本發(fā)明涉及一種木塑復(fù)合材料抗菌劑及其制備方法，屬于抗菌材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
木塑復(fù)合材料(Wood-Plastic Composites，WPC)是以熱塑性塑料作為基體，以經(jīng)過(guò)預(yù)處理的植物粉末或木纖維作為填料或增強(qiáng)體，按一定比例與添加所需的各種助劑進(jìn)行混合，經(jīng)過(guò)擠出、層壓、模壓或者注塑的方式制備成的一種復(fù)合材料。其具有較好的彈性模量、抗壓、抗彎曲、耐用等性能，同時(shí)還具有原料資源化、成本經(jīng)濟(jì)化、產(chǎn)品可塑化、使用環(huán)保化和回收再生化等特點(diǎn)。因此，木塑復(fù)合材料在許多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。
隨著木塑復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)：木塑復(fù)合材料容易被霉腐和腐朽真菌侵害，甚至降解，減輕質(zhì)量，大大影響其使用性能和使用壽命。為克服此不足，本領(lǐng)域技術(shù)人員通過(guò)在木塑復(fù)合材料中添加適量的抗菌劑，使得木塑復(fù)合材料具有一定防腐抗菌作用，可以大大提高木塑復(fù)合材料的使用性能和延長(zhǎng)使用壽命，從而促進(jìn)木塑復(fù)合材料的應(yīng)用與發(fā)展。例如，中國(guó)專(zhuān)利公告號(hào)為CN101787167B公開(kāi)了名為“一種高性能抗菌木塑復(fù)合材料及其制備方法”的專(zhuān)利，其將含有季銨鹽活性抗菌單體和惡唑烷酮類(lèi)抗菌單體的無(wú)水乙醇溶液噴灑在植物纖維粉表面，經(jīng)攪拌、干燥、氮化及Co60輻射進(jìn)行表面接枝改性植物纖維粉來(lái)提高木塑復(fù)合材料的抗菌性。雖然其能獲得一定的抗菌性能，但是殺菌效果并不十分理想。因此，繼續(xù)探索與研究木塑復(fù)合材料的抗菌性能是必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提出了一種能有效地提高抗菌效果的木塑復(fù)合材料抗菌劑及其制備方法。
一種木塑復(fù)合材料抗菌劑，由以下重量份配比的各組分制成：光催化陶瓷粉50～60份、植物提取物20～30份、殼聚糖15～20份、三氯生6～8份、電氣石粉30～40份、硼酸鋅3～5份、聚六亞甲基胍2～6份、納米二氧化鈦1～3份。
進(jìn)一步，
一種木塑復(fù)合材料抗菌劑，由以下重量份配比的各組分制成：光催化陶瓷粉55份、植物提取物25份、殼聚糖18份、三氯生7份、電氣石粉35份、硼酸鋅4份、聚六亞甲基胍4份、納米二氧化鈦2份。
進(jìn)一步，
所述的木塑復(fù)合材料抗菌劑是按照以下步驟制備得到：
1)將光催化陶瓷粉和植物提取物在500～600r/min磁力攪拌器上攪拌30～40min，備用；
2)將殼聚糖溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～2％的硼酸溶液中后，加入聚六亞甲基胍，并在500～600r/min磁力攪拌器上攪拌10～20min，備用；
3)在50～60℃的乙醇中加入三氯生，并置于800～900r/min磁力攪拌器上攪拌30～40min，使其完全溶解，冷卻后加入電氣石粉繼續(xù)在攪拌機(jī)中攪拌20～30min，備用；
4)將步驟1)、2)、3)得到的混合物混合后，依次加入硼酸鋅、納米二氧化鈦、1～3份的十二烷基苯磺酸鈉和2～4份的硅烷偶聯(lián)劑，并置于頻率為30～40KHz超聲機(jī)上超聲20～30min；
5)將步驟4)得到的混合物置于80～90℃烘干，粉碎，即可得到木塑復(fù)合材料抗菌劑。
進(jìn)一步，
所述的光催化陶瓷粉是由10～15份BiNbO4陶瓷粉和5～9份KNbO3陶瓷粉組成，并按照以下步驟制備得到：
A、BiNbO4陶瓷粉的制備
1)將純度為99.9％以上的Bi2O3和Nb2O5粉末按BiNbO4的配料，加入無(wú)水乙醇，濕式球磨混合6～8h，烘干后在750～800℃大氣氣氛中預(yù)燒2h；
2)在步驟1)制得的粉末中，加入無(wú)水乙醇，再濕式球磨混合6～8h，烘干后添加0.3～0.5％的La2O3、0.1～0.3％的V2O5和0.4～0.6％的CuO混合均勻；
