一種抗菌pvc復(fù)合材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種抗菌PVC復(fù)合材料的制備方法，該方法首先在硝酸中，加入硝酸鋅、鈦酸丁酯，劇烈攪拌，緩慢加入少量水，攪拌至溶液呈現(xiàn)透明狀，得到溶液A，其中加入正丁醇和硝酸銀，避光攪拌，得到溶液B；其次，將硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉、石蠟溶于水，攪拌得到溶液C；隨后，將溶液B和溶液C混合并轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度和時(shí)間，得到溶液D；然后，溶液D經(jīng)曝光、過濾、烘干，得到納米TiO2、ZnO和Ag的復(fù)合物E；最后，在PVC樹脂中加入一定量E，經(jīng)高速攪拌混合，制得抗菌PVC復(fù)合材料。本發(fā)明具有良好的抗菌性能，應(yīng)用性廣泛，可用于管材、板材、兒童玩具等多種領(lǐng)域。
【專利說明】—種抗菌PVC復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子復(fù)合材料及無機(jī)材料【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種抗菌PVC復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]PVC (聚氯乙烯)是目前應(yīng)用最為廣泛的合成樹脂，傳統(tǒng)PVC材料具有諸多良好性能，如耐熱性、機(jī)械性能以及抗腐蝕性能，在包裝、管材、板材、人造革等眾多領(lǐng)域有廣泛的用途。隨著社會(huì)的發(fā)展，人類生活對(duì)材料提出了綠色、環(huán)保、健康的新要求，例如PVC管材用于飲用水輸送管道，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)滋生細(xì)菌，對(duì)人體健康有害，因此，開發(fā)具有抗菌性能的PVC復(fù)合材料成為一種必然趨勢(shì)。
[0003]二氧化鈦(Ti02)、氧化鋅(ZnO)和銀(Ag)均是良好的無機(jī)抗菌劑，已被大量文獻(xiàn)所證實(shí)，如CN101731270A以鈦酸丁酯和硝酸銀為原料，制備了新型二氧化鈦摻銀抗菌劑；CN101377069A以納米TiO2和納米ZnO為殺菌添加劑，與PVC樹脂復(fù)合，制備了調(diào)濕除味防霉抗菌壁紙。專利CN103102618A以二氧化鈦粉末和硝酸銀為原料，成功制備了 TiO2OAg/PVC復(fù)合抑制薄膜，該薄膜在短時(shí)間內(nèi)能有效殺死大量細(xì)菌和病毒，該專利通過物理方法復(fù)合PVC、TiO2和Ag顆粒，達(dá)到了預(yù)期效果，但三者之間的結(jié)合力不是很強(qiáng)。
[0004]化學(xué)法是一種合成具有規(guī)整結(jié)構(gòu)、優(yōu)良性能、多組分復(fù)合材料的重要方法，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)易、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種PVC復(fù)合材料的制備方法，該P(yáng)VC復(fù)合材料通過化學(xué)法復(fù)合了 PVC、納米TiO2、納米ZnO以及納米Ag，具有良好的抗菌性能。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案，具體步驟如下:首先，在硝酸(HNO3)中，加入硝酸鋅(Zn (N03)2)、鈦酸丁酯(Ti (OC4H9)4),劇烈攪拌，緩慢加入少量水，攪拌至溶液呈現(xiàn)透明狀，得到溶液A，其中加入正丁醇(C4H9OH)和硝酸銀(AgNO3),避光攪拌，得到溶液B ;其次，將硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉、石蠟溶于水，攪拌得到溶液C ;隨后，將溶液B和溶液C混合并轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度和時(shí)間，得到溶液D ;然后，溶液D經(jīng)曝光、過濾、烘干，得到納米Ti02、ZnO和Ag的復(fù)合物E ;最后，在PVC樹脂中加入一定量E，經(jīng)高速攪拌混合，制得抗菌PVC復(fù)合材料。
