内的生物酶或者生物大分子发生氧化还原反应，从而破坏微生物的生长和繁殖，可以作为抗菌剂与高分子材料形成复合材料，广泛应用于食品包装材料、抗菌涂料等抗菌材料中，但是单一的WO3和纳米TiO2产生的光生电子和空穴很容易复合，大大降低了光催化抗菌性能，并且WO3和纳米TiO2无机抗菌剂在聚乳酸、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯等高分子材料中的分散性和相容性很差，容易发生团聚，会严重影响高分子材料的机械性能和光催化抗菌性能。(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜及其制法，解决了WO3和纳米TiO2产生的光生电子和空穴很容易复合的问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，包括以下按重量份数计的配方原料及组分：0.5-4.5份WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料、0.5-1.5份硅烷偶联剂、8-15份低密度聚乙烯、77-90份聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、1-2份抗氧化剂。优选的，所述抗氧化剂为抗氧剂1010。优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。优选的，所述WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入乙醇和蒸馏水混合溶剂，两者体积比为22-28:1，再加入有机蒙脱土，将反应瓶置于超声分散仪中，在40-50℃下进行超声分散处理40-60min，加入钛酸四丁酯，再加入冰醋酸调节溶液pH至2-4，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至30-40℃，匀速搅拌直至形成凝胶状，静置20-30h，将凝胶状固体真空干燥除去溶剂，研磨成细粉，置于电阻炉中，升温速率为2-4℃/min，升温至540-580℃，保温煅烧2-4h，煅烧产物即为纳米TiO2负载有机蒙脱土。(2)向反应瓶中加入蒸馏水、纳米TiO2负载有机蒙脱土和AgNO3，在50-80℃下进行超声分散处理1-2h，再加入NaH2PO4，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至40-60℃，匀速搅拌反应4-8h，将溶液真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，制备得到Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料。(3)向反应瓶中加入蒸馏水、Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料、Na2WO4和FeCl3，将反应瓶置于超声分散仪中，在50-70℃下进行超声分散处理1-2h，加入盐酸调节溶液pH至1-2，将溶液转移至水热自动反应釜中，加热至180-200℃，匀速搅拌反应12-18h，将溶液冷却至室温，真空干燥除去溶剂，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制得的Fe掺杂WO3的WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料。优选的，所述有机蒙脱土和钛酸四丁酯的质量比为1:2-5。优选的，所述纳米TiO2负载有机蒙脱土、AgNO3和NaH2PO4的质量比为1.2-1.8:1.35-1.45:1。优选的，所述Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料、Na2WO4和FeCl3的质量比为10-18:8-15:1。优选的，所述恒温水浴锅包括柜体，柜体的内部设置有箱体，柜体的正面设置有档杆，档杆的上方设置有护板，挡板和护板之间设置有连杆，柜体的顶部活动连接有电控箱，电控箱的正面设置有加水口，加水口的左侧分贝设置有排气管和电源键。优选的，所述高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜制备方法包括以下步骤：(1)向反应瓶中加入蒸馏水和乙醇混合溶剂，两者体积比为8-10:1，再加入0.5-1.5份硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷，加入醋酸调节溶剂pH至4-5，匀速搅拌后加入0.5-4.5份WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料，将反应瓶置于超声分散仪中，在40-60℃下进行超声分散处理1-2h，将溶液置于恒温水浴锅中加热至75-85℃，匀速搅拌反应15-25h，将溶液减压浓缩除去溶剂，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物并充分干燥，制备得到硅烷偶联剂接枝的改性WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料。(2)将改性WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料和8-15份低密度聚乙烯置于高速混合机中进行机械共混，然后将物料置于双螺杆挤出机中，挤出温度为190-200℃，挤出的母粒即为聚乙烯包覆改性WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料。(3)向反应瓶中加入三氯甲烷、聚乙烯包覆改性WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料、77-90份聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、1-2份抗氧化剂抗氧剂1010，将反应瓶置于恒温水浴锅中加热至40-60℃，匀速搅拌10-15h，将溶液倒入成膜模具中，自然流延成膜并充分干燥，制备得到高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：该一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，蒙脱土具有天然的片层纳米结构，以有机蒙脱土为载体，原位合成法在有机蒙脱土表面生成纳米TiO2，可以有效减少纳米TiO2团聚和聚集的现象，从而增大了光催化抗菌材料与光辐射的接触面积和光化学活性位点，通过Fe掺杂WO3和Ag3PO4共同修饰纳米TiO2，WO3是一种良好的光催化半导体材料，对紫外光具有良好的光响应活性，通Fe的掺杂，取代了部分W的晶格，使WO3的紫外可见光吸收发生红移，增强了WO3在可见光吸收波段的光化学活性，从而提高了光催化抗菌材料对光能的利用率。该一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，TiO2在光辐射下，价带上产生空穴与材料表面附着的羟基基团或者水分子，生成羟基自由基，而TiO2导带产生的光生电子迁移到WO3的价带上，与WO3产生的空穴复合，从而大幅降低了WO3和TiO2各自产生的光生电子和空穴的复合率，WO3导带产生的光生电子与氧气反应生产超氧自由基，并且WO3在光辐射作用下生成激发态，与Ag3PO4生成WO3自由基正离子，Ag3PO4的得到一个电子后与氧气生成超氧自由基，在羟基自由基和超氧自由基的作用下，与微生物体内的生物酶或者生物大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：0.5-4.5份WO

【技术特征摘要】
1.一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：0.5-4.5份WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料、0.5-1.5份硅烷偶联剂、8-15份低密度聚乙烯、77-90份聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、1-2份抗氧化剂。


2.根据权利要求1所述的一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，其特征在于：所述抗氧化剂为抗氧剂1010。


3.根据权利要求1所述的一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，其特征在于：所述硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷。


4.根据权利要求1所述的一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，其特征在于：所述WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料制备方法包括以下步骤：
(1)向两者体积比为22-28:1的乙醇和蒸馏水混合溶剂中加入有机蒙脱土，将溶液在40-50℃下进行超声分散处理40-60min，加入钛酸四丁酯，再加入冰醋酸调节溶液pH至2-4，将溶液置于恒温水浴锅中加热至30-40℃，匀速搅拌直至形成凝胶状静置20-30h，将凝胶状固体除去溶剂、研磨，置于电阻炉中，升温速率为2-4℃/min，升温至540-580℃，保温煅烧2-4h，煅烧产物即为纳米TiO2负载有机蒙脱土。
(2)向蒸馏水溶剂中加入纳米TiO2负载有机蒙脱土和AgNO3，在50-80℃下进行超声分散处理1-2h，再加入NaH2PO4，将溶液加热至40-60℃，反应4-8h，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物并干燥，制备得到Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料。
(3)向蒸馏溶剂水中加入Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料、Na2WO4和FeCl3，将溶液在50-70℃下进行超声分散处理1-2h，加入盐酸调节溶液pH至1-2，将溶液转移至反应釜中，加热至180-200℃，反应12-18h，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物并干燥，制得的Fe掺杂WO3的WO3-Ag3PO4-TiO2-蒙脱土复合材料。


5.根据权利要求4所述的一种高强度改性PBAT光催化抗菌薄膜，其特征在于：所述有机蒙脱土和钛酸四丁酯的质量比为1:2-5。


6.根据权...

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