專利名稱：一種納米抗菌塑料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種納米材料，尤其是一種納米抗菌塑料。
背景技術：
現(xiàn)有抗菌塑料一般都是采用無機銀離子作為抗菌劑，通過吸附到如活性炭、蒙脫石、藻土等無機納米材料中，然后再加入到塑料基料中擠塑成型，形成抗菌塑料；或采用二氧化鈦納米粉體與塑料混合，擠塑成型，通過紫外線照射形成抗菌塑料。其抗菌作用是通過抗菌劑的緩慢釋放而形成的。隨著抗菌劑的釋放，抗菌活性越來越小，抗菌劑易失活、失效而達不到抗菌目的，且抗菌劑的釋放對環(huán)境會造成污染。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是采用納米抗菌顆粒材料，利用納米抗菌顆粒材料的大的比表面積和強吸附性能，使納米抗菌功能基團與塑料充分混合，制成納米抗菌塑料。由于納米抗菌顆粒是高分子抗菌劑與納米顆粒表面共價修飾的，抗菌作用是通過接觸殺菌，抗菌劑不是緩慢釋放，因此抗菌活性一直存在，抗菌劑不會失效，且抗菌塑料材料具有廣譜抗菌、高效、長效、穩(wěn)定和安全的抗菌功能。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的它是將納米抗菌顆粒先與樹脂、助劑制成抗菌母粒，抗菌母粒再與基礎樹脂混合注塑成型，得到抗菌塑料；或是將納米抗菌顆粒直接與基礎樹脂、助劑充分混合、注塑成型，制成抗菌塑料。
納米抗菌顆粒加入到塑料中的量為塑料樹脂量的1-10％。
所述的納米抗菌顆粒材料，是用中國專利申請03117920.7所公開的共價修飾方法將納米顆粒與抗菌功能分子連接起來，制成的納米抗菌顆粒材料。
所述的納米顆粒為SiO2、TiO2、Fe3O4、Fe2O3、ZnO納米顆粒，在有機溶劑中上述納米顆粒與雙功能活性基團試劑在30～90℃攪拌反應，得到活化的納米顆粒。
所述的雙功能活性基團試劑是指一端是可以和納米顆粒反應的活性基團，另一端含有活性的鹵族元素(F、Cl、Br、I)，離心收集納米顆粒并用有機溶劑洗滌數(shù)次，然后在有機溶劑中與含氮聚合物在70～90℃攪拌反應16～24小時，得到含氮聚合物修飾的納米顆粒。
所述含氮化合物是指可以與烷基化試劑通過烷基化反應形成季銨鹽的含氮化合物，離心收集并用有機溶劑洗滌數(shù)次，在有機溶劑中與烷基化試劑在70～95℃之間反應16～24小時，即可得到納米抗菌顆粒材料。
將納米抗菌顆粒按不同需要，按含納米抗菌顆粒1-10％的量加入到通用塑料或通用工程塑料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙稀(PVA)、聚苯乙烯(PS)、ABS樹脂等中，可以是納米抗菌顆粒先與樹脂、助劑等先制成抗菌母粒，抗菌母粒再與基礎樹脂混合注塑成型，得到抗菌塑料，也可以是納米抗菌顆粒直接與基礎樹脂、助劑等充分混合、注塑成型，制成抗菌塑料。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點1.采用共價結合的季銨鹽或季磷鹽聚合物抗菌劑，具有廣譜抗菌性。利用納米粉體為抗菌載體，抗菌功效持久、高效、穩(wěn)定。
2.本發(fā)明制備的抗菌塑料是塑料材料與抗菌粉體以不同比例均勻混合，經(jīng)常規(guī)塑料制備工藝處理，工藝簡單，不改變原有工藝，且形成的抗菌塑料各方面的性能均明顯提高。
具體實施例方式
具體實施例方式1.抗菌聚乙烯(PE)塑料的制備首先制備納米抗菌顆粒材料，利用二氧化硅納米顆粒，用中國專利申請03117920.7所公開的方法生成共價連接季銨鹽聚合物抗菌劑的納米抗菌顆粒。其方法是納米顆粒二氧化硅10g，在100ml溶劑氯仿中，與2ml 4-溴丁酰氯在室溫下攪拌反應，使納米材料表面被4-溴丁酰氯活化，將活化后的納米材料收集，用甲醇溶劑洗滌，然后置于100ml季四戊醇溶劑中，加入10g聚乙烯亞胺和適量氫氧化鉀，于90℃溫度下攪拌反應，得到聚乙烯亞胺共價連接的納米顆粒，收集后洗滌數(shù)次。再置于100ml季四戊醇中，加入10ml 1-溴己烷和適量的氫氧化鉀，90℃溫度下反應攪拌，收集后洗滌數(shù)次，得到已烷基化的聚乙烯亞胺納米顆粒，進一步放置于季四戊醇溶劑中，加入10ml碘甲烷，于60℃溫度下反應，即可得到具有聚乙烯亞胺的季銨鹽抗菌功能基的納米抗菌顆粒。將上述納米抗菌顆粒1-3kg與聚乙烯(PE)30kg，加入其它塑料添加助劑，在高速混合機中充分混合均勻，用螺桿擠出機擠出，切粒機切粒，得到抗菌母粒。此種抗菌母粒再與普通聚乙烯(PE)樹脂基料、加工助劑按照最終抗菌顆粒1-10％的量在高速混合機中充分混合均勻，注塑成型，得到抗菌聚乙烯塑料。
