硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物、聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗氧剂复合物、聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用。该硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗氧剂复合物具有较好的短效抗菌效果和长效抗菌效果，将其作为抗菌功效成分添加至聚碳酸酯组合物中，可有效提升聚碳酸酯组合物的短效抗菌性能和长效抗菌性能，可广泛应用于汽车、家电、消费电子、医疗器械等领域。医疗器械等领域。

【技术实现步骤摘要】
硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物、聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于工程塑料
，具体涉及硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物、聚碳酸酯组合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚碳酸酯是一种综合性能优异的工程塑料，它具有良好的力学性能、优异的冲击韧性以及热稳定性等，同时聚碳酸酯具有良好的美观效果及高光泽度等特性，已经在汽车、家电、消费电子、医疗器械等领域获得了广泛应用。随着经济的发展和人们生活水平及健康意识的提高，消费者对生活中接触到的聚碳酸酯等塑料制品也提出了更高的要求，例如要求赋予具抗菌性能。
[0003]抗菌塑料可以通过在塑料中添加抗菌剂来实现，从而抑制或杀灭塑料制品表面的细菌、霉菌、酵母菌、藻类甚至病毒等。目前，市场上主流的抗菌聚碳酸酯材料主要是通过向聚碳酸酯中添加抗菌剂来实现的。中国专利CN107459802A公开一种抗菌的聚碳酸酯塑料，其中添加了以纳米氧化锌、纳米氧化银和有机硅季铵盐溶液为主要杀菌成分，陶瓷粉末为载体的复合抗菌剂，该专利的聚碳酸酯塑料通过添加复合抗菌剂具有良好的抗菌性能、机械性能，但抗菌持久性仍有不足。中国专利CN111732825A公开了一种抗菌聚碳酸酯塑料，该专利中以聚苯乙烯丁二烯共聚物与氯甲基苯乙烯交联反应后形成的珠体再通过致孔形成的多孔珠体为载体负载纳米氧化锌和纳米二氧化钛为活性组分，但该专利中多孔珠体孔径大，抗菌剂容易析出，长效抗菌效果并不明显，在较高湿度或较高温度环境中抗菌性能均有明显降低(降低7.5～12.5％)。
[0004]因此，开发一种具有长期抗菌性能的聚碳酸酯材料具有重要的研究价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中聚碳酸酯材料的长期抗菌性能不佳的缺陷或不足，提供一种硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物。本专利技术研究发现，利用埃洛石纳米管对抑菌剂进行负载，并利用硅烷偶联剂进行改性，不仅可提升抑菌剂的分散性，有效提升短效抗菌效果，还具有长效抑菌效果。将其作为抗菌复合物添加至聚碳酸酯组合物中可有效提升聚碳酸酯组合物的短效抗菌性能和长效抗菌性能，可广泛应用于汽车、家电、消费电子、医疗器械等领域。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供上述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物的制备方法。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种长效抗菌的聚碳酸酯组合物。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供上述长效抗菌的聚碳酸酯组合物的制备方法。
[0009]本专利技术的另一目的在于提供上述长效抗菌的聚碳酸酯组合物在制备汽车、家电、消费电子产品、医疗器械中的应用。
[0010]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0011]一种硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物，所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物中硅烷偶联剂和埃洛石纳米管负载抗氧剂复合物的重量比为(0.01～0.1):1；埃洛石纳米管和抗菌剂的重量比为100:(0.1～2)。
[0012]利用多孔载体(例如分子筛、硅藻土、活性炭等多孔吸附负载材料)对抗菌剂进行负载改性以提升其分散性是目前常用的做法，但研究发现，这类改性方法虽然可以有效提升短效抑菌效果，但仍存在抑菌剂析出导致长效抗菌性能不佳的问题，其原因可能是抑菌剂易从多孔结构中析出，进而无法实现长效抗菌。
[0013]埃洛石纳米管是由硅酸铝粘土片层卷曲而成的天然纳米管，其管外壁为四面体SiO4片层，在管端部具有少量的的硅醇基团；而管腔内壁则为六面体AlO6片层，带有部分铝醇官能团。经反复研究发现，利用埃洛石纳米管对抑菌剂进行负载，不仅可提升抑菌剂的分散性，有效提升短效抗菌效果。且一方面，埃洛石纳米管具有特有的两端开口的结构可有效减缓抑菌剂的析出，另一方面，利用硅烷偶联剂进行包覆改性处理，可以进一步协同减缓材料使用过程中抗菌剂的迁移析出，从而实现长效抗菌效果。
[0014]优选地，所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物中埃洛石纳米管的内直径为10～20nm。
