一种抗菌pvc复合材料的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种抗菌PVC复合材料的制备方法，该方法首先在硝酸中，加入硝酸锌、钛酸丁酯，剧烈搅拌，缓慢加入少量水，搅拌至溶液呈现透明状，得到溶液A，其中加入正丁醇和硝酸银，避光搅拌，得到溶液B；其次，将硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、石蜡溶于水，搅拌得到溶液C；随后，将溶液B和溶液C混合并转移至水热反应釜中，控制反应温度和时间，得到溶液D；然后，溶液D经曝光、过滤、烘干，得到纳米TiO2、ZnO和Ag的复合物E；最后，在PVC树脂中加入一定量E，经高速搅拌混合，制得抗菌PVC复合材料。本发明具有良好的抗菌性能，应用性广泛，可用于管材、板材、儿童玩具等多种领域。
【专利说明】—种抗菌PVC复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子复合材料及无机材料【技术领域】，特别是一种抗菌PVC复合材料的制备方法。
【背景技术】
[0002]PVC (聚氯乙烯)是目前应用最为广泛的合成树脂，传统PVC材料具有诸多良好性能，如耐热性、机械性能以及抗腐蚀性能，在包装、管材、板材、人造革等众多领域有广泛的用途。随着社会的发展，人类生活对材料提出了绿色、环保、健康的新要求，例如PVC管材用于饮用水输送管道，时间长了会滋生细菌，对人体健康有害，因此，开发具有抗菌性能的PVC复合材料成为一种必然趋势。
[0003]二氧化钛(Ti02)、氧化锌(ZnO)和银(Ag)均是良好的无机抗菌剂，已被大量文献所证实，如CN101731270A以钛酸丁酯和硝酸银为原料，制备了新型二氧化钛掺银抗菌剂；CN101377069A以纳米TiO2和纳米ZnO为杀菌添加剂，与PVC树脂复合，制备了调湿除味防霉抗菌壁纸。专利CN103102618A以二氧化钛粉末和硝酸银为原料，成功制备了 TiO2OAg/PVC复合抑制薄膜，该薄膜在短时间内能有效杀死大量细菌和病毒，该专利通过物理方法复合PVC、TiO2和Ag颗粒，达到了预期效果，但三者之间的结合力不是很强。
[0004]化学法是一种合成具有规整结构、优良性能、多组分复合材料的重要方法，具有设备简单、操作简易、成本低廉等诸多优点。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种PVC复合材料的制备方法，该PVC复合材料通过化学法复合了 PVC、纳米TiO2、纳米ZnO以及纳米Ag，具有良好的抗菌性能。
[0006]实现本发明目的的技术解决方案，具体步骤如下:首先，在硝酸(HNO3)中，加入硝酸锌(Zn (N03)2)、钛酸丁酯(Ti (OC4H9)4),剧烈搅拌，缓慢加入少量水，搅拌至溶液呈现透明状，得到溶液A，其中加入正丁醇(C4H9OH)和硝酸银(AgNO3),避光搅拌，得到溶液B ;其次，将硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、石蜡溶于水，搅拌得到溶液C ;随后，将溶液B和溶液C混合并转移至水热反应釜中，控制反应温度和时间，得到溶液D ;然后，溶液D经曝光、过滤、烘干，得到纳米Ti02、ZnO和Ag的复合物E ;最后，在PVC树脂中加入一定量E，经高速搅拌混合，制得抗菌PVC复合材料。
[0007]本发明与现有技术相比，具有显著优点:其一、该抗菌PVC复合材料制备方法简易，可批量生产；其二，该PVC复合材料实质通过在PVC树脂中掺杂纳米Ti02、ZnO和Ag的三元复合物，有效提高了 PVC材料的抗菌性能，其三，该抗菌PVC复合材料应用性强，可用于管材、板材、儿童玩具等多种领域，其四，该制备技术有一定推广价值，可用于制备其它无机和高分子复合材料。
[0008]【具体实施方式】
[0009]下面结合具体实施例说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为对技术方案的限制。
[0010] 实施例1:依以下具体步骤制备。
[0011 ] 步骤1、在40mL硝酸(HNO3,质量浓度60%)溶液中，加入0.43g硝酸锌((Zn (NO3)2),50g钛酸丁酯(Ti (OC4H9)4),剧烈搅拌，缓慢加入30mL 7jC,继续搅拌至溶液呈现出透明状，时间控制2h，得到溶液A;
步骤2、溶液A避光，加入4mL正丁醇(C4H9OH),搅拌，缓慢滴入Ig硝酸银(AgNO3),时间控制lh，得到溶液B ;
步骤3、在IOOmL水中加入2.5g硬脂酸钠、5g十二烷基硫酸钠、0.5g石蜡溶于水，时间控制lh，搅拌得到溶液C;
步骤4、将溶液C转移至500mL反应釜中，倒入溶液B，温度控制150°C，时间控制4h，得到溶液D ；
步骤5、溶液D曝光时间控制lh，经过滤、分离得到湿滤饼，经烘箱于100°C烘干，时间控制12h，得到含纳米Ti02、ZnO和Ag的白色固体E ;
