一种纳米抗菌塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米抗菌塑料及其制备方法，属于新材料技术领域。本发明专利技术制备纳米抗菌塑料的工艺流程为：加料反应、盐浸、活化、球磨、载体成型、碱浸、热压烧结、加压等离子刻蚀、混料、成品。本发明专利技术制备的纳米抗菌塑料是以改性氧化镁钙作为载体，改性纳米粒子作为抗菌粒子，以电荷力相互吸引包覆在载体的表面，制得的纳米抗菌塑料在投入使用时，在抗菌的同时，纳米抗菌粒子在塑料中均匀分散，提高纳米抗菌塑料的耐磨性，且因为较低的表面能，纳米抗菌粒子具有较小的表面张力，使得纳米抗菌塑料的表面形成若干纳米乳突，在抗菌耐磨的同时，实现纳米抗菌塑料的防水性能。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米抗菌塑料及其制备方法
本专利技术涉及新材料
，具体为一种纳米抗菌塑料及其制备方法。
技术介绍
抗菌材料是指对微生物具有抗菌或杀灭作用的功能材料，在自然界中，许多物质具有杀灭微生物和一直微生物生长繁殖的功能，并被人们所使用的，例如一些物及金属及其化合物、带有抗菌基团的有机化合物和部分天然物质。抗菌材料的有效成分为抗菌剂，依照化学成分和来源，抗菌剂可以分为无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂。目前市场上的抗菌塑料仅仅只能实现抗菌的作用，长时间使用下来抗菌塑料的磨损很严重，并且水分对塑料的侵蚀也在逐步减少塑料的使用寿命。本专利技术制备的纳米抗菌塑料在保持其抗菌性能的时候，增加了纳米抗菌塑料的耐磨性，并且塑料表面带有纳米乳突结构，在抗菌耐磨的同时，实现纳米抗菌塑料的防水性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米抗菌塑料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种纳米抗菌塑料的制备方法，其特征在于，制备纳米抗菌塑料的工艺流程为：加料反应、盐浸、活化、球磨、载体成型、碱浸、热压烧结、加压等离子刻蚀、混料、成品。进一步的，一种纳米抗菌塑料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：(1)将丙烯酸溶解在去离子水中，控制丙烯酸与去离子水的质量比为0.43:1～0.45:1，等到丙烯酸溶解后，加入苯乙烯和硝酸银粉末，控制丙烯酸、苯乙烯和硝酸银粉末的质量比为1:1:0.5～1:1:0.7，室温下搅拌反应30min，加入引发剂过硫酸钾，通入氮气保护的条件下升温反应，得到的产物水洗后进行干燥，得到预处理聚合物；(2)将预处理聚合物浸没在质量分数为37％的硫代硫酸钠水溶液中，升温反应后进行干燥，得到预改性聚合物；(3)将预改性聚合物加入到质量分数为35％的氢氧化钡水溶液中，预改性聚合物与氢氧化钡水溶液的质量比为1:4～1:6，分散均匀，升高温度至60℃进行反应，反应时间1～2h，得到产物，将产物常温干燥后进行球磨操作，球磨时间2～3h，得到改性纳米粒子；(4)将六水合硝酸镁溶解于去离子水中，控制六水合硝酸镁与去离子水的质量比为1.2:60～1.5:60，六水合硝酸镁完全溶解后，加入四水合硝酸钙、精氨酸和月桂酰基氨酸钠，控制六水合硝酸镁、四水合硝酸钙、精氨酸和月桂酰基氨酸钠的质量比为1:1:3:1.7～1:1:3:2，超声震荡加速溶解，得溶解液；(5)将溶解液转移至水热釜中，放置在室温的鼓风机中，升温反应，反应结束后自然冷却至室温，产品经过去离子水洗涤后，干燥后得碳酸镁钙；(6)将碳酸镁钙加入到质量分数为35％的氢氧化钡水溶液中，超声分散均匀，浸泡30min后直接进行烧结操作，烧结后得预改性氧化镁钙；(7)将预改性氧化镁钙加入到等离子刻蚀机，加压处理得改性氧化镁钙；(8)在酚醛树脂中先后加入改性氧化镁钙和改性纳米粒子，分散均匀后得成品。