一种抗菌金属氧化物复合材料及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种抗菌金属氧化物复合材料及其制备方法，所述的制备方法包括下述步骤：（1）将纳米二氧化钛、硅烷偶联剂A?171、硅烷偶联剂KH550和丁醇混合搅拌，再静置；（2）过滤后放入烘箱中干燥；（3）将干燥好的纳米二氧化钛和对羟基苯甲酸甲酯、壳聚糖、脱氢乙酸、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、没食子酸丙酯、鲸蜡醇聚氧乙烯醚硬脂酸酯、氢氧化钠、水混合搅拌；（4）用超声仪超声分散；（5）加入高压釜内，密封后放入烘箱中反应；（6）反应结束后用水洗涤，再用无水乙醇洗涤，放入烘箱中干燥即得。制备得到的抗菌金属氧化物复合材料的热稳性较好，抗菌性能卓越，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等的抑制率都很高。
【专利说明】
一种抗菌金属氧化物复合材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明属于材料领域，涉及一种抗菌金属氧化物复合材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着社会与经济的发展，人民生活水平的提高，材料已成为决定经济与社会发展 的重要因素，人们对材料性能的要求也越来越高，抗菌材料作为一种功能性材料，近年来也 发展迅速，其中，纳米抗菌材料更是作为抗抗菌材料的先导，可以说抗菌材料的崛起正是由 于纳米材料的发展。在纳米抗菌粒子中，纳米二氧化钛因具有光催化作用，故具有极好的抗 菌效果而被广泛研究。而所谓复合材料是指由两种或者两种以上物理和化学性质不同的物 质组合而成的一种多相固体材料。复合材料由于能够集合多种材料的优点，使材料性能更 加优越，同时降低成本，故现也已被广泛的研究与应用。因此，通过将纳米二氧化钛与其他 抗菌成分复合来提高其抗菌性能和其他性能对于抗菌材料的发展具有重要的意义和广阔 的前景。
[0003]
【发明内容】
[0004] 要解决的技术问题:本发明的目的是公开一种新型的抗菌金属氧化物复合材料及 其制备方法，该材料的热稳性较好，抗菌性能卓越，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草杆 菌的抑制率都很高。
[0005] 技术方案:本发明公开了一种抗菌金属氧化物复合材料，由以下成分以重量份制 备而成： 纳米二氧化钛 60-80份、 对羟基苯甲酸甲酯 0.1-0.2份、 壳聚糖 7-10份、 脱氢乙酸 0.1-0.2份、 十二烷基苯磺酸钠 0.1-0.3份、 十六烷基三甲基溴化铵 0.2-0.5份、 没食子酸丙酯 0.1-0.2份、 硅烷偶联剂A-171 0.2-0.5份、 硅烷偶联剂KH550 1-2份、 鲸蜡醇聚氧乙烯醚硬脂酸酯 0.1-0.2份、 丁醇 40-60份、 氢氧化钠 2-5份、 乙醇 50-80份、 水 40-60份。
[0006] 进一步的，所述的一种抗菌金属氧化物复合材料，由以下成分以重量份制备而成： 纳米二氧化钛 65-75份、 对羟基苯甲酸甲酯 0.11-0.16份、 壳聚糖 8-9份、 脱氢乙酸 0.11-0.17份、 十二烷基苯磺酸钠 0.15-0.25份、 十六烷基三甲基溴化铵 0.3-0.4份、 没食子酸丙酯 0.12-0.17份、 硅烷偶联剂A-171 0.3-0.4份、 硅烷偶联剂KH550 1.2-1.8份、 鲸蜡醇聚氧乙烯醚硬脂酸酯 0.11-0.17份、 丁醇 45-55份、 氢氧化钠 3-4份、 乙醇 60-70份、 水 45-55份。
[0007]所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，包括下述步骤： (1) 将纳米二氧化钛、硅烷偶联剂A-171、硅烷偶联剂KH550和丁醇混合，用磁力搅拌机 在转速50-80r/min下搅拌10-30分钟，再静置1-3小时； (2) 过滤，放入烘箱中在温度60-80°C下干燥； (3) 将干燥好的纳米二氧化钛和除乙醇外的剩余组分混合，用磁力搅拌机在转速100-130r/min下搅拌20-40分钟； (4) 用超声仪超声分散20-40分钟； (5) 加入高压釜内，密封后放入烘箱中，在170-190°C下反应23-25小时； (6) 反应结束后用水洗涤反应产物3-5次，再用无水乙醇洗涤1-2次，放入烘箱中，在温 度40-60°C干燥11-13小时。
