一种抗菌复合材料及该复合材料制备的席子的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种抗菌复合材料以及该复合材料制备的席子，该复合材料包括聚合物基材以及聚合物包覆纳米氧化锌微粒，聚合物包覆纳米氧化锌微粒使用二乙烯基苯与1?乙烯基咪唑或1?乙烯基?3?烷基咪唑离子液体的共聚物为包覆材料。
【专利说明】
一种抗菌复合材料及该复合材料制备的席子
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种抗菌复合材料以及由该复合材料制备的席子。
【背景技术】
[0002] 现有的普通草席一般采用天然席草加工编织而成，这种草席不耐洗、容易老化、柔 软性不好，且容易滋生螨虫、细菌，对人体健康产生影响。
【发明内容】
[0003] 本发明的主要目的在于提供一种用于制备席子的抗菌复合材料，该复合材料具有 良好的抗菌性能，因此用其制备的席子也具有良好的抗菌性能。
[0004] 本发明的另一个目的在于提供一种用于制备席子的抗菌复合材料，该复合材料具 有良好的阻燃性能，因此用其制备的席子也具有良好的阻燃性能。
[0005] 本发明的另一个目的在于提供一种席子，具备良好的抗菌性能。
[0006]为达到以上目的，本发明提供一种抗菌复合材料，用于制备席子，其包括聚合物基 材以及聚合物包覆纳米氧化锌微粒，所述聚合物基材选自以下聚合物中的一种或几种:聚 乙烯、聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺。
[0007] 优选地，所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒使用二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑和/或 1-乙烯基-3-烷基咪唑离子液体的共聚物为包覆材料，其中1-乙烯基-3-烷基咪唑离子液体 的烷基可以是甲基、乙基、丙基或丁基，1-乙烯基-3-烷基咪唑类离子液体的阴离子为卤素 阴离子。
[0008] 优选地，所述复合材料还包括阻燃剂，所述阻燃剂为磷酸酯类的阻燃剂，所述聚合 物基材、所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒以及所述阻燃剂的质量分数比例为1〇〇: (2~15): (0.5 ~2)〇
[0009] 优选地，所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒通过无皂乳液聚合法制备，具体制备方 法如下： (1) 向纳米氧化锌与去离子水配制成的悬浮液中加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮，搅拌分 散均勾后，将悬浮液的pH值调至6.5~7; (2) 将步骤(1)得到的悬浮液在搅拌条件下加热至78~82°C后，加入引发剂； (3) 向步骤(2)得到的悬浮液中加入二乙烯基苯，反应1~3小时后，滴加1-乙烯基咪唑 或1-乙烯基-3-烷基咪唑离子液体，继续反应3~5小时后，停止反应； (4) 将步骤(3)得到的反应液冷却至室温后真空抽滤、干燥、粉碎，得到所述聚合物包覆 纳米氧化锌微粒。
[0010] 值得一提的是，上述步骤(1)-(4)均在氮气气氛下进行。
[0011] 制备所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒时，纳米氧化锌在悬浮液中均匀分散，引发 剂在热作用下分解生成自由基，溶在悬浮液中的单体分子被引发聚合形成一段带有亲水基 团的自由基活性链。纳米粒子表面带正电，易与带负电的自由基活性链结合，从而使其表面 疏水性增强，有利于剩余单体在纳米氧化锌表面聚合包覆，从而形成纳米氧化锌/高聚物复 合微粒。
[0012] 优选地，所述引发剂为过硫酸铵和/或过硫酸钾。
[0013] 本发明的所述复合材料可以制备成纤维，将纤维纺织为纱线，然后编织成席子，制 备纤维时，所述聚合物基材优选地选用聚酯、聚酰胺或聚丙烯腈;所述复合材料也可以通过 挤出成型制备成尺寸与蔺草相似的塑料中空管，其直径约为1mm~3mm，然后采用与蔺草席 相同的编织方法编织为席子，制备塑料中空管时，所述聚合物基材优选地选用聚乙烯和/或 聚丙烯。具体的编织方法在席子领域属于现有技术，本发明不再详述。
[0014] 本发明还提供一种席子，所述席子采用复合材料制备的纤维或塑料中空管编织而 成，所述复合材料包括聚合物基材以及聚合物包覆纳米氧化锌微粒，所述聚合物包覆纳米 氧化锌微粒使用二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑或1-乙烯基-3-烷基咪唑离子液体的共聚物为 包覆材料。
