[发明专利]一种基于一维纳米氧化锌的高分子聚合物抗菌母料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于一维纳米氧化锌的高分子聚合物抗菌母料及其制备方法，它属于高技术功能性复合材料领域。是以含量36～88份的高分子聚合物共混5～25份微纳级无机粉体、5～20份一维纳米氧化锌、5～19份的助剂等经过共混、塑化、混炼、挤出、拉条、冷却、造粒制成。本发明可以使纳米ZnO复合材料得到充分有效的分散；防止其因为“团聚”而失效、保持抗菌效果的持久性、使纳米ZnO复合材料得以能够在高分子聚合物中有效应用。本发明的这种高分子聚合物抗菌母料具有对人体无毒无害、环保、抗菌高效、持久，性能优异、应用面广等的特点，可以在高分子聚合物的抗菌、抑菌和防腐中得到应用。

技术领域

本发明属于高技术功能性复合材料领域。具体涉及一种基于一维纳米氧化锌的高分子聚合物抗菌母料及其制备方法。

背景技术

各种致病细菌、真菌和病毒引起的疾病严重威胁着人类的健康，因此，各种抗菌材料成为研究的重点。人们对具有抗菌功能的高分子聚合物材料的需求也越来越多。抗菌高分子聚合物材料的制备方法一般以母粒的形式添加。

其中纳米无机抗菌材料由于其优良的抑菌性、安全性、耐久性、缓释性和化学稳定性，且使用方便，得到了越来越重要的应用。目前已报道的具有抗菌活性的纳米无机材料主要有银、铜、氧化锌Z n O和二氧化钛TiO2等。其中纳米氧化锌由于价格相对比较低，且无毒、无味、对皮肤无刺激性，虽然抗菌性能不及前二者，仍然引起重视。

纳米ZnO是一种面向21世纪的新型高功能精细无机产品，其粒径介于1～100纳米。由于颗粒尺寸的细微化，比表面积急剧增加，使得纳米ZnO产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应等。

专利CN201010621316.4《无机纳米氧化锌多功能复合抗菌聚酯纤维的制造方法》，提供了无机纳米氧化锌多功能复合抗菌聚酯纤维的制造方法，该发明首先制备亲水性改性聚酯切片，将100纳米以下的氧化锌粉体按重量比20～35∶80～65与成纤聚合物共混，再经特殊工艺加工制成适用于聚酯纤维生产的母粒。特制的母粒以重量百分比5％～15％的比例与亲水性改性聚酯切片共混，经聚酯纤维生产工艺制作成无机纳米氧化锌多功能复合抗菌聚酯纤维。通过纤维截面异形化来增加毛细管作用，使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道，产生芯吸作用而具有干爽导湿性能；通过改性的涤纶纤维织物具备了天然纤维吸湿性好，穿着舒适的优点，也彻底解决天然纤维因存在当人体排汗量较大时，衣服会紧贴身体，令人感觉湿冷的缺点。

专利CN201110163005.2《纳米氧化锌改性涤纶预取向丝》，涉及一种纳米氧化锌改性涤纶预取向丝的制备方法，包括改性聚酯熔体的制备和直纺涤纶预取向丝(POY)的制备；在改性聚酯熔体的制备工艺中采用对苯二甲酸(PTA)、乙二醇(EG)单体为原料，并添加有纳米改性剂制备得到改性共聚酯熔体，上述聚酯熔体直接通过熔体输送，经计量、纺丝组件挤出、吹风冷却、上油、甬道、卷绕制得纳米氧化锌改性涤纶预取向丝。本发明的方法制备得到的纤维具有良好防紫外线功能，对紫外线的反射能力高达50％-60％。

但是，由于纳米ZnO具有：

1.比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚(见图1)；

2、纳米ZnO表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，特别是在高粘状态下更加不容易分散到塑料中这就极大地限制了其纳米效应的发挥，从而导致难以起到有效的作用。

3、在抗菌高分子聚合物材料中，在树脂内部的纳米ZnO无法有效地迁移到表面，而发挥其作用，浪费了其功能。

由于这些应用上的技术问题，虽然有上述专利涉及，事实上，至今在市场上仍然未见有纳米ZnO在高分子聚合物材料中的应用的实例。

发明内容