[0008]进一步的，所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，所述的步骤(1)中转 速为60-7(^/11^11，时间为15-25分钟，静置1.5-2.5小时。
[0009] 进一步的，所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，所述的步骤(2)中温 度为65-75°C。
[0010] 进一步的，所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，所述的步骤(3)中搅 拌转速为110-120r/min，搅拌时间为25-35分钟。
[0011] 进一步的，所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，所述的步骤(4)中分 散时间为25-35分钟。
[0012] 进一步的，所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，所述的步骤(5)中温 度为175-185°(：，时间为23.5-24.5小时。
[0013] 进一步的，所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，所述的步骤(6)中水 洗涤4次，乙醇洗涤2次，干燥温度为45-55 °C，干燥时间为11.5-12.5小时。
[0014]有益效果:本发明的方法制备的抗菌金属氧化物复合材料的热稳性较好，当温度 达到334°C时其热失重才达到5%，抗菌性能卓越，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率都 达到了 100%，对枯草杆菌的抑制率相对稍低，为97%。
[0015]
【具体实施方式】
[0016] 实施例1 (1) 将纳米二氧化钛60份、硅烷偶联剂A-171 0.2份、硅烷偶联剂KH550 1份和丁醇40 份混合，用磁力搅拌机在转速50r/min下搅拌10分钟，再静置1小时； (2) 过滤，放入烘箱中在温度60°C下干燥； (3) 将干燥好的纳米二氧化钛和对羟基苯甲酸甲酯0.1份、壳聚糖7份、脱氢乙酸0.1 份、十二烷基苯磺酸钠0.1份、十六烷基三甲基溴化铵0.2份、没食子酸丙酯0.1份、鲸蜡醇聚 氧乙烯醚硬脂酸酯0.1份、氢氧化钠2份、水40份混合，用磁力搅拌机在转速lOOr/min下搅拌 20分钟； (4) 用超声仪超声分散20分钟； (5) 加入高压釜内，密封后放入烘箱中，在170°C下反应23小时； (6) 反应结束后用水洗涤反应产物3次，再用无水乙醇50份洗涤1次，放入烘箱中，在温 度40 °C干燥11小时。
[0017] 实施例2 (1) 将纳米二氧化钛65份、硅烷偶联剂A-171 0.3份、硅烷偶联剂KH550 1.2份和丁醇 45份混合，用磁力搅拌机在转速60r/min下搅拌15分钟，再静置1.5小时； (2) 过滤，放入烘箱中在温度65°C下干燥； (3) 将干燥好的纳米二氧化钛和对羟基苯甲酸甲酯0.11份、壳聚糖8份、脱氢乙酸0.11 份、十二烷基苯磺酸钠0.15份、十六烷基三甲基溴化铵0.3份、没食子酸丙酯0.12份、鲸蜡醇 聚氧乙烯醚硬脂酸酯0.11份、氢氧化钠3份、水45份混合，用磁力搅拌机在转速llOr/min下 搅拌25分钟； (4) 用超声仪超声分散25分钟； (5) 加入高压釜内，密封后放入烘箱中，在175°C下反应23.5小时； (6) 反应结束后用水洗涤反应产物4次，再用无水乙醇60份洗涤2次，放入烘箱中，在温 度45°(：干燥11.5小时。