[0015] 优选地，所述复合材料还包括阻燃剂，所述阻燃剂为磷酸酯类阻燃剂。
[0016] 优选地，所述聚合物基材选自以下聚合物中的一种或几种:聚乙烯、聚丙烯、聚酯、 聚丙烯腈、聚酰胺。
[0017] 由本发明提供的复合材料制备的席子与现有技术相比，具有以下优点： (1) 制作工艺简单、易操作； (2) 制得的席子具有优良的阻燃性能； (3) 制得的席子抗菌效果好，聚合物包覆纳米氧化锌微粒的粒径为亚微米级，很容易固 着在纤维表面的微隙中以及纤维与纤维间和纱线与纱线间的微孔中，从而耐洗性持久，纳 米氧化锌表面包覆的聚合物层与聚合物基材相互链段缠绕或锚嵌，从而与聚合物基材相容 性较好，不易脱落； (4) 二乙烯基苯与乙烯基咪唑或乙烯基离子液体的共聚物具有粗糙的微纳米表面、独 特的介孔结构和单一的有机骨架，因此使得聚合物包覆纳米氧化锌微粒具有超疏水的特 性，从而赋予席子一定的疏水性，使其不易沾污的同时还易清洗； (5) 将纳米氧化锌微粒与磷酸酯类阻燃剂复配，有利于提高复合材料的阻燃性能，氧化 锌作为无机填料其比热容大，可利用蓄热和导热使材料不易达到热分解温度，同时氧化锌 的添加改变了材料的热氧降解过程，生成更多的残炭，形成稳定的保护炭层，从而有利于提 高阻燃剂对复合材料的阻燃能力。
【具体实施方式】
[0018] 以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优 选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
[0019] 实施例1
[0020] 提供一种聚合物包覆纳米氧化锌微粒，通过以下方法制得： (1) 将20质量份的纳米氧化锌与去离子水配制成质量分数为10%的水悬浮液，向上述 水悬浮液中加入0.5质量份的聚乙烯吡咯烷酮，在1500r/min的条件下搅拌分散80min，将分 散均勾的悬浮液的pH值调至6.5; (2) 将步骤（1)得到的悬浮液在450r/min条件下搅拌加热升温至78°C，稳定12min后加 入0.4质量份的过硫酸铵； (3) 向步骤(2)得到的悬浮液中加入20质量份的二乙烯基苯，反应1小时后，滴加10质量 份的1 -乙烯基-3-烷基咪唑碘盐离子液体，继续反应3小时后，停止反应； (4) 将步骤(3)得到的反应液冷却至室温后真空抽滤，将滤饼置于干燥箱中于70°C条件 下干燥30小时，将干燥后的滤饼粉碎，得到所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒。
[0021] 上述步骤(1)-(4)均在氮气气氛下进行。
[0022] 利用实施例1制得的所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒制备复合材料:将100质量份 的高密度聚乙烯、10质量份的聚合物包覆纳米氧化锌微粒和〇. 5质量份的阻燃剂BDP混合后 加入到挤出机中，制得复合材料的母粒，然后利用所述复合材料的母粒制备相应尺寸的试 样进行性能测试。
[0023] 实施例2
[0024]提供一种聚合物包覆纳米氧化锌微粒，通过以下方法制得： (1) 将20质量份的纳米氧化锌与去离子水配制成质量分数为10%的水悬浮液，向上述 水悬浮液中加入0.5质量份的聚乙烯吡咯烷酮，在1500r/min的条件下搅拌分散80min，将分 散均勾的悬浮液的pH值调至6.5; (2) 将步骤（1)得到的悬浮液在450r/min条件下搅拌加热升温至78°C，稳定12min后加 入0.4质量份的过硫酸铵； (3) 向步骤(2)得到的悬浮液中加入20质量份的二乙烯基苯，反应1小时后，滴加10质量 份的1-乙烯基咪唑，继续反应3小时后，停止反应； (4) 将步骤(3)得到的反应液冷却至室温后真空抽滤，将滤饼置于干燥箱中于70°C条件 下干燥30小时，将干燥后的滤饼粉碎，得到所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒。
[0025]上述步骤(1)-(4)均在氮气气氛下进行。
[0026] 利用实施例2制得的所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒制备复合材料:将100质量份 的高密度聚乙烯、10质量份的聚合物包覆纳米氧化锌微粒和〇. 5质量份的阻燃剂BDP混合后 加入到挤出机中，制得复合材料的母粒，然后利用所述复合材料的母粒制备相应尺寸的试 样进行性能测试。
[0027] 对比例3
[0028] 直接使用未包覆的纳米氧化锌制备复合材料:将100质量份的高密度聚乙烯、10质 量份的纳米氧化锌微粒和〇. 5质量份的阻燃剂BDP混合后加入到挤出机中，制得复合材料的 母粒，然后利用所述复合材料的母粒制备相应尺寸的试样进行性能测试。
[0029] 实施例4
