a-ZrP表面和層間的KH590的巰基形成相互作用，KH590在a-ZrP上的接枝率為11.26%，銅離子含量為9.8%，有機改性的負載金屬離子的a-ZrP起始分解溫度為366°C；有機改性的負載金屬離子的a-ZrP能夠均勻分散在非極性有機溶劑正己烷中。該粉體對大腸桿菌的抗菌率>98 %，對金黃色葡萄球菌的抗菌率>99 %，對白色念珠菌的抗菌率> 75 %。
[0073]實施例5
[0074]一種有機改性并負載銀、鋅離子抗菌a-ZrP粉體的制備方法，步驟為:
[0075]I)將a-ZrP在室溫條件下，超聲并機械攪拌，超聲功率為60W，時間為35min;機械攪拌的轉(zhuǎn)速為650r/min，時間為25min分散于三氯甲烷中，分散后a-ZrP的濃度為0.009g/ml;
[0076]2)加入小分子乙胺反應，乙胺與a-ZrP的摩爾比為1:2.5，加入乙胺反應的時間為
0.9h；
[0077]3)再滴加硅烷偶聯(lián)劑3-巰基丙基三甲氧基硅烷(KH580)繼續(xù)反應;KH580的滴加量與a-ZrP的質(zhì)量比為1.2:1；滴加速率為0.6ml/min；繼續(xù)反應的時間為7h；
[0078]4)添加硝酸銀和硝酸鋅繼續(xù)反應;金屬離子的滴加量與IPTS的摩爾質(zhì)量比為1.5:1;反應溫度為60°C，繼續(xù)反應時間3h;
[0079]5)固相產(chǎn)物經(jīng)分離、洗滌和烘干即可得到有機改性的負載金屬離子的a-ZrP，固相產(chǎn)物與溶劑分離采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;洗滌是先在濃度為96%的丙酮與水的混合溶液浸泡26h，后用大量丙酮溶液清洗5次直至產(chǎn)物中無殘留的反應原料;烘干為置于真空烘箱中，66°C，真空度0.07MPa條件下烘干32h;
[0080]9)有機改性的負載金屬離子的α-ZrP在280°C條件下烘焙5min，即得到有機改性的負載金屬離子的α-ZrP，該有機改性的負載金屬離子的α-ZrP外觀為白色粉末，并為層狀化合物，層間距為1.65nm(2Θ = 5.34°);該有機改性的負載金屬離子的a-ZrP由a-ZrP、硅烷偶聯(lián)劑3-巰基丙基三甲氧基硅烷(KH580)、硝酸銀和硝酸鋅組成，KH580插在a-ZrP層間，金屬離子與分布在a-ZrP表面和層間的KH580巰基形成相互作用，KH580在a-ZrP上的接枝率為12.19%，金屬離子含量為10.5%，有機改性的負載金屬離子的a-ZrP起始分解溫度為380°C;有機改性的負載金屬離子的a-ZrP能夠均勻分散在非極性有機溶劑正己烷中。該粉體對大腸桿菌的抗菌率>99%，對金黃色葡萄球菌的抗菌率>99%，對白色念珠菌的抗菌率>78%。
【主權(quán)項】
1.一種有機改性并負載金屬離子抗菌α-ZrP粉體的制備方法，其特征在于，步驟為: 1)將α-ZrP分散于溶劑中； 2)加入小分子胺反應； 3)滴加硅烷偶聯(lián)劑繼續(xù)反應； 4)添加金屬離子化合物繼續(xù)反應； 5)固相產(chǎn)物經(jīng)分離、洗滌和烘干即可得到改性的金屬負載的a-ZrP; 6)所述改性的金屬負載的a-ZrP在250?320°C條件下處理，即得到改性的金屬負載的a-ZrP抗菌粉體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述的溶劑為四氫呋喃、三氯甲烷或N，N_二甲基甲酰胺，分散后a-ZrP的濃度為0.005?0.02g/ml。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體的制備方法，其特征在于，步驟I)中，所述分散是指在室溫條件下，超聲并機械攪拌;機械攪拌的轉(zhuǎn)速為200?800r/min，時間為20?50min;所述超聲是指在室溫條件下，超聲功率為50?90W，時間為20?50min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體的制備方法，其特征在于，小分子胺與a-ZrP的摩爾比為1:2.0?1:4.0，加入小分子胺反應的時間為0.6?1.8ho5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體的制備方法，其特征在于，所述小分子胺為甲胺、乙胺或正丙胺。