本发明属于纳米材料
技术领域：
，具体涉及一种抗菌纳米材料及其制备方法。
背景技术：
：室内环境如果不经常打扫和清理，很容易滋生有害细菌，危害人体健康。以纳米材料为代表的新材料，因为具备不同于传统材料的性能，在诸多领域具有广阔的应用前景。通过设计，将选定纳米颗粒或者纳米结构作为添加成分，与高分子材料基体复合，会为高分子材料带来性能上的增强和优化。但是，现有纳米材料在抗菌方面有待提高，如果能够研制出抗菌纳米材料，将有益人的身体健康。技术实现要素：为了解决现有纳米材料在抗菌方面有待提高的问题，本发明的目的是提供一种抗菌纳米材料及其制备方法，制得的抗菌纳米材料具有强度高、保温隔热性能好和抗菌的优点。本发明提供了如下的技术方案：一种抗菌纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料62-70份、炉渣粉7-13份、硬脂酸丁酯10-16份、豆蔻酸5-11份、纳米二氧化硅3-7份、纳米磷酸钙2-4份、纳米氧化锌12-18份、膨润土11-15份、竹炭粉10-16份、稳定剂添加剂3-5份、偶联剂0.3-0.7份、抗氧化剂0.2-0.4份和发泡剂0.2-0.6份。原料中添加了硬脂酸丁酯和豆蔻酸，硬脂酸丁酯和豆蔻酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。原料中添加了纳米氧化锌，纳米氧化锌具有抗菌、可抑制有害细菌的滋生、比表面积大和化学活性高的优点。原料中添加了膨润土，膨润土具有吸湿性和膨胀性，在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性，能够与纳米材料中的其他原料连接更加牢固，而且膨润土还具有对气体、液体和有机物质一定的吸附能力。原料中添加了竹炭粉，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。优选地，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料66份、炉渣粉10份、硬脂酸丁酯13份、豆蔻酸8份、纳米二氧化硅5份、纳米磷酸钙3份、纳米氧化锌15份、膨润土13份、竹炭粉13份、稳定剂添加剂4份、偶联剂0.5份、抗氧化剂0.3份和发泡剂0.4份。优选地，所述炉渣粉的粒径为500目，炉渣粉作为纳米材料的骨料，有利于提高纳米材料的强度。优选地，所述稳定添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯，具有优良的化学稳定性、耐候性和机械强度。优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能。优选地，所述抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。优选地，所述发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。一种抗菌纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照抗菌纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸丁酯和豆蔻酸混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中的混合料a、聚氨酯高分子材料、炉渣粉、纳米二氧化硅、纳米磷酸钙、纳米氧化锌、膨润土和竹炭粉混合搅拌，即得混合料b；（4）将步骤（3）中混合料b、稳定剂添加剂、偶联剂、抗氧化剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌6-10min，即得混合料c；（5）将步骤（4）中的混合料c倒入模具中成型,即得抗菌纳米材料。本发明的有益效果是：1、本发明研制出的抗菌纳米材料，制得的抗菌纳米材料具有强度高、保温隔热性能好和抗菌的优点。2、本发明的原料中添加了硬脂酸丁酯和豆蔻酸，硬脂酸丁酯和豆蔻酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。3、本发明的原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。4、本发明的原料中添加了纳米氧化锌，纳米氧化锌具有抗菌、可抑制有害细菌的滋生、比表面积大和化学活性高的优点。5、本发明的原料中添加了膨润土，膨润土具有吸湿性和膨胀性，在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性，能够与纳米材料中的其他原料连接更加牢固，而且膨润土还具有对气体、液体和有机物质一定的吸附能力。6、本发明的原料中添加了竹炭粉，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。7、本发明中所述炉渣粉的粒径为500目，炉渣粉作为纳米材料的骨料，有利于提高纳米材料的强度。8、本发明中所述稳定添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯，具有优良的化学稳定性、耐候性和机械强度。9、本发明中所述偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能10、本发明中所述抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。11、本发明中所述发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。具体实施方式实施例1一种抗菌纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料66份、炉渣粉10份、硬脂酸丁酯13份、豆蔻酸8份、纳米二氧化硅5份、纳米磷酸钙3份、纳米氧化锌15份、膨润土13份、竹炭粉13份、稳定剂添加剂4份、偶联剂0.5份、抗氧化剂0.3份和发泡剂0.4份。原料中添加了硬脂酸丁酯和豆蔻酸，硬脂酸丁酯和豆蔻酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。原料中添加了纳米氧化锌，纳米氧化锌具有抗菌、可抑制有害细菌的滋生、比表面积大和化学活性高的优点。原料中添加了膨润土，膨润土具有吸湿性和膨胀性，在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性，能够与纳米材料中的其他原料连接更加牢固，而且膨润土还具有对气体、液体和有机物质一定的吸附能力。原料中添加了竹炭粉，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。炉渣粉的粒径为500目，炉渣粉作为纳米材料的骨料，有利于提高纳米材料的强度。稳定添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯，具有优良的化学稳定性、耐候性和机械强度。偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能。抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。