3)在步驟2)制得的粉末中，添加用量占粉末總質(zhì)量的3％聚乙烯醇溶液，并造粒后，再壓制成型，其中聚乙烯醇溶液的質(zhì)量濃度為5％；
4)先在550～600℃大氣氣氛中，排膠1～2h，再升溫至800～850℃大氣氣氛中燒結(jié)2h，最后自然冷卻至室溫，粉碎成60～120目；
B、KNbO3陶瓷粉的制備
KNbO3陶瓷粉的制備是采用BiNbO4陶瓷粉的制備方法制備，不同的是KNbO3陶瓷粉的制備中預(yù)燒溫度500～550℃、排膠溫度500～550℃、燒結(jié)溫度600～650℃；
C、BiNbO4陶瓷粉與KNbO3陶瓷粉的復(fù)合
將10～15份BiNbO4陶瓷粉和5～9份KNbO3陶瓷粉混合均勻后，添加用量占粉末總質(zhì)量的3％銀粉，再壓制成型，并置于550～650℃大氣氣氛中燒結(jié)0.5～1h，最后自然冷卻至室溫，粉碎成200～300目，即可得到光催化陶瓷粉。
進(jìn)一步，
所述的植物提取物是由以下重量份配比的各組分制成：菊花10～15份、茶葉15～20份、黨參1～3份、竹葉15～20份、山楂6～8份、甘草10～20份。
進(jìn)一步，
所述的植物提取物是由以下重量份配比的各組分制成：菊花12份、茶葉18份、黨參2份、竹葉18份、山楂7份、甘草15份。
進(jìn)一步，
所述的植物提取物是按照以下步驟制備得到：
1)將按重量份準(zhǔn)確稱(chēng)好的植物提取物組成成分粉碎成粗粉，過(guò)60～100目篩，加80～100份水，之后升溫至90～100℃進(jìn)行熱水浸提2～3次，且每次提取40～60min，過(guò)濾，合并濾液；
2)調(diào)節(jié)pH值至5.0～6.0，加入1～3％纖維素和2～4％果膠酶酶解，酶解溫度為40～50℃，酶解時(shí)間為1～2h；
3)將酶解液進(jìn)行超聲提取，超聲溫度為30～40℃、超聲頻率為30～40kHz、超聲提取時(shí)間為0.5～1h；
4)加乙醇調(diào)節(jié)醇濃度到60～70％，靜置，待沉淀完全后，傾出上清液，過(guò)濾，濃縮，干燥，過(guò)200～300目篩后得到植物提取物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明具有更優(yōu)異的抗菌效果：通過(guò)不同抗菌功能的活性抗菌單體復(fù)合，不但充分利用了無(wú)機(jī)抗菌單體的抗菌殺菌功能，而且還利用了高分子抗菌單體的抗菌殺菌功能，實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)高效的多重殺菌功能。
2、本發(fā)明不僅通過(guò)BiNbO4陶瓷粉和KNbO3陶瓷粉兩種光催化陶瓷復(fù)合，而且在制備過(guò)程中還添加La2O3、V2O5、CuO助劑和與銀共燒步驟，同時(shí)還結(jié)合納米二氧化鈦，大大地提高了在有光源狀態(tài)下抗菌能力，有效地將細(xì)菌等殺死或抑制，延長(zhǎng)木塑復(fù)合材料的壽命。植物提取物、殼聚糖、三氯生、硼酸鋅和聚六亞甲基胍能在無(wú)光源狀態(tài)下繼續(xù)發(fā)揮強(qiáng)的抗菌能力，提高抗菌劑的抗菌性能。此外，植物提取物是采用多種抗菌成分組成的植物提取物，實(shí)現(xiàn)了多重殺菌功能，使抗菌性更持久。
3、電石氣粉既能作為抗菌單體的載體，均勻地分布在木塑復(fù)合材料中，同時(shí)還保持高效的吸附性能，提高木塑復(fù)合材料的抗菌性能，又能與光催化陶瓷粉作為木塑復(fù)合材料的填充劑，提高木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能，使其應(yīng)用領(lǐng)域更廣泛。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種木塑復(fù)合材料抗菌劑及其制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
一種木塑復(fù)合材料抗菌劑，由以下重量份配比的各組分制成：光催化陶瓷粉50～60份、植物提取物20～30份、殼聚糖15～20份、三氯生6～8份、電氣石粉30～40份、硼酸鋅3～5份、聚六亞甲基胍2～6份、納米二氧化鈦1～3份。
