氧化鋅抗菌復(fù)合材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氧化鋅抗菌復(fù)合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，在追求舒適愉悅的生活方式的同時，也企盼擁有一個舒適、衛(wèi)生、安全的生活環(huán)境。健康的空氣、健康的水源、健康的食品、健康的住宅等等都代表了當(dāng)今產(chǎn)品的新潮流。有害細(xì)菌一直是影響人類健康和壽命的主要因素。隨著國民生活水平及健康環(huán)境意識的提高，納米抗菌材料的需求也逐漸增大，納米抗菌材料的研究與制備將成為重要的新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，納米抗菌材料對創(chuàng)造潔凈環(huán)境、健康環(huán)境具有重要作用。
[0003]傳統(tǒng)的抗菌材料采用鉛鹽、汞鹽、酸鹽等，本身毒性非常大、殘效期較長，已經(jīng)被禁止使用;而采用合成有機(jī)殺菌劑用量雖然少，效果也比較好，但是存在著有效期短、毒性大、耐熱性差、化學(xué)穩(wěn)定性差、容易產(chǎn)生抗藥性等缺點(diǎn)。某些無機(jī)納米粒子如納米ZnO、納米Ag等因具有抗菌效果好、功效長、光譜抗/殺菌以及對人和動物無毒性等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)開始在一些高檔涂料中使用，用于制備抗菌納米復(fù)合環(huán)保涂料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種氧化鋅抗菌復(fù)合材料的制備方法，所得的氧化鋅抗菌復(fù)合材料，具有介孔孔道，并結(jié)合了納米銀和納米二氧化硅的優(yōu)異性能，且具有優(yōu)良的耐候性。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0006]氧化鋅抗菌復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟:
[0007]S1、配制IM六水合硝酸鋅的乙醇溶液，按質(zhì)量比硝酸鋅:氧化硅=2:1的比例加入納米氧化硅，攪拌30-50min后，按摩爾比Zn: NaOH= I: 3_6的比例滴加0.5M的NaOH溶液，繼續(xù)攪拌直至揮發(fā)完全，將得到的固體沉淀物用去離子水和無水乙醇多次洗滌、抽濾，500-600°C煅燒6-8小時后得到納米氧化硅/氧化鋅復(fù)合材料；
[0008]S2、按重量份稱取導(dǎo)熱填料10-50份、紅外反射二氧化鈦0.5_5份、光穩(wěn)定劑0.2_1.0份、納米銀粉末40-50份、步驟SI所得的納米氧化娃/氧化鋅復(fù)合材料100-120份在中速混合器中混合20-30min，得混合物；
[0009]S3、將所得的混合物投置于雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過熔融擠出，造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī)包括十個溫控區(qū)，所述的溫控1-2區(qū)的溫度為200-280°C，溫控3-4區(qū)的溫度為200-280°C，溫控5-6區(qū)的溫度為200-280°C，溫控7-8區(qū)的溫度為200-280°C，溫控9-10區(qū)的溫度為200-280。。。
[0010]優(yōu)選地，所述紅外反射二氧化鈦粒徑為1000nm-1500nm，T12含量為85 %-95 %，表面包覆層Si02與Al2O3的含量為5-15%。
[0011]優(yōu)選地，所述導(dǎo)熱填料為氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁中的一種或兩種，所述導(dǎo)熱填料的粒徑在0.5um-2.0um，純度大于98%。
[0012]優(yōu)選地，所述的光穩(wěn)定劑為水楊酸酯、二苯甲酮、三嚓類、苯并三唑類的UV吸收劑以及受阻胺類自由基捕捉劑中的一種或多種混合物。
[0013 ]優(yōu)選地，所述其他助劑包括偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑和阻燃劑。
[0014]優(yōu)選地，所述雙螺桿擠出機(jī)有兩個抽真空處，一處位于輸送料段的末端、熔融段的開始端;另一處位于計量段。