[0018] 实施例3 (1) 将纳米二氧化钛70份、硅烷偶联剂A-171 0.35份、硅烷偶联剂KH550 1.5份和丁醇 50份混合，用磁力搅拌机在转速65r/min下搅拌20分钟，再静置2小时； (2) 过滤，放入烘箱中在温度70°C下干燥； (3) 将干燥好的纳米二氧化钛和对羟基苯甲酸甲酯0.15份、壳聚糖8.5份、脱氢乙酸 0.15份、十二烷基苯磺酸钠0.2份、十六烷基三甲基溴化铵0.35份、没食子酸丙酯0.15份、鲸 蜡醇聚氧乙烯醚硬脂酸酯0.15份、氢氧化钠3.5份、水50份混合，用磁力搅拌机在转速115r/ min下搅拌30分钟； (4) 用超声仪超声分散30分钟； (5) 加入高压釜内，密封后放入烘箱中，在180°C下反应24小时； (6) 反应结束后用水洗涤反应产物4次，再用无水乙醇65份洗涤2次，放入烘箱中，在温 度50°C干燥12小时。
[0019] 实施例4 (1) 将纳米二氧化钛75份、硅烷偶联剂A-171 0.4份、硅烷偶联剂KH550 1.8份和丁醇 55份混合，用磁力搅拌机在转速70r/min下搅拌25分钟，再静置2.5小时； (2) 过滤，放入烘箱中在温度75°C下干燥； (3) 将干燥好的纳米二氧化钛和对羟基苯甲酸甲酯0.16份、壳聚糖9份、脱氢乙酸0.17 份、十二烷基苯磺酸钠0.25份、十六烷基三甲基溴化铵0.4份、没食子酸丙酯0.17份、鲸蜡醇 聚氧乙烯醚硬脂酸酯0.17份、氢氧化钠4份、水55份混合，用磁力搅拌机在转速120r/min下 搅拌35分钟； (4) 用超声仪超声分散35分钟； (5) 加入高压釜内，密封后放入烘箱中，在185°C下反应24.5小时； (6) 反应结束后用水洗涤反应产物4次，再用无水乙醇70份洗涤2次，放入烘箱中，在温 度55°(：干燥12.5小时。
[0020] 实施例5 (1) 将纳米二氧化钛80份、硅烷偶联剂A-171 0.5份、硅烷偶联剂KH550 2份和丁醇60 份混合，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌30分钟，再静置3小时； (2) 过滤，放入烘箱中在温度80°C下干燥； (3) 将干燥好的纳米二氧化钛和对羟基苯甲酸甲酯0.2份、壳聚糖10份、脱氢乙酸0.2 份、十二烷基苯磺酸钠0.3份、十六烷基三甲基溴化铵0.5份、没食子酸丙酯0.2份、鲸蜡醇聚 氧乙稀醚硬脂酸酯0.2份、氢氧化钠5份、水60份混合，用磁力搅拌机在转速130r/min下搅拌 40分钟； (4) 用超声仪超声分散40分钟； (5) 加入高压釜内，密封后放入烘箱中，在190°C下反应25小时； (6) 反应结束后用水洗涤反应产物5次，再用无水乙醇80份洗涤2次，放入烘箱中，在温 度60°C干燥13小时。
[0021] 对比例1 (1) 将纳米二氧化钛80份、硅烷偶联剂KH550 2.5份和丁醇60份混合，用磁力搅拌机在 转速80r/min下搅拌30分钟，再静置3小时； (2) 过滤，放入烘箱中在温度80°C下干燥； (3) 将干燥好的纳米二氧化钛和对羟基苯甲酸甲酯0.2份、壳聚糖10份、脱氢乙酸0.2 份、十二烷基苯磺酸钠0.3份、十六烷基三甲基溴化铵0.5份、没食子酸丙酯0.2份、鲸蜡醇聚 氧乙稀醚硬脂酸酯0.2份、氢氧化钠5份、水60份混合，用磁力搅拌机在转速130r/min下搅拌 40分钟； (4) 用超声仪超声分散40分钟； (5) 加入高压釜内，密封后放入烘箱中，在190°C下反应25小时； (6) 反应结束后用水洗涤反应产物5次，再用无水乙醇80份洗涤2次，放入烘箱中，在温 度60°C干燥13小时。
[0022] 对比例2 (1)将纳米二氧化钛80份、硅烷偶联剂A-171 0.5份、硅烷偶联剂KH550 2份和丁醇60 份混合，用磁力搅拌机在转速80r/min下搅拌30分钟，再静置3小时； (2) 过滤，放入烘箱中在温度80°C下干燥； (3) 将干燥好的纳米二氧化钛和对羟基苯甲酸甲酯0.2份、壳聚糖8份、脱氢乙酸0.2 份、没食子酸丙酯〇 . 2份、鲸蜡醇聚氧乙烯醚硬脂酸酯0.2份、氢氧化钠5份、水60份混合，用 磁力搅拌机在转速130r/min下搅拌40分钟； (4) 用超声仪超声分散40分钟； (5) 加入高压釜内，密封后放入烘箱中，在190°C下反应25小时； (6) 反应结束后用水洗涤反应产物5次，再用无水乙醇80份洗涤2次，放入烘箱中，在温 度60°C干燥13小时。