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著優(yōu)點(diǎn):其一、該抗菌PVC復(fù)合材料制備方法簡(jiǎn)易，可批量生產(chǎn)；其二，該P(yáng)VC復(fù)合材料實(shí)質(zhì)通過在PVC樹脂中摻雜納米Ti02、ZnO和Ag的三元復(fù)合物，有效提高了 PVC材料的抗菌性能，其三，該抗菌PVC復(fù)合材料應(yīng)用性強(qiáng)，可用于管材、板材、兒童玩具等多種領(lǐng)域，其四，該制備技術(shù)有一定推廣價(jià)值，可用于制備其它無機(jī)和高分子復(fù)合材料。
[0008]【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合具體實(shí)施例說明本發(fā)明的技術(shù)解決方案，這些實(shí)施例不能理解為對(duì)技術(shù)方案的限制。
[0010] 實(shí)施例1:依以下具體步驟制備。
[0011 ] 步驟1、在40mL硝酸(HNO3,質(zhì)量濃度60%)溶液中，加入0.43g硝酸鋅((Zn (NO3)2),50g鈦酸丁酯(Ti (OC4H9)4),劇烈攪拌，緩慢加入30mL 7jC,繼續(xù)攪拌至溶液呈現(xiàn)出透明狀，時(shí)間控制2h，得到溶液A;
步驟2、溶液A避光，加入4mL正丁醇(C4H9OH),攪拌，緩慢滴入Ig硝酸銀(AgNO3),時(shí)間控制lh，得到溶液B ;
步驟3、在IOOmL水中加入2.5g硬脂酸鈉、5g十二烷基硫酸鈉、0.5g石蠟溶于水，時(shí)間控制lh，攪拌得到溶液C;
步驟4、將溶液C轉(zhuǎn)移至500mL反應(yīng)釜中，倒入溶液B，溫度控制150°C，時(shí)間控制4h，得到溶液D ；
步驟5、溶液D曝光時(shí)間控制lh，經(jīng)過濾、分離得到濕濾餅，經(jīng)烘箱于100°C烘干，時(shí)間控制12h，得到含納米Ti02、ZnO和Ag的白色固體E ;
步驟6、在IKgPVC樹脂中加入IOg固體E，經(jīng)高速攪拌混合，制得抗菌PVC復(fù)合材料。
[0012]實(shí)施例2:依以下具體步驟制備。
[0013]步驟1、在60mL硝酸(HNO3，質(zhì)量濃度45%)溶液中，加入4.3g硝酸鋅((Zn (NO3)2),50g鈦酸丁酯(Ti (OC4H9)4),劇烈攪拌，緩慢加入IOmL 7jC,繼續(xù)攪拌至溶液呈現(xiàn)出透明狀，時(shí)間控制4h，得到溶液A;
步驟2、溶液A避光，加入3mL正丁醇(C4H9OH),攪拌，緩慢滴入2g硝酸銀(AgNO3),時(shí)間控制2h，得到溶液B;
步驟3、在IOOmL水中加入5g硬脂酸鈉、IOg十二烷基硫酸鈉、1.5g石蠟溶于水，時(shí)間控制2h，攪拌得到溶液C;
步驟4、將溶液C轉(zhuǎn)移至500mL反應(yīng)釜中，倒入溶液B，溫度控制180°C，時(shí)間控制12h，得到溶液D ；
步驟5、溶液D曝光時(shí)間控制lh，經(jīng)過濾、分離得到濕濾餅，經(jīng)烘箱于120°C烘干，時(shí)間控制48h，得到含納米Ti02、ZnO和Ag的白色固體E ;
步驟6、在IKgPVC樹脂中加入20g固體E，經(jīng)高速攪拌混合，制得抗菌PVC復(fù)合材料。
[0014]實(shí)施例3:依以下具體步驟制備。
[0015]步驟1、在48mL硝酸(HNO3,質(zhì)量濃度50%)溶液中，加入2g硝酸鋅((Zn(NO3)2),50g鈦酸丁酯(Ti (OC4H9)4),劇烈攪拌，緩慢加入20mL 7jC,繼續(xù)攪拌至溶液呈現(xiàn)出透明狀，時(shí)間控制3h，得到溶液A;
步驟2、溶液A避光，加入3mL正丁醇(C4H9OH),攪拌，緩慢滴入1.5g硝酸銀(AgNO3),時(shí)間控制1.5h，得到溶液B;
步驟3、在IOOmL水中加入3g硬脂酸鈉、8g十二烷基硫酸鈉、Ig石蠟溶于水，時(shí)間控制lh，攪拌得到溶液C ;
步驟4、將溶液C轉(zhuǎn)移至500mL反應(yīng)釜中，倒入溶液B，溫度控制140°C，時(shí)間控制8h，得到溶液D ；步驟5、溶液D曝光時(shí)間控制lh，經(jīng)過濾、分離得到濕濾餅，經(jīng)烘箱于110°C烘干，時(shí)間控制24h，得到含納米Ti02、ZnO和Ag的白色固體E ;