一种抗菌纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照抗菌纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸丁酯和豆蔻酸混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中的混合料a、聚氨酯高分子材料、炉渣粉、纳米二氧化硅、纳米磷酸钙、纳米氧化锌、膨润土和竹炭粉混合搅拌，即得混合料b；（4）将步骤（3）中混合料b、稳定剂添加剂、偶联剂、抗氧化剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌6-10min，即得混合料c；（5）将步骤（4）中的混合料c倒入模具中成型,即得抗菌纳米材料。实施例2一种抗菌纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料62份、炉渣粉7份、硬脂酸丁酯10份、豆蔻酸5份、纳米二氧化硅3份、纳米磷酸钙2份、纳米氧化锌12份、膨润土11份、竹炭粉10份、稳定剂添加剂3份、偶联剂0.3份、抗氧化剂0.2份和发泡剂0.2份。原料中添加了硬脂酸丁酯和豆蔻酸，硬脂酸丁酯和豆蔻酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。原料中添加了纳米氧化锌，纳米氧化锌具有抗菌、可抑制有害细菌的滋生、比表面积大和化学活性高的优点。原料中添加了膨润土，膨润土具有吸湿性和膨胀性，在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性，能够与纳米材料中的其他原料连接更加牢固，而且膨润土还具有对气体、液体和有机物质一定的吸附能力。原料中添加了竹炭粉，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。炉渣粉的粒径为500目，炉渣粉作为纳米材料的骨料，有利于提高纳米材料的强度。稳定添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯，具有优良的化学稳定性、耐候性和机械强度。偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能。抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。一种抗菌纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照抗菌纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸丁酯和豆蔻酸混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中的混合料a、聚氨酯高分子材料、炉渣粉、纳米二氧化硅、纳米磷酸钙、纳米氧化锌、膨润土和竹炭粉混合搅拌，即得混合料b；（4）将步骤（3）中混合料b、稳定剂添加剂、偶联剂、抗氧化剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌6-10min，即得混合料c；（5）将步骤（4）中的混合料c倒入模具中成型,即得抗菌纳米材料。实施例3一种抗菌纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料70份、炉渣粉13份、纳米二氧化硅7份、纳米磷酸钙4份、纳米氧化锌18份、膨润土15份、竹炭粉16份、稳定剂添加剂5份、偶联剂0.7份、抗氧化剂0.4份和发泡剂0.6份。原料中添加了硬脂酸丁酯和豆蔻酸，硬脂酸丁酯和豆蔻酸作为有机相变储能材料，具有相变潜热大、化学稳定性好和热稳定性好的特点。原料中添加了纳米二氧化硅，纳米二氧化硅具有对抗紫外线的光学性能，能提高纳米材料的抗老化、强度和耐化学性能。原料中添加了纳米氧化锌，纳米氧化锌具有抗菌、可抑制有害细菌的滋生、比表面积大和化学活性高的优点。原料中添加了膨润土，膨润土具有吸湿性和膨胀性，在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性，能够与纳米材料中的其他原料连接更加牢固，而且膨润土还具有对气体、液体和有机物质一定的吸附能力。原料中添加了竹炭粉，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。炉渣粉的粒径为500目，炉渣粉作为纳米材料的骨料，有利于提高纳米材料的强度。稳定添加剂为聚甲基丙烯酸甲酯，具有优良的化学稳定性、耐候性和机械强度。偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低材料的粘度，改善材料间的界面性能。抗氧化剂为硫代二丙酸二月桂酯，能够防止或延缓纳米材料氧化。发泡剂为碳黑，使得纳米材料具有多孔构造，提高制备的纳米材料的保温隔热效果。一种抗菌纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照抗菌纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸丁酯和豆蔻酸混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中的混合料a、聚氨酯高分子材料、炉渣粉、硬脂酸丁酯、豆蔻酸、纳米二氧化硅、纳米磷酸钙、纳米氧化锌、膨润土和竹炭粉混合搅拌，即得混合料b；（4）将步骤（3）中混合料b、稳定剂添加剂、偶联剂、抗氧化剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌6-10min，即得混合料c；（5）将步骤（4）中的混合料c倒入模具中成型,即得抗菌纳米材料。对比例1一种纳米材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯高分子材料70份、硬脂酸乙酯14份、纳米二氧化硅4份、纳米碳酸钙4份、稳定剂添加剂5份和发泡剂0.8份。一种纳米材料的制备方法，包括以下步骤：（1）按照纳米材料原料的重量份数称取原料；（2）将硬脂酸乙酯、聚氨酯高分子材料、纳米二氧化硅和纳米碳酸钙混合搅拌，即得混合料a；（3）将步骤（2）中混合料a、稳定剂添加剂和发泡剂加入搅拌机中搅拌5-10min，即得混合料b；（4）将步骤（3）中的混合料b倒入模具中成型,即得纳米材料。将实施例1、实施例2和实施例3制得抗菌纳米材料与对比例1中制得的纳米材料进行性能测试，测试结果如表1所示：指标实施例1实施例2实施例3对比例1抗压强度（mpa）35.328.522.117.1抗拉强度（mpa）43.236.231.222.3导热系数（w/m﹒k）0.0220.0260.0280.037甲醛净化性能(%)9784800抗菌性能（%）9691860从表1数据比较可以看出，本发明的优点是：1、一种抗菌纳米材料及其制备方法，从测得的抗压强度和抗拉强度可以看出，实施例1-3的抗压强度和抗拉强度均高于对比例1，说明本发明抗菌纳米材料的强度高。2、一种抗菌纳米材料及其制备方法，从测得的导热系数可以看出，实施例1-3的导热系数均低于对比例1，说明本发明抗菌纳米材料的保温效果好。3、一种抗菌纳米材料及其制备方法，从测得的甲醛净化性能可以看出，实施例1-3的甲醛净化性能均高于对比例1，说明本发明抗菌纳米材料的环保效果好。4、一种抗菌纳米材料及其制备方法，从测得的抗菌性能可以看出，实施例1-3的抗菌性能均高于对比例1，说明本发明抗菌纳米材料的抗菌效果好。5、一种抗菌纳米材料及其制备方法，从测得的各个指标的数据可以看出，实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1，说明本发明抗菌纳米材料的原料配方和制备方法的合理性。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12