进一步的，上述步骤(1)中，过硫酸钾与丙烯酸的质量比为0.1:1～0.2:1，升高温度至70～80℃，反应时间1～2h；干燥条件为60℃真空干燥2h。进一步的，上述步骤(2)中，升高温度至40～50℃，反应时间为30min，干燥条件为常压下30℃热风干燥。进一步的，上述步骤(4)中，超声震荡的频率为28KHz，超声时间为1min。进一步的，上述步骤(5)中，升高温度为110～130℃，反应时间40～48h，干燥条件为60℃真空干燥24h。进一步的，上述步骤(6)中，碳酸镁钙与氢氧化钡水溶液的质量比为1:4～1:6，超声频率为28KHz，转速为3000r/min，超声时间为2～3min；烧结时温度为900～1000℃，烧结时间2～3h。进一步的，上述步骤(7)中，等离子刻蚀时，设置功率80W，压力为1.7个标准大气压，处理时间为1～2min。进一步的，上述步骤(8)中，控制酚醛树脂、改性氧化镁钙和改性纳米粒子的质量比为70:3:5～70:6:7。进一步的，所述纳米抗菌塑料的制备方法制得的纳米抗菌塑料，包括以下重量份数的原料：100～120份酚醛树脂、5～9份改性氧化镁钙、7～10份改性纳米粒子；所述改性纳米粒子是苯乙烯、丙烯酸和硝酸银粉末反应制得；所述改性氧化镁钙是精氨酸、六水合硝酸镁、四水合硝酸钙和月桂酰基氨酸钠反应制得。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术在制备苯乙烯丙烯酸共聚物时，在反应体系中加入硝酸银粉末，在过硫酸钾引发剂的催化和氮气保护下升温反应，生成预处理聚合物，将预处理聚合物浸泡在硫代硫酸钠水溶液中，升温反应一定时间，干燥后制得预改性聚合物；将预改性聚合物升温活化后进行球磨，制得改性纳米粒子；向反应体系中加入硝酸银粉末，在过硫酸钾引发剂和高温的条件下，硝酸银粉末中的银离子释出，均匀的分散在反应体系中，在氮气的保护下，与苯乙烯和丙烯酸生成含有银离子的颗粒，隔绝银离子与空气的接触，预防银离子被还原，影响抗菌塑料的抗菌性能；将预处理聚合物浸泡在硫代硫酸钠水溶液中，硫代硫酸钠可以与游离的银离子结合，除去预处理聚合物表面的银离子，预防银离子在预处理聚合物表面被还原，降低抗菌塑料的抗菌性能，银离子的存在使得预处理聚合物带有电荷正性，使用强碱溶液对预改性聚合物进行活化处理时与强碱溶液中强化学活性的羟基电荷相吸，升温时，羟基强化学活性转移，导致预改性聚合物中银离子的电场发生偏移，增强预改性聚合物致密度的同时，增强了预改性聚合物的抗菌性。以精氨酸、六水合硝酸镁、四水合硝酸钙和月桂酰基氨酸钠作为基底材料，使用高温水热的方法生成带有电荷负性的碳酸镁钙，对碳酸镁钙进行碱浸之后，对碱浸后的碳酸镁钙进行烧结，制得预改性氧化镁钙，将预改性氧化镁钙在加压的条件下对其进行等离子刻蚀，制得改性氧化镁钙；月桂酰基氨酸钠的加入使得碳酸镁钙反应体系的表面张力下降，在加速反应速率的同时赋予产物电荷负性，碱浸操作使得碱液中的氢氧根离子对碳酸镁钙进行表面活化，热压烧结时，高温下，碳酸镁钙中的空气被挤出，生成氧化镁钙，二氧化碳气体溢出使得氧化镁钙中留有大量孔洞，氧化镁钙表面的氢氧根离子被吸附进孔洞内部，增加氧化镁钙活性的同时增加氧化镁钙的电荷负性；加压等离子刻蚀使得预改性氧化镁钙的表面留下不规则的凹坑和沟壑，为改性纳米粒子提供留存的场所。