一种新型纳米碳点抗菌木塑复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种新型纳米碳点抗菌木塑复合材料。该抗菌木塑复合材料，以质量份数计，包括如下组分：热塑性塑料基体100份，纳米碳点抗菌复合材料处理后的木质纤维粉40

【技术实现步骤摘要】
一种新型纳米碳点抗菌木塑复合材料

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[0001]本专利技术涉及木塑复合材料
，具体涉及一种新型纳米碳点抗菌木塑复合材料。

技术介绍
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[0002]抗菌性能是评价工业及日化产品的一个重要指标，工业产品的抗菌性能更是引起了人们的极大重视。碳点是一类直径小于10nm的准球形纳米颗粒材料，具有来源广泛、成本低廉及生物相容性高等特点，且因小尺寸、高比表面积和高ROS产率等原因而具有优良的抗菌活性。杂原子掺杂可通过替换碳点表面或内部的一些成分而影响碳点材料的物理化学性质，进而赋予碳点材料更多的功用和效能而广受关注。
[0003]木塑复合材料是由木质纤维、热塑性塑料及特定加工助剂复合而成的一种复合材料，因原料来源广泛且兼具木与塑二者优点，在当前全球森林和石油资源日益枯竭的大背景下具有重要意义。近年来，随着木塑材料行业的快速发展及应用领域的不断拓展，对木塑材料的相关性能和使用寿命提出了更高的要求。
[0004]木塑材料通常被认为具有较好的生物因子抗性，但当材料被安装应用并经历高温、日晒、雨淋及紫外辐射等环境因子的侵蚀老化后，材料的生物因子抗性会显著降低。目前大多通过向配方中添加抗菌剂来提高木塑材料及制品的生物因子抗性，改善材料的综合性能并延长其使用寿命。然而，部分传统杀菌抗菌剂因存在环境使用安全性或抗菌效能低等问题而限制了其使用范围。因此，开发及寻找新型安全高效环保的木塑材料用抗菌剂，对于改善木塑材料的综合性能，提高材料的附加值并进一步拓宽其应用领域等均具有重要的意义。