[0023]本发明制备的抗菌金属氧化物复合材料的性能如下，热稳性较好，当温度达到334 °C时其热失重才达到5%，抗菌性能卓越，对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率都达到了 100%，对枯草杆菌的抑制率相对稍低，为97%。
[0024] 实施例和对比例的性能如下：
【主权项】
1. 一种抗菌金属氧化物复合材料，其特征在于，所述的复合材料由以下成分以重量份 制备而成： 纳米二氧化钛 60-80份、 对羟基苯甲酸甲酯 0.1-0.2份、 壳聚糖 7-10份、 脱氢乙酸 0.1-0.2份、 十二烷基苯磺酸钠 0.1-0.3份、 十六烷基三甲基溴化铵 0.2-0.5份、 没食子酸丙酯 0.1-0.2份、 硅烷偶联剂A-171 0.2-0.5份、 硅烷偶联剂KH550 1-2份、 鲸蜡醇聚氧乙烯醚硬脂酸酯 0.1-0.2份、 丁醇 40-60份、 氢氧化钠 2-5份、 乙醇 50-80份、 水 40-60份。2. 根据权利要求1所述的一种抗菌金属氧化物复合材料，其特征在于，所述的复合材 料由以下成分以重量份制备而成： 纳米二氧化钛 65-75份、 对羟基苯甲酸甲酯 0.11-0.16份、 壳聚糖 8-9份、 脱氢乙酸 0.11-0.17份、 十二烷基苯磺酸钠 0.15-0.25份、 十六烷基三甲基溴化铵 0.3-0.4份、 没食子酸丙酯 0.12-0.17份、 硅烷偶联剂A-171 0.3-0.4份、 硅烷偶联剂KH550 1.2-1.8份、 鲸蜡醇聚氧乙烯醚硬脂酸酯 0.11-0.17份、 丁醇 45-55份、 氢氧化钠 3-4份、 乙醇 60-70份、 水 45-55份。3. 如权利要求1所述的一种抗菌金属氧化物复合材料，其特征在于:所述纳米二氧化钛 粒径为50-70μπι。4. 根据权利要求1所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，所述 的制备方法包括下述步骤： (1) 将纳米二氧化钛、硅烷偶联剂Α-171、硅烷偶联剂ΚΗ550和丁醇混合，用磁力搅拌机 在转速50-80r/min下搅拌10-30分钟，再静置1-3小时； (2) 过滤，放入烘箱中在温度60-80°C下干燥； (3) 将干燥好的纳米二氧化钛和除乙醇外的剩余组分混合，用磁力搅拌机在转速IOO-130r/min下搅拌20-40分钟； (4) 用超声仪超声分散20-40分钟； (5) 加入高压釜内，密封后放入烘箱中，在170-190°C下反应23-25小时； (6) 反应结束后用水洗涤反应产物3-5次，再用无水乙醇洗涤1-2次，放入烘箱中，在温 度40-60°C干燥11-13小时。5. 根据权利要求4所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，所述 的步骤(1)中转速为60-70r/min，时间为15-25分钟，静置1.5-2.5小时。6. 根据权利要求4所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，所述 的步骤(2)中温度为65-75°C。7. 根据权利要求4所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，所述 的步骤(3)中搅拌转速为110-120r/min，搅拌时间为25-35分钟。8. 根据权利要求4所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，所述 的步骤(4)中分散时间为25-35分钟。9. 根据权利要求4所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，所述 的步骤(5)中温度为175-185°C，时间为23.5-24.5小时。10. 根据权利要求4所述的一种抗菌金属氧化物复合材料的制备方法，其特征在于，所 述的步骤(6)中水洗涤4次，乙醇洗涤2次，干燥温度为45-55°C，干燥时间为11.5-12.5小时。
【文档编号】A01N59/16GK105901015SQ201610295252
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】陈昌
【申请人】陈昌