使用酚醛树脂作为纳米抗菌塑料的基体材料，将改性氧化镁钙加入到酚醛树脂中，电荷负性使得改性氧化镁钙可以在酚醛树脂的内部分散均匀，再加入改性纳米粒子，改性纳米粒子带有的电荷负性使其可以均匀分散，与改性氧化镁钙异性相吸，形成以改性纳米粒子包裹改性氧化镁钙的纳米抗菌粒子，制得的纳米抗菌塑料在投入使用时，在抗菌的同时，纳米抗菌粒子在塑料中均匀分散，提高纳米抗菌塑料的耐磨性，且因为较低的表面能，纳米抗菌粒子具有较小的表面张力，使得纳米抗菌塑料的表面形成若干纳米乳突，在抗菌耐磨的同时，实现纳米抗菌塑料的防水性能。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米抗菌塑料的制备方法，其特征在于，制备纳米抗菌塑料的工艺流程为：加料反应、盐浸、活化、球磨、载体成型、碱浸、热压烧结、加压等离子刻蚀、混料、成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种纳米抗菌塑料的制备方法，其特征在于，制备纳米抗菌塑料的工艺流程为：加料反应、盐浸、活化、球磨、载体成型、碱浸、热压烧结、加压等离子刻蚀、混料、成品。


2.根据权利要求1所述的一种纳米抗菌塑料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
(1)将丙烯酸溶解在去离子水中，控制丙烯酸与去离子水的质量比为0.43:1～0.45:1，等到丙烯酸溶解后，加入苯乙烯和硝酸银粉末，控制丙烯酸、苯乙烯和硝酸银粉末的质量比为1:1:0.5～1:1:0.7，室温下搅拌反应30min，加入引发剂过硫酸钾，通入氮气保护的条件下升温反应，得到的产物水洗后进行干燥，得到预处理聚合物；
(2)将预处理聚合物浸没在质量分数为37％的硫代硫酸钠水溶液中，升温反应后进行干燥，得到预改性聚合物；
(3)将预改性聚合物加入到质量分数为35％的氢氧化钡水溶液中，预改性聚合物与氢氧化钡水溶液的质量比为1:4～1:6，分散均匀，升高温度至60℃进行反应，反应时间1～2h，得到产物，将产物常温干燥后进行球磨操作，球磨时间2～3h，得到改性纳米粒子；
(4)将六水合硝酸镁溶解于去离子水中，控制六水合硝酸镁与去离子水的质量比为1.2:60～1.5:60，六水合硝酸镁完全溶解后，加入四水合硝酸钙、精氨酸和月桂酰基氨酸钠，控制六水合硝酸镁、四水合硝酸钙、精氨酸和月桂酰基氨酸钠的质量比为1:1:3:1.7～1:1:3:2，超声震荡加速溶解，得溶解液；
(5)将溶解液转移至水热釜中，放置在室温的鼓风机中，升温反应，反应结束后自然冷却至室温，产品经过去离子水洗涤后，干燥后得碳酸镁钙；
(6)将碳酸镁钙加入到质量分数为35％的氢氧化钡水溶液中，超声分散均匀，浸泡30min后直接进行烧结操作，烧结后得预改性氧化镁钙；
(7)将预改性氧化镁钙加入到等离子刻蚀机，加压处理得改性氧化镁钙；
(8)在酚醛树脂中先后加入改性氧化镁钙和改性纳米粒子，分散均匀后得成品。


3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹聪，
申请(专利权)人：苏州德莱利环氧地坪有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32