[发明专利]一种无机纳米抗菌硬PVC及其制备方法

说明书

本发明属于抗菌塑料领域，公开了一种无机纳米抗菌硬PVC及其制备方法。将无机非金属纳米填料加入到水中配成浆料，然后加入偶联剂，加热搅拌反应，将反应后的浆料抽滤、干燥、粉碎、过筛，再采用高能球磨机球磨，得到了无机纳米抗菌剂；将硬聚氯乙烯、无机纳米抗菌剂和添加剂混合，挤出成型，得到无机纳米抗菌硬PVC。本发明采用无机非金属纳米填料通过特殊处理工艺制成抗菌剂，使其抗菌抑菌能力提高并且能够保持其纳米尺度均匀分散在PVC中，无机纳米抗菌剂不易迁移，保证其杀菌抑菌能力，使用简便，具有长期有效性，并且提高了硬质PVC的抗冲击性能。

技术领域

本发明属于抗菌塑料领域，具体涉及一种无机纳米抗菌硬PVC及其制备方法。

背景技术

当前，聚氯乙烯(PVC)属于五大通用塑料之一，其年产量仅次于聚乙烯，应用广泛且加工生产简单，易于市场化，具有很优异的物理性能，如密度小、强度高、耐油性好、耐药品腐蚀、透明度高、阻燃性能优异、绝缘性高，而且价格便宜，被广泛用于各个行业和领域中，已经成为第二大通用塑料。而且从我国塑料生产情况上来看，硬质聚氯乙烯的产量约占其总产量的60％。然而由于聚氯乙烯不具有抗菌性，其制品用一段时间过后，表面会变得肮脏，滋生各种细菌、霉菌、真菌等有害微生物。特别在温度、湿度等客观条件适宜时更易繁殖蔓延有害微生物，不同的人接触就会导致交叉感染，成为细菌污染源和疾病传播源，对人的身体健康带来危害。随着社会城市化、科技化、人性化的发展，行业的高速发展，材料越来越贴近人们的生活，随之而来的是PVC使用量的增加，人们对PVC的要求越来越高。在这一背景下，设计一种不影响机械性能的同时具有抗菌性能的PVC非常必要。

近年来，随着人们生活水平的提高和健康意识的增强，人们应用抗菌剂研发出抗菌材料和抗菌制品，使其带有“抗菌卫生”的自洁功能。从国内外抗菌材料的发展情况来看，抗菌塑料是发展最快、应用最广范的抗菌材料，这与塑料等合成树脂的迅速发展是密切相关的。抗菌塑料的制备方法有：直接添加法、抗菌母粒法、表面黏合法、层压法、后加工处理法等。抗菌剂是对一些细菌、霉菌、真菌、酵母菌等微生物高度敏感的化学成分，在塑料中的添加量很少，但能在保持塑料常规性能和加工性能不变的前提下，起到抑菌的功效，对塑料制品的发展起着十分重要的作用。抗菌剂在塑料中的分散性及与塑料的相容性是制备抗菌塑料的关键。为了使抗菌剂与塑料具有良好的相容性，应对抗菌剂及抗菌塑料进行表面处理，再复合制备抗菌塑料。

中国发明专利申请CN103030903A公开了一种纳米抗菌硬聚氯乙烯管材及其制备方法，该管材主要由硬聚氯乙烯、无机纳米抗菌剂和加工助剂组成，管材各成分所占重量百分比为硬聚氯乙烯：40％～95％，无机纳米抗菌剂：0.2％～30％，加工助剂：4.8％～30％。该专利虽具有明显抗菌作用，但其无机纳米抗菌剂为一种含有蒙脱土为抗菌成分的抗菌剂，或为一种含有金属银、锌、铜为主要抗菌成分的抗菌剂，而金属银、铜所产生的银、铜等金属离子对人体有害，其生物安全性受到质疑，并且存在分散性和稳定持久性较差等缺点。

中国发明专利申请CN106496840A公开了一种抗菌聚氯乙烯材料及其制备方法。所述的抗菌聚氯乙烯材料，由包括以下重量份的组分制成：聚氯乙烯100份、稳定剂2-5份、润滑剂0.2-0.8份、相容剂1-5份、偶联剂0.4-1.5份、增塑剂2-8份、有机抗菌剂0.5-4份、无机抗菌剂8-25份。该专利将有机抗菌剂和无机抗菌剂配合使用虽提高了材料的抗菌效果，但多数有机抗菌剂存在毒性，安全性差，易迁移(导致抗菌寿命短)等不足，另外其耐热性差，易在加工时分解失效，分解物质甚至有毒，造成该PVC抗菌塑料存在安全性问题且抗菌寿命短。

中国发明专利申请CN106009396A公开了一种抗菌塑料，将聚氯乙烯和纳米氧化锌直接共混得到复合材料，该方法获得的复合材料会释放纳米氧化锌到环境中，从而造成该复合材料抗菌寿命短和环境污染。中国发明专利申请CN103951910B公开了一种聚氯乙烯复合塑料及其制备方法，该材料抗菌性能不佳，并且同样存在纳米氧化锌的迁移问题。此外，以上专利公开的聚氯乙烯/纳米氧化锌抗菌材料中纳米氧化锌易团聚，有效比表面积小，导致材料杀菌率低，限制了其应用范围。

发明内容