進(jìn)一步，
所述的木塑復(fù)合材料抗菌劑是按照以下步驟制備得到：
1)將光催化陶瓷粉和植物提取物在500～600r/min磁力攪拌器上攪拌30～40min，備用；
2)將殼聚糖溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1～2％的硼酸溶液中后，加入聚六亞甲基胍，并在500～600r/min磁力攪拌器上攪拌10～20min，備用；
3)在50～60℃的乙醇中加入三氯生，并置于800～900r/min磁力攪拌器上攪拌30～40min，使其完全溶解，冷卻后加入電氣石粉繼續(xù)在攪拌機(jī)中攪拌20～30min，備用；
4)將步驟1)、2)、3)得到的混合物混合后，依次加入硼酸鋅、納米二氧化鈦、1～3份的十二烷基苯磺酸鈉和2～4份的硅烷偶聯(lián)劑，并置于頻率為30～40KHz超聲機(jī)上超聲20～30min；
5)將步驟4)得到的混合物置于80～90℃烘干，粉碎，即可得到木塑復(fù)合材料抗菌劑。
進(jìn)一步，
所述的光催化陶瓷粉是由10～15份BiNbO4陶瓷粉和5～9份KNbO3陶瓷粉組成，并按照以下步驟制備得到：
A、BiNbO4陶瓷粉的制備
1)將純度為99.9％以上的Bi2O3和Nb2O5粉末按BiNbO4的配料，加入無(wú)水乙醇，濕式球磨混合6～8h，烘干后在750～800℃大氣氣氛中預(yù)燒2h；
2)在步驟1)制得的粉末中，加入無(wú)水乙醇，再濕式球磨混合6～8h，烘干后添加0.3～0.5％的La2O3、0.1～0.3％的V2O5和0.4～0.6％的CuO混合均勻；
3)在步驟2)制得的粉末中，添加用量占粉末總質(zhì)量的3％聚乙烯醇溶液，并造粒后，再壓制成型，其中聚乙烯醇溶液的質(zhì)量濃度為5％；
4)先在550～600℃大氣氣氛中，排膠1～2h，再升溫至800～850℃大氣氣氛中燒結(jié)2h，最后自然冷卻至室溫，粉碎成60～120目；
B、KNbO3陶瓷粉的制備
KNbO3陶瓷粉的制備是采用BiNbO4陶瓷粉的制備方法制備，不同的是KNbO3陶瓷粉的制備中預(yù)燒溫度500～550℃、排膠溫度500～550℃、燒結(jié)溫度600～650℃；
C、BiNbO4陶瓷粉與KNbO3陶瓷粉的復(fù)合
將10～15份BiNbO4陶瓷粉和5～9份KNbO3陶瓷粉混合均勻后，添加用量占粉末總質(zhì)量的3％銀粉，再壓制成型，并置于550～650℃大氣氣氛中燒結(jié)0.5～1h，最后自然冷卻至室溫，粉碎成200～300目，即可得到光催化陶瓷粉。
進(jìn)一步，
所述的植物提取物是由以下重量份配比的各組分制成：菊花10～15份、茶葉15～20份、黨參1～3份、竹葉15～20份、山楂6～8份、甘草10～20份。
進(jìn)一步，
所述的植物提取物是由以下重量份配比的各組分制成：菊花12份、茶葉18份、黨參2份、竹葉18份、山楂7份、甘草15份。
進(jìn)一步，
所述的植物提取物是按照以下步驟制備得到：
1)將按重量份準(zhǔn)確稱(chēng)好的植物提取物組成成分粉碎成粗粉，過(guò)60～100目篩，加80～100份水，之后升溫至90～100℃進(jìn)行熱水浸提2～3次，且每次提取40～60min，過(guò)濾，合并濾液；
2)調(diào)節(jié)pH值至5.0～6.0，加入1～3％纖維素和2～4％果膠酶酶解，酶解溫度為40～50℃，酶解時(shí)間為1～2h；
3)將酶解液進(jìn)行超聲提取，超聲溫度為30～40℃、超聲頻率為30～40kHz、超聲提取時(shí)間為0.5～1h；
4)加乙醇調(diào)節(jié)醇濃度到60～70％，靜置，待沉淀完全后，傾出上清液，過(guò)濾，濃縮，干燥，過(guò)200～300目篩后得到植物提取物。
實(shí)施例1
一種木塑復(fù)合材料抗菌劑，由以下重量份配比的各組分制成：光催化陶瓷粉55份、植物提取物25份、殼聚糖18份、三氯生7份、電氣石粉35份、硼酸鋅4份、聚六亞甲基胍4份、納米二氧化鈦2份；
所述的木塑復(fù)合材料抗菌劑是按照以下步驟制備得到：
1)將光催化陶瓷粉和植物提取物在550r/min磁力攪拌器上攪拌35min，備用；
2)將殼聚糖溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的硼酸溶液中后，加入聚六亞甲基胍，并在550r/min磁力攪拌器上攪拌15min，備用；
