專利名稱：一種改性二氧化硅填料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種改性二氧化硅填料及其制備方法，特別是一種表面修飾有兩性表面活性劑的二氧化硅填料及其制備方法，屬于新型功能材料制備技術領域。
背景技術：
超細二氧化硅(白碳黑)以其優(yōu)越的穩(wěn)定性、補強性、增稠性和觸變性等一直是橡膠、塑料、涂料、日化用品等制品的重要填料之一。超細二氧化硅具有很大的比表面積及很強的吸附能力，同時因其表面含有大量的硅羥基(Si-OH)而具有一定的化學反應活性。因此，以超細二氧化硅作為載體，進行物理或化學改性制備功能填料已經(jīng)引起廣泛關注和重視，而抗菌填料是其中最重要的一個分支。目前，以二氧化硅為載體的抗菌材料主要是通過銀或銀離子改性超細二氧化硅來制備的。如專利CN1308868公開了一種無機廣譜抗菌添加 劑的制備方法，通過二氧化硅與硝酸銀溶液和NaOH溶液作用，后經(jīng)干燥、灼燒制備無機廣譜抗菌添加劑的方法；專利CN1308866公開了一種無機廣譜抗菌添加劑的制備方法，通過二氧化硅與Ag+，Cu2+，Zn2+，Ni2+，Co2+構(gòu)成的水溶液進行反應，再經(jīng)過濾、干燥而制取無機廣譜抗菌添加劑的方法；專利CN1615698公開了一種復合抗菌劑，是由碳酸銀、氧化鋅、二氧化硅混合、煅燒、研磨而得；專利CN101889582A公開了一種新型多功能納米組裝無機抗菌劑及其制備方法，是以具有納米孔徑的二氧化硅或納米二氧化硅為載體，在載體的納米微孔中組裝銀、銅、鋅等抗菌組分而得到的兼具抗菌、防霉、抗藻功效的多功能無機抗菌劑產(chǎn)品；專利CN101912634A公開了一種含納米銀/納米二氧化硅的抗菌生物敷料的制備方法，在聚乙烯醇縮醛化反應中，加入殼聚糖/聚乙烯醇共混液和載銀的二氧化硅粉末，制得含納米銀/納米二氧化硅的抗菌生物敷料。這類材料是通過銀或銀離子來進行殺菌、抑菌的，但由于銀容易被氧化而失去活性，同時作為貴金屬，銀殺菌劑的成本較為昂貴，這限制了其應用范圍。除銀之外，其它無機化合物也可以與二氧化硅進行物理改性制備抗菌材料，如專利CN1883270公開了一種硫化鎘、二氧化硅復合抗菌劑的制作方法，該產(chǎn)品在光的作用下即可殺死接觸到的細菌、真菌，并將含氮有機物，有機磷殺蟲劑等有害氣體分解為無害的小分子物質(zhì)。但硫化鎘的毒性較強，不僅危害人體健康，還會對環(huán)境造成不利影響。除上述方法之外，采用有機抗菌劑對二氧化硅進行化學改性也可以用來制備抗菌材料，如專利CN101796961A公開了一種二氧化硅-姜黃素及其衍生物雜化材料和制備方法，該材料由具有生物活性的姜黃素或其衍生物通過氨基硅烷偶聯(lián)劑與二氧化硅接枝而形成。但姜黃素穩(wěn)定性差、效率低的缺點還有待于解決。甜菜堿型兩性表面活性劑分子由非極性部分和帶正電荷與帶負電荷在一起的極性部分組成，極性部分是季銨正離子和羧酸根或磺酸根負離子，它不僅具有相當好的殺菌防霉效果，優(yōu)異的抗蛋白吸附作用，且對人和生物幾乎無毒。例如專利CN102040742A公開了一種具有抗蛋白吸附性質(zhì)的表面材料及其制備方法，通過具有雙離子性質(zhì)的單體分子在有機硅基體表面接枝聚合制備，可以阻斷蛋白在材料表面的吸附。