技术实现思路
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[0005]本专利技术的目的在于针对当前木塑材料及制品在应用过程中出现的细菌表面侵蚀问题，提供新型纳米碳点抗菌木塑复合材料，本专利技术通过加入具有优良抗菌活性的功能化杂原子掺杂纳米碳点抗菌复合材料，提高木塑复合材料的抗菌性能。
[0006]本专利技术的目的是提供一种新型纳米碳点抗菌木塑复合材料，以质量份数计，包括如下组分：热塑性塑料基体100份，纳米碳点抗菌复合材料处理后的木质纤维粉40
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120份，润滑剂 2
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8份，偶联剂1
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6份和其它加工助剂6
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12份，纳米碳点抗菌复合材料处理后的木质纤维粉由如下步骤处理得到：将纳米碳点抗菌复合材料经离心、透析和真空冷冻干燥后，用双蒸水溶解并调节分散得到纳米碳点抗菌复合材料溶液，将溶液喷洒到所述的木质纤维粉表面，搅拌混合均匀，即得。
[0007]一种新型纳米碳点抗菌木塑复合材料由如下步骤制备得到：将各组分加入到高速混合机中，经高速混合搅拌后得到预混料，将预混料经注塑挤出或造粒挤出后得到。
[0008]优选地，所述的纳米碳点抗菌复合材料为功能化杂原子掺杂的纳米碳点复合材料。
[0009]所述的功能化杂原子掺杂纳米碳点复合材料的制备方法主要参照Heteroatom dopedcarbon dots with nanoenzyme like properties as theranostic platforms for free radical scavenging, imaging,and chemotherapy(Acta Biomaterialia,2020,114:343
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357),Nitrogen and phosphorusco
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doped carbon dots as an effective fluorescence probe for the detection of doxorubicin and cellimaging(Optical Materials,2022,128:112323)及杂原子掺杂荧光碳点的制备及其多功能应用 (杜川川，2021届山西大学博士学位论文)三份文献进行，并在此基础上根据所选用杂原子种类的不同进行了实际技术调整。
[0010]优选地，所述的杂原子选自铜、铁、锌、银、铽、硒、氮、磷、硫和硼中的一种以上，纳米碳点抗菌复合材料的用量为木质纤维质量的5％
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15％。
[0011]优选地，所述的溶液的质量浓度为50
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400μg/mL。
[0012]优选地，将溶液喷洒到所述的木质纤维粉表面，搅拌混合均匀的具体步骤为：将溶液喷洒到所述的木质纤维粉表面，于50℃
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100℃、600
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1000r/min的高速混合机中搅拌5
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15min 混合均匀。
[0013]优选地，所述的木质纤维粉为预先经粉碎、过筛、清洗并干燥后含水量低于3％的木粉，粒径为40
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120目。
[0014]优选地，所述的热塑性塑料基体选自聚乙烯、高密度聚乙烯和聚丙烯中的一种以上。
[0015]优选地，所述的润滑剂选自硬脂酸、乙撑双硬脂酸酰胺、PE蜡和石蜡的一种以上，所述的偶联剂选自马来酸酐接枝聚丙烯、钛酸酯和铝酸酯中的一种以上。
[0016]优选地，所述的其它加工助剂选自色粉、光稳定剂(UV
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327)、热稳定剂(Ca
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Zn热稳定剂)、滑石粉、氧化钙和硅藻土中的一种以上。
[0017]优选地，所述的新型纳米碳点抗菌木塑复合材料，以质量份数计，包括如下组分：热塑性塑料基体100份，纳米碳点抗菌复合材料处理后的木质纤维粉60
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120份，润滑剂2
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8份，偶联剂1
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6份和其它加工助剂8
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12份。
[0018]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：
[0019](1)本专利技术选用来源广泛、成本低廉、生物相容性高且抗菌效能优良的纳米碳点为基础抗菌材料，并通过向碳点上掺杂不同的杂原子来进一步改善碳点的表面抗菌性能，得到具有环保高效抗菌活性的杂原子掺杂纳米碳点复合材料。
[0020](2)本专利技术通过将杂原子掺杂的纳米碳点复合材料添加到木塑材料中，提高木塑材料及制品对细菌等微生物的抗性及耐受性，降低细菌在木塑材料表面的生长和繁殖，从而赋予木塑复合材料良好的抗菌性能。抗菌性能的提高有望提升木塑材料的附加值，并进一步拓展其应用领域，使木塑复合材料能被广泛应用于诸如抗菌包装材料、卫生用品及工艺制品等等领域。
具体实施方式：
[0021]以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。
[0022]除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的
保护范围。除特别说明，本文中的实验材料和试剂均为本
常规市购产品，注塑挤出和造粒挤出的条件为本
常规技术。
[0023]下述实施例中，木质纤维粉均预先经过如下处理：小型粉碎机粉碎
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清水洗净
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干燥至含水率低于3％过筛。以下实施例中使用的杂原子掺杂纳米碳点复合材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型纳米碳点抗菌木塑复合材料，其特征在于，以质量份数计，包括如下组分：热塑性塑料基体100份，纳米碳点抗菌复合材料处理后的木质纤维粉40
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120份，润滑剂2
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8份，偶联剂1
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6份和其它加工助剂6
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12份，纳米碳点抗菌复合材料处理后的木质纤维粉由如下步骤处理得到：将纳米碳点抗菌复合材料经离心、透析和真空冷冻干燥后，用双蒸水溶解并调节分散得到纳米碳点抗菌复合材料溶液，将溶液喷洒到所述的木质纤维粉表面，搅拌混合均匀，即得。2.根据权利要求1所述的新型纳米碳点抗菌木塑复合材料，其特征在于，所述的纳米碳点抗菌复合材料为功能化杂原子掺杂的纳米碳点复合材料。3.根据权利要求1所述的新型纳米碳点抗菌木塑复合材料，其特征在于，所述的杂原子选自铜、铁、锌、银、铽、硒、氮、磷、硫和硼中的一种以上，纳米碳点抗菌复合材料的用量为木质纤维质量的5％
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15％。4.根据权利要求1或2所述的新型纳米碳点抗菌木塑复合材料，其特征在于，所述的溶液的质量浓度为50
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400μg/mL。5.根据权利要求1或2所述的新型纳米碳点抗菌木塑复合材料，其特征在于，将溶液喷洒到所述的木质纤维粉表面，搅拌混合均匀的具体步骤为：将溶液喷洒到所述的木质纤维粉表面，于...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯静，谢小保，施庆珊，文霞，王颖思，孙廷丽，
申请(专利权)人：广东省科学院微生物研究所广东省微生物分析检测中心，
类型：发明
国别省市：