[0030] 提供一种聚合物包覆纳米氧化锌微粒，通过以下方法制得： (1) 将20质量份的纳米氧化锌与去离子水配制成质量分数为10%的水悬浮液，向上述 水悬浮液中加入0.5质量份的聚乙烯吡咯烷酮，在1500r/min的条件下搅拌分散80min，将分 散均勾的悬浮液的pH值调至6.5; (2) 将步骤（1)得到的悬浮液在450r/min条件下搅拌加热升温至78°C，稳定12min后加 入0.4质量份的过硫酸铵； (3) 向步骤(2)得到的悬浮液中加入20质量份的二乙烯基苯，反应3小时后，停止反应； (4) 将步骤(3)得到的反应液冷却至室温后真空抽滤，将滤饼置于干燥箱中于70°C条件 下干燥30小时，将干燥后的滤饼粉碎，得到所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒。
[0031] 上述步骤(1)-(4)均在氮气气氛下进行。
[0032] 利用实施例4制得的所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒制备复合材料:将100质量份 的高密度聚乙烯、10质量份的聚合物包覆纳米氧化锌微粒和〇. 5质量份的阻燃剂BDP混合后 加入到挤出机中，制得复合材料的母粒，然后利用所述复合材料的母粒制备相应尺寸的试 样进行性能测试。
[0033] 实施例5
[0034] 实施例5的聚合物包覆纳米氧化物微粒的制备方法同实施例2。
[0035] 用实施例5制得的聚合物包覆纳米氧化锌微粒制备复合材料:将100质量份的高密 度聚乙烯和10质量份的聚合物包覆纳米氧化锌微粒混合后加入到挤出机中，制得复合材料 的母粒，然后利用所述复合材料的母粒制备相应尺寸的试样进行性能测试。
[0036] 对比例6
[0037] 只在聚合物基材中添加阻燃剂制备复合材料:将100质量份的高密度聚乙烯和0.5 质量份的阻燃剂BDP混合后加入到挤出机中，制得复合材料的母粒，然后利用所述复合材料 的母粒制备相应尺寸的试样进行性能测试。
[0038] 对比例7
[0039] 对比例7为空白实验，使用高密度聚乙烯制备相应试样进行性能测试。
[0040]表1为实施例和对比例1-7的试样的主要性能的测试结果。其中接触角的测试参照 国家标准GB/T 30693-2014测试试样的静态水接触角。氧指数的测试参照标准GB/T 2406-93。抑菌率的测试参照标准FZ/T01021 -92。 表1
[0041 ]对比例3与实施例1和2相比，疏水性能较差，说明包覆后的纳米氧化锌微粒赋予复 合材料较好的疏水性能;而且经过多次洗涤后对比例3的抗菌性能明显下降，说明包覆后的 纳米氧化锌微粒加入到聚合物基材中，具有更持久的耐洗性。实施例4中包覆纳米氧化锌的 聚合物没有共聚乙烯基咪唑或乙烯基咪唑离子液体，复合材料的疏水性以及包覆纳米氧化 锌颗粒的耐洗性都比实施例1和2差。实施例5的复合材料没有添加阻燃剂，其阻燃性能较实 施例2有大幅的下降。实施例6与实施例2对比可以发现包覆纳米氧化锌微粒的加入，有利于 提高复合材料的阻燃性能。
[0042]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其 等同物界定。
【主权项】
1. 一种抗菌复合材料，用于制备席子，其特征在于，所述复合材料包括聚合物基材以及 聚合物包覆纳米氧化锌微粒，所述聚合物包覆纳米氧化锌微粒使用二乙烯基苯与1-乙烯基 咪唑或1-乙烯基-3-烷基咪唑离子液体的共聚物为包覆材料。2. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料还包括阻燃剂，所述阻 燃剂为磷酸酯类阻燃剂。3. 根据权利要求2所述的复合材料，其特征在于，所述聚合物基材选自以下聚合物中的 一种或几种:聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺。4. 一种席子，其特征在于，所述席子采用复合材料制备的纤维或塑料中空管编织而成， 所述复合材料包括聚合物基材以及聚合物包覆纳米氧化锌微粒，所述聚合物包覆纳米氧化 锌微粒使用二乙烯基苯与1-乙烯基咪唑或1-乙烯基-3-烷基咪唑离子液体的共聚物为包覆 材料。5. 根据权利要求4所述的席子，其特征在于，所述复合材料还包括阻燃剂，所述阻燃剂 为磷酸酯类阻燃剂。6. 根据权利要求5所述的席子，其特征在于，所述聚合物基材选自以下聚合物中的一种 或几种:聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚丙烯腈、聚酰胺。
【文档编号】C08L33/20GK106084406SQ201610543476
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】林旻
【申请人】宁波东方席业有限公司