[00?5]優(yōu)選地，所述步驟SI中的納米氧化娃為介孔氧化娃材料，通過以下步驟制備:將表面活性劑、2M鹽酸和去離子水按質(zhì)量比1:27-31:7.5-9.5混合，加熱至40-50°C攪拌，使表面活性劑完全溶解后，按正硅酸乙酯與鹽酸質(zhì)量比=1: 13.1的比例加入正硅酸乙酯，在40-50°C下持續(xù)攪拌24-36小時，然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯水熱釜中，于100-120°C在烘箱中水熱反應(yīng)24-30小時后，將反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀抽濾、用去離子水和無水乙醇洗滌多次、室溫干燥后，在氮?dú)庵?50°C焙燒4小時去除模板劑，自然冷卻后，即可得到介孔氧化硅材料。
[0016]優(yōu)選地，所述的表面活性劑為非離子型表面活性劑F127聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯或P123聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷中的一種。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0018]采用紅外反射鈦白粉，可以大幅度反射太陽光的可見光和紅外部分能量，加之導(dǎo)熱填料的熱釋放的協(xié)同貢獻(xiàn)，可以使較大幅度地降低材料的表面溫度，進(jìn)而使得材料具有優(yōu)良的耐候性，采用具有介孔孔道有序、比表面積高、孔徑均一、形貌可控、熱穩(wěn)定性高及易于修飾等特點(diǎn)的介孔氧化硅材料，使得材料具有介孔孔道，并結(jié)合了納米銀和納米二氧化硅的優(yōu)異性能。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]所使用的紅外反射二氧化鈦粒徑為1000nm-1500nm，Ti02含量為85%-95%，表面包覆層S12與Al2O3的含量為5-15%。所使用的導(dǎo)熱填料為氧化鎂、氧化鋁、氧化鋅、氮化硼、氮化鋁中的一種或兩種，所述導(dǎo)熱填料的粒徑在0.5um-2.0um，純度大于98 %。所使用的光穩(wěn)定劑為水楊酸酯、二苯甲酮、三嗪類、苯并三唑類的UV吸收劑以及受阻胺類自由基捕捉劑中的一種或多種混合物。所使用的其他助劑包括偶聯(lián)劑、抗氧劑、潤滑劑和阻燃劑。
[0021]實施例1
[0022]S1、將非離子型表面活性劑F127聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯、2M鹽酸和去離子水按質(zhì)量比1:27:7.5混合，加熱至40°C攪拌，使表面活性劑完全溶解后，按正硅酸乙酯與鹽酸質(zhì)量比=1:13.1的比例加入正硅酸乙酯，在40-50°C下持續(xù)攪拌36小時，然后將混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯水熱釜中，于100°C在烘箱中水熱反應(yīng)30小時后，將反應(yīng)產(chǎn)生的沉淀抽濾、用去離子水和無水乙醇洗滌多次、室溫干燥后，在氮?dú)庵?50°C焙燒4小時去除模板劑，自然冷卻后，即可得到介孔氧化硅材料；
[0023]S2、配制IM六水合硝酸鋅的乙醇溶液，按質(zhì)量比硝酸鋅:氧化硅=2:1的比例加入步驟SI所得的納米氧化硅，攪拌30min后，按摩爾比Zn:NaOH= I: 3的比例滴加0.5M的NaOH溶液，繼續(xù)攪拌直至揮發(fā)完全，將得到的固體沉淀物用去離子水和無水乙醇多次洗滌、抽濾，500°C煅燒8小時后得到納米氧化硅/氧化鋅復(fù)合材料；
[0024]S3、按重量份稱取導(dǎo)熱填料1份、紅外反射二氧化鈦0.5份、光穩(wěn)定劑0.2份、納米銀粉末40份、步驟S2所得的納米氧化娃/氧化鋅復(fù)合材料100份在中速混合器中混合20min，得混合物；
[0025]S4、將所得的混合物投置于雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)過熔融擠出，造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī)包括十個溫控區(qū)，所述的溫控1-2區(qū)的溫度為200-280°C，溫控3-4區(qū)的溫度為200-280°C，溫控5-6區(qū)的溫度為200-280°C，溫控7-8區(qū)的溫度為200-280°C，溫控9-10區(qū)的溫度為200-280°C，所述雙螺桿擠出機(jī)有兩個抽真空處，一處位于輸送料段的末端、熔融段的開始端;另一處位于計量段。
[0026]實施例2
[0027]S1、將P123聚環(huán)氧乙烷-聚環(huán)氧丙烷-聚環(huán)氧乙烷、2M鹽酸和去離子水按質(zhì)量比1:31:9.5混合，加熱至40-50°C攪拌，使表面活性劑完全溶解后，按正硅酸乙酯與鹽酸質(zhì)量比=1:13.1的比例加入正硅酸乙酯，