[0015]优选地，所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物中硅烷偶联剂为双
‑
[γ
‑
(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si69)、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)、γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)或γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)中的一种或几种。
[0016]优选地，所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物中抗菌剂为纳米银、纳米铜或纳米氧化锌中的一种或几种。
[0017]更为优选地，所述抗菌剂为纳米银。
[0018]更为优选地，所述抗菌剂的平均粒径为2～15nm，进一步优选为5～12nm。
[0019]优选地，所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物中，埃洛石纳米管和抗菌剂的重量比为100:(0.4～1.5)。
[0020]上述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物的制备方法，包括如下步骤：
[0021]S1：将抗菌剂分散于水中，加入埃洛石纳米管进行超声搅拌处理，负压干燥，烘干、研磨得埃洛石纳米管负载抗氧剂复合物；
[0022]S2：将埃洛石纳米管负载抗氧剂复合物分散于有机溶剂中，加入硅烷偶联剂搅拌，抽滤，洗涤，烘干，研磨即得。
[0023]更为优选地，所述有机溶剂为无水乙醇。
[0024]一种长效抗菌的聚碳酸酯组合物，包括如下重量份数的组分：
[0025][0026]所述抗菌复合物为上述埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物。
[0027]本领域常规的聚碳酸酯均可用于本专利技术中，优选地，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯或硅氧烷共聚碳酸酯中的一种或几种。
[0028]更为优选地，所述芳香族聚碳酸酯为双酚A型聚碳酸酯。
[0029]更为优选地，所述硅氧烷共聚碳酸酯为聚二甲基硅氧烷
‑
双酚A型聚碳酸酯。
[0030]更为优选地，所述聚碳酸酯为芳香族聚碳酸酯，所述芳香族聚碳酸酯的平均分子量为20000
‑
28000。
[0031]当芳香族聚碳酸酯的平均分子量在上述范围内，机械强度良好并且能保证良好的成型性。
[0032]平均分子量通过凝胶渗透色谱法测试，具体测试条件为：以二氯甲烷作为溶剂，测试温度为25℃。
[0033]优选地，所述抗氧剂为主抗氧剂和辅抗氧剂的混合物，所述主抗氧剂和辅抗氧剂的重量比为1:(0.5～1.0)。
[0034]更为优选地，所述主抗氧剂为受阻酚类主抗氧剂，所述辅抗氧剂为亚磷酸脂类辅抗氧剂。
[0035]进一步优选地，所述受阻酚类主抗氧剂为β
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯。
[0036]进一步优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物中硅烷偶联剂和埃洛石纳米管负载抗氧剂复合物的重量比为(0.01～0.1):1；埃洛石纳米管和抗菌剂的重量比为100:(0.1～2)。2.根据权利要求1所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物，其特征在于，所述埃洛石纳米管的内直径为10～20nm。3.根据权利要求1所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物，其特征在于，所述抗菌剂为纳米银、纳米铜或纳米氧化锌中的一种或几种。4.根据权利要求1所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物，其特征在于，所述硅烷偶联剂为双
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[γ
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(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、γ
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氨丙基三乙氧基硅烷、γ
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缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷或γ
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甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种。5.权利要求1～4任一所述硅烷偶联剂改性的埃洛石纳米管负载抗菌剂复合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：将抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志军，陈平绪，黄险波，岑茵，艾军伟，丁超，吴俊，王培涛，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：