然而，利用經(jīng)甲基丙烯酰氧基改性的甜菜堿與二氧化硅進行化學反應制備抗菌、抗蛋白吸附性能優(yōu)良的二氧化硅填料尚未見有報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點，針對二氧化硅優(yōu)異的補強性、增稠性和觸變性，以及甜菜堿型兩性表面活性劑良好的抑菌，抗蛋白吸附和安全環(huán)保的特點，通過甲基丙烯酰氧基改性的甜菜堿在超細二氧化硅表面接枝聚合將兩者相結(jié)合制備一種具有抗菌、抗蛋白吸附的超細二氧化硅填料。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的改性二氧化硅填料是通過甲基丙烯酰氧基改性的甜菜堿在超細二氧化硅表面接枝聚合制備而成，其分子結(jié)構(gòu)式為
權利要求
1.一種改性二氧化硅填料，其特征在于通過甲基丙烯酰氧基改性的甜菜堿在超細二氧化娃表面接枝聚合制備而成，其分子結(jié)構(gòu)式為
2.根據(jù)權利要求I所述的改性二氧化硅填料的制備方法，其特征在于包括下列步驟 (1)在反應容器中加入I質(zhì)量份三乙胺，100質(zhì)量份四氫呋喃，10質(zhì)量份超細二氧化硅，0. 2-1質(zhì)量份2-溴代異丁酰溴，封口攪拌常溫反應16h，經(jīng)過濾、洗滌和干燥即得到活化的二氧化硅； (2)將2-10質(zhì)量份甲基丙烯酰氧基改性的甜菜堿，溶于100質(zhì)量份甲醇與水體積比為3 1的混合溶液中，加入10質(zhì)量份活化的二氧化硅，通氬氣攪拌IOmin后，加入0. 05質(zhì)量份二聯(lián)吡啶與溴化亞銅摩爾比為I: I的混合物，持續(xù)通氬氣攪拌24小時，反應結(jié)束后，用去離子水沖洗反應物并過濾和干燥后即得超細改性二氧化硅填料。
3.根據(jù)權利要求I所述的改性二氧化硅填料，其特征在于涉及的超細二氧化硅包括氣相法制備的二氧化硅、沉淀法制備的二氧化硅和疏水處理的二氧化硅；超細二氧化硅的比表面積為50-200m2/g ;涉及的甲基丙烯酰氧基改性的甜菜堿包括甲基丙烯酰氧基改性的磺酸甜菜堿和甲基丙烯酰氧基改性的羧酸甜菜堿。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改性二氧化硅填料及其制備方法，特別是一種表面修飾有兩性表面活性劑的二氧化硅填料及其制備方法，屬于新型功能材料制備技術領域，先在反應容器中加入1質(zhì)量份三乙胺，100質(zhì)量份四氫呋喃，10質(zhì)量份超細二氧化硅，0.2-1質(zhì)量份2-溴代異丁酰溴，封口攪拌常溫反應16h，經(jīng)過濾、洗滌和干燥得活化的二氧化硅；再將2-10質(zhì)量份甲基丙烯酰氧基改性的甜菜堿，溶于100質(zhì)量份甲醇與水的混合溶液中，加入10質(zhì)量份活化的二氧化硅，通氬氣攪拌后，加入0.05質(zhì)量份二聯(lián)吡啶與溴化亞銅的混合物，持續(xù)通氬氣攪拌，反應結(jié)束后，用去離子水沖洗反應物并過濾和干燥后得改性二氧化硅填料；其制備工藝簡單，填料性能好，應用范圍大，使用效果佳。
文檔編號C08K9/04GK102702798SQ20121019973
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月18日 優(yōu)先權日2012年6月18日
發(fā)明者張金偉, 藺存國 申請人:中國船舶重工集團公司第七二五研究所