[发明专利]抗菌复合粉体、抗菌功能化复合材料及制备方法

说明书

一种具有抗菌性能的硅酸盐/银复合粉体及制备方法，所述复合粉体包括具有二维纳米层结构的层状硅酸盐，所述硅酸盐的层外吸附有非晶态银；所述硅酸盐的层内，银离子与硅酸盐片层为分子级紧密复合。本发明还提供一种含有所述复合粉体的抗菌功能化复合材料及制备方法。具有二维纳米层结构的层状硅酸盐可控制银颗粒的大小，防止长大与团聚，形成稳定的复合物，克服了抗菌剂纳米银易团聚、难分散的弊端；同时部分银插入到层间，与硅酸盐片层发生分子级紧密复合，在材料今后的使用过程中，可以逐步释放，提高功能高分子抗菌性能的长效性。本发明所用原料简单、价格低，制备工艺简单，成本低，抗菌功能化复合材料的抗菌率最高可达99.2％。

技术领域

本发明涉及功能高分子复合材料领域，尤其是涉及一种具有抗菌性能的硅酸盐/银复合粉体、抗菌功能化复合材料及制备方法。

背景技术

人类生活环境中存在大量细菌、霉菌、病毒等微生物，它们在适宜温度及养分条件下会迅速繁殖，导致物质变质、腐败、发霉以及使人类遭受传染、诱发疾病，严重威胁人类的健康。高分子材料是人们生活中接触最多的，如各种纤维织物、橡胶制品、电器包装等，一般情况下这些用品不具备抗菌性能，有些甚至是病菌生长的有利场所。随着生活水平的提高，人们对生存环境的要求也越来越高，因此抗菌高分子材料的开发与应用，已经成为举世关注的社会持续性发展课题。

抗菌高分子是指在高分子中添加抗菌剂，使高分子制品具有抗菌性，在一定的时间内能灭杀和抑制微生物生长繁殖及其活性的一类新型功能材料。含银的抗菌剂往往具有优异的抗菌性能，常被添加进入高分子材料中起抗菌作用。如中国专利(申请号：201210128504.2)公布了一种抗菌尼龙复合材料的制备方法，是将尼龙和载银离子的塑料抗菌剂混合然后挤出得到抗菌复合材料的。但这类抗菌剂中银是以离子形式存在，容易溶出进而影响抗菌的长效性，同时溶出的银离子还会污染环境或危害健康。纳米银同样具有良好的抗菌性能，但纳米银粉因比表面积大，极易团聚和氧化，单独添加到PA010塑料中难以分散均匀，且其和高分子材料的结合性较差，因而影响了纳米银的抗菌性能和时效性。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明提供一种具有抗菌性能的硅酸盐/银复合粉体，同时还提供一种含有所述复合粉体的抗菌功能化复合材料及其制备方法，克服抗菌剂纳米银易团聚、难分散的弊端，同时提高材料抗菌性能的长效性。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种具有抗菌性能的硅酸盐/银复合粉体，包括具有二维纳米层结构的层状硅酸盐，所述硅酸盐的层外吸附有非晶态银；所述硅酸盐的层内，银离子与硅酸盐片层为分子级紧密复合。

具有二维纳米层结构的层状硅酸盐可控制银颗粒的大小，防止长大与团聚，形成稳定的复合物，克服了抗菌剂纳米银易团聚、难分散的弊端；同时部分银插入到层间，与硅酸盐片层发生分子级紧密复合，在材料今后的使用过程中，可以逐步释放，提高功能高分子抗菌性能的长效性。

进一步地，所述硅酸盐为高岭土。

高岭土具有天然的二维纳米层结构，是一种良好的载体和模板，且高岭土容易获得且价格低廉，制备工艺简单，成本低，适宜大批量生产，是一种优质的原料。

一种具有抗菌性能的硅酸盐/银复合粉体的制备方法，采用插层法与化学还原法相结合的方法制备，包括以下步骤：

步骤一、将改性硅酸盐与甲醇按比例混合反应，制备硅酸盐/甲醇复合物；

步骤二、将步骤一所述硅酸盐/甲醇复合物与硝酸银溶液及聚乙烯吡咯烷酮溶液按比例混合反应，获得反应液；

步骤三、向步骤二所述反应液中加入还原剂，继续反应后，经过滤干燥获得硅酸盐/银复合粉体。