3)在55℃的乙醇中加入三氯生，并置于850r/min磁力攪拌器上攪拌35min，使其完全溶解，冷卻后加入電氣石粉繼續(xù)在攪拌機(jī)中攪拌25min，備用；
4)將步驟1)、2)、3)得到的混合物混合后，依次加入硼酸鋅、納米二氧化鈦、2份的十二烷基苯磺酸鈉和3份的硅烷偶聯(lián)劑，并置于頻率為35KHz超聲機(jī)上超聲25min；
5)將步驟4)得到的混合物置于85℃烘干，粉碎，即可得到木塑復(fù)合材料抗菌劑。
實(shí)施例2
一種木塑復(fù)合材料抗菌劑，由以下重量份配比的各組分制成：光催化陶瓷粉50份、植物提取物20份、殼聚糖15份、三氯生6份、電氣石粉30份、硼酸鋅3份、聚六亞甲基胍2份、納米二氧化鈦1份；
所述的木塑復(fù)合材料抗菌劑是按照以下步驟制備得到：
1)將光催化陶瓷粉和植物提取物在500r/min磁力攪拌器上攪拌30min，備用；
2)將殼聚糖溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％的硼酸溶液中后，加入聚六亞甲基胍，并在500r/min磁力攪拌器上攪拌10min，備用；
3)在50℃的乙醇中加入三氯生，并置于800r/min磁力攪拌器上攪拌30min，使其完全溶解，冷卻后加入電氣石粉繼續(xù)在攪拌機(jī)中攪拌20min，備用；
4)將步驟1)、2)、3)得到的混合物混合后，依次加入硼酸鋅、納米二氧化鈦、1份的十二烷基苯磺酸鈉和2份的硅烷偶聯(lián)劑，并置于頻率為30KHz超聲機(jī)上超聲20min；
5)將步驟4)得到的混合物置于80℃烘干，粉碎，即可得到木塑復(fù)合材料抗菌劑。
實(shí)施例3
一種木塑復(fù)合材料抗菌劑，由以下重量份配比的各組分制成：光催化陶瓷粉60份、植物提取物30份、殼聚糖20份、三氯生8份、電氣石粉40份、硼酸鋅5份、聚六亞甲基胍6份、納米二氧化鈦3份；
所述的木塑復(fù)合材料抗菌劑是按照以下步驟制備得到：
1)將光催化陶瓷粉和植物提取物在600r/min磁力攪拌器上攪拌40min，備用；
2)將殼聚糖溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％的硼酸溶液中后，加入聚六亞甲基胍，并在600r/min磁力攪拌器上攪拌20min，備用；
3)在60℃的乙醇中加入三氯生，并置于900r/min磁力攪拌器上攪拌40min，使其完全溶解，冷卻后加入電氣石粉繼續(xù)在攪拌機(jī)中攪拌30min，備用；
4)將步驟1)、2)、3)得到的混合物混合后，依次加入硼酸鋅、納米二氧化鈦、3份的十二烷基苯磺酸鈉和4份的硅烷偶聯(lián)劑，并置于頻率為40KHz超聲機(jī)上超聲30min；
5)將步驟4)得到的混合物置于90℃烘干，粉碎，即可得到木塑復(fù)合材料抗菌劑。
在背景技術(shù)(CN101787167B中實(shí)施例1且植物纖維粉沒(méi)有經(jīng)過(guò)表面處理)配方的基礎(chǔ)上，將添加上述實(shí)施例1-3制得的木塑復(fù)合材料抗菌劑與未添加抗菌劑(空白組)制備得到的木塑復(fù)合材料采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表1所示：
表1木塑復(fù)合材料力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果
同時(shí)，還對(duì)上述實(shí)施例1-3制得的木塑復(fù)合材料抗菌劑采用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行抗菌性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下表2所示：
表2木塑復(fù)合材料抗菌劑抗菌性能測(cè)試結(jié)果
當(dāng)然，上面只是本發(fā)明優(yōu)選的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)描述，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，凡依本發(fā)明的原理、構(gòu)造以及結(jié)構(gòu)所作的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。