[发明专利]一种抗菌复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种抗菌复合材料及其制备方法。

背景技术

抗菌材料是指材料本身具有良好的杀菌或抑制微生物的功能的一类复合材料。目前抗菌材料中应用较多的是塑料抗菌复合材料。但目前使用较多的抗菌复合材料中均含有银离子抗菌剂，如中国专利CN103571162A公开了一种PET抗菌材料，组分包括PET树脂，碳酸钙纳米粒子，银离子抗菌剂，润滑剂硬脂酸等。该专利利用复合氧化物纳米CuFe2O4作为银的载体来制备抗菌剂，具有较好的抗菌效果。

银离子抗菌剂虽然有较好的抗菌效果，但价格较高，使用过程中的抗菌效率相对较低。且金属银分散到塑料材料中后，后期很难进行回收，对资源浪费较大。如能开发出一种不采用贵金属为主要抗菌原料的抗菌复合材料，同时达到抗菌效果好，抗菌作用持久的要求，将有较大的市场价值。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明的目的是提供一种抗菌复合材料及其制备方法，该抗菌复合材料具有抗菌效果好，抗菌时间长，耐候性好，使用寿命长的优点。

本发明的技术方案如下：

一种抗菌复合材料，由包括以下重量份的组分制成：

优选的，所述的聚丙烯为共聚聚丙烯。

优选的，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。

优选的，所述的有机抗菌剂按照以下方法制得：将1～5g氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物加入50ml氯仿溶剂中，加入1～5g苄基二甲基十二烷基氯化铵，加热至50～80℃搅拌15～30min，过滤，洗涤干燥得到复合微粒；按重量份秤取复合微粒5份，壳聚糖1～3份，山梨酸钾0.2～0.8份，混合均匀制得所述抗菌剂。

氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物与苄基二甲基十二烷基氯化铵制得的复合微粒既含有高分子链段，又含有杀菌基团，具有性能稳定，不挥发，杀菌效果显著的优点，同时高分子链段的相对分子质量越大，抗菌效果越好。

优选的，所述的氯甲基苯乙烯-二乙烯基苯-苯乙烯共聚物的相对分子质量为15～20万。

优选的，所述的壳聚糖为2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖。

优选的，所述的无机抗菌剂为光催化型无机抗菌剂与片状无机填料按重量比为1：(1～3)的混合物。

优选的，所述的光催化型无机抗菌剂选自氧化锌、二氧化硅或锐钛型二氧化钛中的一种或一种以上；

所述的片状无机填料选自片状蒙脱土、片状硅酸盐、片状石墨中的一种或一种以上。

氧化锌、二氧化硅和锐钛型二氧化钛属于光催化型无机抗菌剂，在光照后能产生高度活性的空穴电子对，进而在产品表面生成强氧化性的·OH自由基，从而在短时间内杀死与其接触的细菌。

无机抗菌剂中采用光催化型无机抗菌剂与片状无机填料的混合物，片状无机填料在复合材料中均匀分散后，可以起到一定的阻隔作用，使复合材料中的抗菌成分缓慢的释放到抗菌复合材料的表面，从而延长了抗菌复合材料的有效抗菌时间。

优选的，所述的偶联剂选自γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β氨乙基)-γ-氨丙基甲基-二甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷中的一种或一种以上。

优选的，所述的增塑剂选自柏木油，蓖麻油、绿芥末精油中的一种或一种以上。

柏木油，蓖麻油、绿芥末精油作为天然原料，本身具有一定的抗菌作用，同时在复合材料加工的过程中还可以起到增塑的作用。

优选的，所述的抗氧剂选自(N,N'-双-(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基)己二胺)、(三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯)、(1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)-三酮)或(四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)中的一种或一种以上。

一种上述抗菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份秤取聚丙烯100份；相容剂1～5份；有机抗菌剂0.5～3份；无机抗菌剂5～20份；偶联剂0.4～0.8份；增塑剂3～6份；抗氧剂0.5～2份；

(2)将无机抗菌剂先与偶联剂混合均匀再加入聚丙烯、相容剂、抗氧剂混合均匀，加入挤出机机头的加料口中，将有机抗菌剂与增塑剂混合均匀从挤出机螺杆中部的喂料口加入挤出机中一起熔融共混，挤出切粒，冷却得到所述的抗菌复合材料。

优选的，挤出机的挤出温度为180～210℃，螺杆转速为200～250R/min。