步驟6、在IKgPVC樹脂中加入5g固體E，經(jīng)高速攪拌混合，制得抗菌PVC復(fù)合材料。
[0016]實(shí)施例4:依以下具體步驟制備。
[0017]步驟1、在40mL硝酸(HNO3,質(zhì)量濃度60%)溶液中，加入Ig硝酸鋅((Zn(NO3)2)，42g鈦酸丁酯(Ti (OC4H9)4),劇烈攪拌，緩慢加入30mL 7jC,繼續(xù)攪拌至溶液呈現(xiàn)出透明狀，時(shí)間控制2h，得到溶液A;
步驟2、同實(shí)施例1 ;
步驟3、同實(shí)施例 2 ；
步驟4、同實(shí)施例1 ;
步驟5、同實(shí)施例1 ;
步驟6、同實(shí)施例1。
[0018]實(shí)施例5:依以下具體步驟制備。
[0019]步驟1、在60mL硝酸(HNO3，質(zhì)量濃度45%)溶液中，加入4.3g硝酸鋅((Zn (NO3)2),58g鈦酸丁酯(Ti (OC4H9)4),劇烈攪拌，緩慢加入IOmL 7jC,繼續(xù)攪拌至溶液呈現(xiàn)出透明狀，時(shí)間控制4h，得到溶液A;
步驟2、同實(shí)施例1 ;
步驟3、同實(shí)施例2 ；
步驟4、同實(shí)施例1 ;
步驟5、同實(shí)施例1 ;
步驟6、同實(shí)施例1。
【權(quán)利要求】
1.一種抗菌PVC復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:首先，在硝酸(HNO3)中，加入硝酸鋅(Zn (N03)2)、鈦酸丁酯(Ti (OC4H9)4),劇烈攪拌，緩慢加入少量水，攪拌至溶液呈現(xiàn)透明狀，得到溶液A，其中加入正丁醇(C4H9OH)和硝酸銀(AgNO3),避光攪拌，得到溶液B ;其次，將硬脂酸鈉、十二烷基硫酸鈉、石蠟溶于水，攪拌得到溶液C ;隨后，將溶液B和溶液C混合并轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度和時(shí)間，得到溶液D ;然后，溶液D經(jīng)曝光、過濾、烘干，得到納米Ti02、ZnO和Ag的復(fù)合物E ;最后，在PVC樹脂中加入一定量E，經(jīng)高速攪拌混合，制得抗菌PVC復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌PVC復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:反應(yīng)體系為HNO3,HNO3和 Ti (OC4H9)4摩爾配比控制 2.5:1 ~3.5:1 ;Zn (NO3)2 占 Ti (OC4H9)4摩爾比為 1%~10% ；C4H9OH為分散劑，占HNO3體積的5%~10% ；AgN03占Ti (OC4H9)4摩爾比為1%~5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌PVC復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:采用復(fù)合表面活性劑硬脂 酸鈉和十二烷基硫酸鈉，硬脂酸鈉占Ti (OC4H9) 4質(zhì)量的5%~10%，十二烷基硫酸鈉占Ti (OC4H9)4質(zhì)量的10%~20% ;石蠟為助劑，石蠟占Ti (OC4H9)4質(zhì)量的1%~3%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌PVC復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:制備A溶液時(shí)間控制2h~4h ;制備B溶液避光，時(shí)間控制Ih~2h ;制備C溶液時(shí)間控制Ih~2h ;制備D溶液反應(yīng)釜溫度控制120°C~180°C，時(shí)間控制4h~12h ;制備E固體烘干溫度控制100°C~120°C，時(shí)間控制12h~48h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗菌PVC復(fù)合材料的制備方法，其特征在于:納米Ti02、ZnO和Ag的復(fù)合物E添加量為PVC樹脂質(zhì)量的0.5%~2%。
【文檔編號(hào)】C08K3/08GK103980625SQ201410020695
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】季紅軍 申請(qǐng)人:季紅軍