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體的制備方法，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為3-巰基丙基三甲氧基硅烷或3-巰基丙基-三乙氧基硅烷;硅烷偶聯(lián)劑的滴加量與a-ZrP的質(zhì)量比為0.5:1?2.0:1;滴加速率為0.1?1.5ml/min ；所述繼續(xù)反應的時間為3?8h。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體的制備方法，其特征在于，所述的金屬離子化合物為含有Ag+、Cu2+或Zn2+的可溶性鹽化合物，所述的金屬離子化合物與硅烷偶聯(lián)劑的摩爾比為0.2:1?2:1，所述反應的時間為2?8h。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體的制備方法，其特征在于，步驟5)中，固相產(chǎn)物與溶劑分離采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;所述洗滌是先在濃度為90?98 %的丙酮與水的混合溶液浸泡24?36h，后用大量丙酮溶液清洗3?5次直至產(chǎn)物中無殘留的反應原料;所述烘干為置于真空烘箱中，60?80°C，真空度0.05?0.1MPa條件下烘干24?36h09.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種有機改性并負載金屬離子抗菌α-ZrP粉體的制備方法，其特征在于，步驟6)中，所述處理是指將改性的金屬負載的α-ZrP在250?320°C條件下烘焙3?1min010.根據(jù)權(quán)利要求1?9中任一項所述制備方法制得的一種有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體，其特征是:所述有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體外觀為白色粉末;所述有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體為層狀化合物，層間距為1.60?2.50nm;所述有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體由a-ZrP、硅烷偶聯(lián)劑和金屬離子化合物組成，硅烷偶聯(lián)劑插在α-ZrP層間，硅烷偶聯(lián)劑在α-ZrP上的接枝率為6?18% ;硅烷偶聯(lián)劑末端巰基與金屬離子作用;金屬離子的含量為I?15% ;金屬離子存在于α-ZrP的表面和層間;所述有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體起始分解溫度為340?450°C;所述有機改性并負載金屬離子抗菌a-ZrP粉體能夠均勻分散在非極性有機溶劑正己烷中。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種有機改性并負載金屬離子抗菌α-ZrP粉體及其制備方法，以α-ZrP為基材，利用小分子胺預撐，降低α-ZrP層板間作用力和增大層間距，進而將硅烷偶聯(lián)劑插入層間，熱處理去除預撐的小分子胺，利用硅烷偶聯(lián)劑的末端巰基與金屬離子作用，制備有機改性并負載金屬離子抗菌α-ZrP粉體。其中有機改性并負載金屬離子抗菌α-ZrP粉體的起始分解溫度為340～450℃，層間距為1.60～1.90nm，硅烷偶聯(lián)劑的接枝率為6～18％，金屬含量為1～15％。本發(fā)明的有機改性并負載金屬離子抗菌α-ZrP粉體具有較高的熱穩(wěn)定性、接枝率、層間距和金屬含量，親非極性有機物質(zhì)的能力較強，能夠均勻分散在疏水性的有機高分子材料中，可添加在大多數(shù)通過熔融加工的高分子材料(PET、PBT、PP等)中制備阻燃、抗菌等功能材料。
【IPC分類】C09C1/00, C09C3/12, C08K9/06, A01N59/26, A01P1/00, C08K9/12, C08K3/32, C09C3/08, C09C3/06, C08K9/04, A01P3/00
【公開號】CN105504877
【申請?zhí)枴緾N201510860024
【發(fā)明人】孫賓, 周哲, 朱美芳, 江曉澤, 紀曉寰, 王世超, 俞森龍, 王亞子
【申請人】東華大學
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月30日