[发明专利]一种可见光催化抑菌塑料及其制备方法

说明书

本发明公开一种可见光催化抑菌塑料，由以下重量份组份组成：聚乙烯130‑150份，环氧类增塑剂1‑5份，硅氧烷类偶联剂1‑3份，环氧类稳定剂0.5‑1份，氮掺杂g‑C₃N₄/TiO₂抑菌剂1‑5份。本发明以上述组份在80‑90℃搅拌均匀，放入高速双螺杆挤出机中在180‑210℃塑化造粒，得到可见光催化抑菌塑料。本发明利用氮掺杂g‑C₃N₄/TiO₂纳米材料，拓了宽抑菌剂光谱吸收范围，使抑菌塑料具有在可见光范围催化的抑菌效果，提高了塑料的光催化活性和光催化抑菌效率；氮掺杂g‑C₃N₄/TiO₂纳米材料在塑料中分散均匀，用量非常少就能明显起到抑菌作用且抑菌效果具有长久性。

技术领域

本发明涉及塑料材料领域，具体涉及一种可见光催化抑菌塑料及其制备方法。

背景技术

塑料是我们日常生活中的必需品，如居家建材、食品包装、家用电器等。然而塑料属于有机大分子，且在制备环节会加入其他助剂，所以在适宜条件下，细菌在塑料表面非常容易滋生繁殖并伴随着人们的接触而蔓延传播，危害人类健康。因此，人们对日常生活中接触频繁的塑料制品提出了“抑菌、杀菌”的需求。

目前具有抑菌效果的塑料主要是在制备过程中添加抑菌剂，抑菌剂主要分为有机和无机抑菌剂，无机抑菌剂是金属离子通过物理吸附、离子交换等方法负载于沸石、二氧化钛、陶瓷、磷灰石等载体上。根据抑菌剂的有效成分不同，无机抑菌剂可分为银系（Ag⁺、Cu²⁺、Zn²⁺等金属离子）和光催化系（TiO₂、ZnO、WO₃）抑菌剂，其中银离子抑菌能力最强，但银离子化学性质非常活泼，较容易转变为棕色的氧化银和还原为黑色的单质银，制约了其更多的应用范围。TiO₂因具有价格低廉无毒、催化活性高、稳定性好等优点在光催化系抑菌剂具有广泛的应用前景，然而由于TiO₂ 的带隙较宽(约3.2 eV)，仅具有波长较短的紫外光催化抑菌活性。而紫外光仅占总太阳光强的大约4%，从而很大程度限制了其广泛应用。可见光占总太阳光强的大约48%，所以拓展TiO₂ 的光吸收范围以使其能响应可见光，开发一种可见光催化抑菌剂对提高塑料的抑菌效率具有重要意义。

发明内容

为了提高塑料的光催化活性和光催化抑菌效率，本发明提供一种可见光催化抑菌塑料，同时提供了一种制备该抑菌塑料的方法。

一种可见光催化抑菌塑料，其特征在于，所述抑菌塑料由以下重量份的组分制成：

聚乙烯130-150份，增塑剂1-5份，偶联剂1-3份，稳定剂0.5-1份，抑菌剂1-5份；

所述增塑剂为环氧类增塑剂；

所述偶联剂为硅氧烷类偶联剂；

所述稳定剂为环氧类稳定剂；

所述抑菌剂为氮掺杂g-C₃N₄/TiO₂复合纳米材料，其制备方法包括以下步骤：

将一定量的钛酸丁酯和异丁醇的混合液逐滴加于盛有三乙胺、氨水和蒸馏水混合液的烧杯中，剧烈搅拌2 h后加入一定量的三聚氰胺，搅拌均匀后移入反应釜，于100~180℃水热反应10~24h，所得产物经蒸馏水清洗烘干后得到氮掺杂g-C₃N₄/TiO₂复合纳米材料。

一种可见光催化抑菌塑料，其特征在于，所述抑菌塑料的制备方法包括以下步骤：

按重量份将聚乙烯130-150份，增塑剂1-5份，偶联剂1-3份，稳定剂0.5-1份，抑菌剂1-5份放入搅拌机在80-90 ℃搅拌均匀，然后放入高速双螺杆挤出机中在180-210 ℃塑化造粒，得到可见光催化抑菌塑料。