2.抗菌聚丙烯(PP)塑料的制備制備納米抗菌顆粒材料按照前述的方法，即利用二氧化硅納米顆粒，用中國專利申請03117920.7所公開的方法生成共價連接季銨鹽聚合物抗菌劑的納米抗菌顆粒。其方法是納米顆粒二氧化硅10g，在100ml溶劑氯仿中，與2ml 4-溴丁酰氯在室溫下攪拌反應，使納米材料表面被4-溴丁酰氯活化，將活化后的納米材料收集，用甲醇溶劑洗滌，然后置于100ml季四戊醇溶劑中，加入10g聚乙烯亞胺和適量氫氧化鉀，于90℃溫度下攪拌反應，得到聚乙烯亞胺共價連接的納米顆粒，收集后洗滌數(shù)次。再置于100ml季四戊醇中，加入10ml 1-溴己烷和適量的氫氧化鉀，90℃溫度下反應攪拌，收集后洗滌數(shù)次，得到己烷基化的聚乙烯亞胺納米顆粒，進一步放置于季四戊醇溶劑中，加入10ml碘甲烷，于60℃溫度下反應，即可得到具有聚乙烯亞胺的季銨鹽抗菌功能基的納米抗菌顆粒。將上述抗菌顆粒以1-10％的量直接與聚丙烯樹脂基料、加工助劑等在高速混合機中充分混合均勻，注塑成型，得到抗菌聚丙烯塑料。
權利要求
1.一種納米抗菌塑料，它是將納米抗菌顆粒加入到塑料中，其特征在于將納米抗菌顆粒先與樹脂、助劑制成抗菌母粒，抗菌母粒再與基礎樹脂混合注塑或擠出成型，得到抗菌塑料；或是將納米抗菌顆粒直接與基礎樹脂、助劑充分混合、注塑或擠出成型，制成抗菌塑料。
2.根據(jù)權利要求1所述的納米抗菌塑料，其特征在于納米抗菌顆粒加入到塑料中的量為塑料樹脂量的1-10％。
3.根據(jù)權利要求1所述的納米抗菌塑料，其特征在于所述納米抗菌顆粒是利用共價修飾方法將納米顆粒與抗菌功能分子連接起來，制成的納米抗菌顆粒材料。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的納米抗菌塑料，其特征在于所述的納米顆粒為常規(guī)納米制備方法制備的納米顆粒。
5.根據(jù)權利要求4所述的納米抗菌塑料，其特征在于所述的納米顆粒包括SiO2、TiO2、Fe3O4、Fe2O3、ZnO納米顆粒；在有機溶劑中上述納米顆粒與雙功能活性基團試劑在30～90℃攪拌反應，得到活化的納米顆粒。
6.根據(jù)權利要求5所述的納米抗菌塑料，其特征在于所述的雙功能活性基團試劑是指一端可以和納米顆粒反應的活性基團，另一端含有活性的鹵族元素；離心收集納米顆粒并用有機溶劑洗滌數(shù)次，然后在有機溶劑中與含氮聚合物在70～90℃攪拌反應16～24小時，得到含氮聚合物修飾的納米顆粒。
7.根據(jù)權利要求6所述的納米抗菌塑料，其特征在于所述的鹵族元素包括F、Cl、Br、I。
8.根據(jù)權利要求6所述的納米抗菌塑料，其特征在于所述含氮聚合物是指可以與烷基化試劑通過烷基化反應形成季銨鹽的含氮聚合物，離心收集并用有機溶劑洗滌數(shù)次，在有機溶劑中與烷基化試劑在70～95℃之間反應16～24小時，即可得到納米抗菌顆粒材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米抗菌塑料，它是將納米抗菌顆粒先與樹脂、助劑制成抗菌母粒，抗菌母粒再與基礎樹脂混合注塑機注塑成型或擠出機擠出成型，得到抗菌塑料；或是將混合、注塑機注塑成型或擠出機擠出成型，制成抗菌塑料。本發(fā)明采用共價結合的季銨鹽或季磷鹽聚合物抗菌納米抗菌顆粒直接與基礎樹脂、助劑充分劑，具有廣譜抗菌性。利用納米粉體為抗菌載體，抗菌功效持久、高效、穩(wěn)定。其制備抗菌塑料的方法是塑料材料與抗菌粉體以不同比例均勻混合，經(jīng)常規(guī)塑料制備工藝處理，工藝簡單，不改變原有工藝，且形成的抗菌塑料各方面的性能均明顯提高。
文檔編號C08L101/00GK1803898SQ200610200028
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月12日 優(yōu)先權日2006年1月12日
發(fā)明者邱樹毅, 吳遠根, 何力, 宋治福, 羅筑 申請人:貴州大學