[发明专利]一种海藻多糖基磷酸银复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种海藻多糖基磷酸银复合材料的制备方法，以硝酸盐、海藻酸钠为原料，采用原位法生成海藻酸钠/磷酸银流体，再经成型、交联、净洗、蒸汽干燥制得海藻多糖基磷酸银复合材料，采用本发明方法制成的海藻多糖基磷酸银复合材料不仅弥补了海藻多糖材料不抗菌的缺陷，而且大幅度提高了复合材料的耐火性能和抗菌性能，特别适用于耐火和抗菌要求均较高的装饰材料。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种海藻多糖基磷酸银复合材料的制备方法。

背景技术

我国年产海藻约790万吨，海带414万吨，裙带菜169万吨，约占世界总产量的80％以上，具有巨大的资源优势。目前对海藻的利用主要是直接用作食品，附加值很低。如何将这一资源优势转化为高附加值产业优势是我国蓝色经济中的重要目标之一。

海藻酸及其盐是无毒、可生物降解的海洋多糖高聚物。海藻酸钠具有生物相容性好、可生物降解、无毒副作用，以及优异的吸湿性能、凝胶性能和生物活性，被广泛应用于化学、生物、医药、食品，环保等领域。在已有的技术中，用海藻酸钠制备海藻酸钙纤维等阻燃材料，但海藻酸钙纤维或者材料在对耐火性能要求较高的场合，其阻燃性能还达不到要求，尤其是没有抗菌性能，从而限制了它在装饰材料、防火、防传染性疾病等领域的应用。

目前常用的抗菌剂包括银系抗菌剂，其抗菌机理主要如下：1)通过银离子与细菌的接触反应表现抗菌作用；2)通过光的催化反应形成活性极强的自由基引发抗菌能力；但抗菌剂往往被作用功能性填料添加，因此要求其符合制品的加工温度，进而对银系抗菌剂的耐热性要求较高。Ag₃PO₄作为一种高效可见光催化剂，光响应最大吸收波长可达530nm，小于420nm波长光照时光量子利用率达90％以上，在光解水、光催化污水处理、光催化抑菌等领域被进行了广泛研究。

Ag₃PO₄作为一种高效可见光催化剂，光响应最大吸收波长可达530nm，小于420nm波长光照时光量子利用率达90％以上，在光解水、光催化污水处理、光催化抑菌等领域被进行了广泛研究，但是磷酸银难以在许多材料的表面固定，易于大量释放银离子产生毒性等问题使得银盐的直接应用面临巨大的挑战，目前在聚合物材料上直接负载或原位合成纳米银引起了研究者的广泛兴趣，文献《海藻酸盐原位制备纳米银/海藻纤维及其性能研究》明确指出了海藻酸钠的羧基可与银离子通过静电相互作用形成复合物，分子链上的羟基具有还原性，可将Ag⁺还原为Ag，具体是在海藻酸钠溶液中加入适量的硝酸银，混合均匀，然后加入葡萄糖，继续搅拌混合均匀，边搅拌边加热到一定温度，加热一定时间后，迅速取出，立即冷却至室温；专利申请号2019111642508公开了一种含磷酸银的海藻酸钙抗菌水凝胶过滤膜的制备方法，包括以下步骤：a)配制质量百分比浓度0.1-20％的可溶性磷酸盐水溶液；b)配制质量百分比浓度0.1-20％的硝酸银水溶液；c)将步骤a)得到的可溶性磷酸盐水溶液滴加到步骤b)得到的硝酸银水溶液中直至可溶性磷酸盐过量，获得磷酸银和可溶性磷酸盐的混合物溶液，在此混合物溶液中溶解质量百分比浓度0.2-8％的海藻酸钠，静置脱泡得到铸膜液；d)配制质量百分比浓度0.2-20％的可溶性钙盐水溶液，作为凝固浴；e)将步骤c)得到的铸膜液倒在干燥清洁的玻璃板上，用两端缠绕直径为20-1500μm铜丝的玻璃棒刮平，然后立即将玻璃板和刮好的膜放入步骤d)得到的凝固浴中浸泡5-240min，可溶性钙盐与海藻酸钠反应生成海藻酸钙水凝胶的同时，在海藻酸钙水凝胶中与可溶性磷酸盐生成磷酸钙，且磷酸钙将磷酸银包裹起来避免了其在海藻酸钙水凝胶中的流失；磷酸钙盐与海藻酸盐通过钙离子交联生成有机无机杂化结构，再加上其物理增强作用，从而提高了海藻酸钙水凝胶的机械强度，降低了其溶胀率；f)最后用去离子水浸泡并反复洗涤除去膜中和膜表面残留的无机盐，得到含磷酸银的海藻酸钙抗菌水凝胶过滤膜。但银离子在载体上分布不均匀、分布密度低和稳定性差也制约了银盐的应用发展，尤其是直接将海藻酸盐与磷酸银反应，使得磷酸银在海藻多糖大分子上团聚、分布不匀，严重制约了复合材料的应用。

发明内容