[发明专利]一种S掺杂TiO2

说明书

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，且公开了一种S掺杂TiO₂‑石墨烯改性聚氨酯抗菌材料，首先以钛酸四丁酯为钛源、K₂S₂O₈为S源，油酸作为表面改性剂，得到油酸修饰的S掺杂TiO₂，TiO₂经过S掺杂后，油酸修饰的S掺杂TiO₂均匀负载于氧化石墨烯片层，减少了纳米S掺杂TiO₂的团聚，并且通过油酸的修饰，改善了S掺杂TiO₂负载石墨烯纳米复合物在丙酮、聚氨酯等有机相中的分散性，以异佛尔酮二异氰酸酯、聚四氢呋喃醚二醇为单体制备聚氨酯的过程中，S掺杂TiO₂表面的羟基与异氰酸酯反应，使S掺杂TiO₂负载石墨烯成功接枝到聚氨酯的分子链中，进一步增强与聚氨酯的界面相容性，因此赋予了聚氨酯材料优异的光催化抗菌性能。

技术领域

本发明涉及聚氨酯材料技术领域，具体为一种S掺杂TiO₂-石墨烯改性聚氨酯抗菌材料及其制法。

背景技术

纳米TiO₂是一种高效的光催化剂，具有低成本、无毒、高稳定性等优点，在光触媒领域有着广泛的应用，由于TiO₂这种特殊的理化性质，可以将其引入涂料中来赋予涂料光催化抗菌性能，然而单纯的纳米TiO₂在复杂的涂料体系中容易失活，而氧化石墨烯中含有大量的含氧官能团，可以和其他物质复合，同时氧化石墨烯本身就具有优异的电学与光学性能，因此可以通过一种方式将它们结合起来，以此来提升它们的光催化能力和抗菌性能。

聚氨酯是由多异氰酸酯和多元醇反应得到的含有若干个氨基甲酸酯链段的有机高分子材料，性能较为全面，具有优异的声学、电学和耐化学介质性能，其中水性聚氨酯由于其良好的物理化学性能和环境友好的特点被广泛应用在涂料、胶粘剂、织物涂层等领域，但是水性聚氨酯的耐水性差、易生菌并且机械性能一般，目前对水性聚氨酯改性多采用有机抗菌剂或纳米金属材料抗菌，但是其耐久性不足，同时成本较高，因此可以通过寻找一种合适的物质，将其应用到水性聚氨酯涂料中，以提高涂料的抗菌性能。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种S掺杂TiO₂-石墨烯改性聚氨酯抗菌材料及其制法，解决了聚氨酯材料抗菌性能较差的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种S掺杂TiO₂-石墨烯改性聚氨酯抗菌材料，所述S掺杂TiO₂-石墨烯改性聚氨酯抗菌材料制备方法如下：

(1)向无水乙醇溶剂中加入钛酸四丁酯，在室温条件下剧烈混合，加入去离子水产生溶胶，其中无水乙醇和去离子水的体积比为100:20-30，然后滴加K₂S₂O₈溶液，经过磁力搅拌装置搅拌反应2-3h，再加入油酸和Na₂SO₄，在60-70℃的条件下，氮气氛围中反应2-3h，将掺杂的TiO₂老化20-30h，过滤洗涤后，在300-400℃的马弗炉中煅烧2-4h，将产物抽滤、洗涤并干燥，制备得到油酸修饰S掺杂TiO₂；

(2)向体积比为100:40-60的纯水和无水乙醇的混合溶剂中加入油酸修饰S掺杂TiO₂和氧化石墨烯，经过超声分散处理后，转移至聚四氟乙烯反应釜中，在170-200℃的条件下反应10-15h，过滤洗涤并干燥，制备得到S掺杂TiO₂负载石墨烯纳米复合物；