步骤6、在IKgPVC树脂中加入IOg固体E，经高速搅拌混合，制得抗菌PVC复合材料。
[0012]实施例2:依以下具体步骤制备。
[0013]步骤1、在60mL硝酸(HNO3，质量浓度45%)溶液中，加入4.3g硝酸锌((Zn (NO3)2),50g钛酸丁酯(Ti (OC4H9)4),剧烈搅拌，缓慢加入IOmL 7jC,继续搅拌至溶液呈现出透明状，时间控制4h，得到溶液A;
步骤2、溶液A避光，加入3mL正丁醇(C4H9OH),搅拌，缓慢滴入2g硝酸银(AgNO3),时间控制2h，得到溶液B;
步骤3、在IOOmL水中加入5g硬脂酸钠、IOg十二烷基硫酸钠、1.5g石蜡溶于水，时间控制2h，搅拌得到溶液C;
步骤4、将溶液C转移至500mL反应釜中，倒入溶液B，温度控制180°C，时间控制12h，得到溶液D ；
步骤5、溶液D曝光时间控制lh，经过滤、分离得到湿滤饼，经烘箱于120°C烘干，时间控制48h，得到含纳米Ti02、ZnO和Ag的白色固体E ;
步骤6、在IKgPVC树脂中加入20g固体E，经高速搅拌混合，制得抗菌PVC复合材料。
[0014]实施例3:依以下具体步骤制备。
[0015]步骤1、在48mL硝酸(HNO3,质量浓度50%)溶液中，加入2g硝酸锌((Zn(NO3)2),50g钛酸丁酯(Ti (OC4H9)4),剧烈搅拌，缓慢加入20mL 7jC,继续搅拌至溶液呈现出透明状，时间控制3h，得到溶液A;
步骤2、溶液A避光，加入3mL正丁醇(C4H9OH),搅拌，缓慢滴入1.5g硝酸银(AgNO3),时间控制1.5h，得到溶液B;
步骤3、在IOOmL水中加入3g硬脂酸钠、8g十二烷基硫酸钠、Ig石蜡溶于水，时间控制lh，搅拌得到溶液C ;
步骤4、将溶液C转移至500mL反应釜中，倒入溶液B，温度控制140°C，时间控制8h，得到溶液D ；步骤5、溶液D曝光时间控制lh，经过滤、分离得到湿滤饼，经烘箱于110°C烘干，时间控制24h，得到含纳米Ti02、ZnO和Ag的白色固体E ;
步骤6、在IKgPVC树脂中加入5g固体E，经高速搅拌混合，制得抗菌PVC复合材料。
[0016]实施例4:依以下具体步骤制备。
[0017]步骤1、在40mL硝酸(HNO3,质量浓度60%)溶液中，加入Ig硝酸锌((Zn(NO3)2)，42g钛酸丁酯(Ti (OC4H9)4),剧烈搅拌，缓慢加入30mL 7jC,继续搅拌至溶液呈现出透明状，时间控制2h，得到溶液A;
步骤2、同实施例1 ;
步骤3、同实施例 2 ；
步骤4、同实施例1 ;
步骤5、同实施例1 ;
步骤6、同实施例1。
[0018]实施例5:依以下具体步骤制备。
[0019]步骤1、在60mL硝酸(HNO3，质量浓度45%)溶液中，加入4.3g硝酸锌((Zn (NO3)2),58g钛酸丁酯(Ti (OC4H9)4),剧烈搅拌，缓慢加入IOmL 7jC,继续搅拌至溶液呈现出透明状，时间控制4h，得到溶液A;
步骤2、同实施例1 ;
步骤3、同实施例2 ；
步骤4、同实施例1 ;
步骤5、同实施例1 ;
步骤6、同实施例1。
【权利要求】
1.一种抗菌PVC复合材料的制备方法，包括以下步骤:首先，在硝酸(HNO3)中，加入硝酸锌(Zn (N03)2)、钛酸丁酯(Ti (OC4H9)4),剧烈搅拌，缓慢加入少量水，搅拌至溶液呈现透明状，得到溶液A，其中加入正丁醇(C4H9OH)和硝酸银(AgNO3),避光搅拌，得到溶液B ;其次，将硬脂酸钠、十二烷基硫酸钠、石蜡溶于水，搅拌得到溶液C ;随后，将溶液B和溶液C混合并转移至水热反应釜中，控制反应温度和时间，得到溶液D ;然后，溶液D经曝光、过滤、烘干，得到纳米Ti02、ZnO和Ag的复合物E ;最后，在PVC树脂中加入一定量E，经高速搅拌混合，制得抗菌PVC复合材料。
2.根据权利要求1所述的抗菌PVC复合材料的制备方法，其特征在于:反应体系为HNO3,HNO3和 Ti (OC4H9)4摩尔配比控制 2.5:1 ~3.5:1 ;Zn (NO3)2 占 Ti (OC4H9)4摩尔比为 1%~10% ；C4H9OH为分散剂，占HNO3体积的5%~10% ；AgN03占Ti (OC4H9)4摩尔比为1%~5%。
3.根据权利要求1所述的抗菌PVC复合材料的制备方法，其特征在于:采用复合表面活性剂硬脂 酸钠和十二烷基硫酸钠，硬脂酸钠占Ti (OC4H9) 4质量的5%~10%，十二烷基硫酸钠占Ti (OC4H9)4质量的10%~20% ;石蜡为助剂，石蜡占Ti (OC4H9)4质量的1%~3%。
4.根据权利要求1所述的抗菌PVC复合材料的制备方法，其特征在于:制备A溶液时间控制2h~4h ;制备B溶液避光，时间控制Ih~2h ;制备C溶液时间控制Ih~2h ;制备D溶液反应釜温度控制120°C~180°C，时间控制4h~12h ;制备E固体烘干温度控制100°C~120°C，时间控制12h~48h。
5.根据权利要求1所述的抗菌PVC复合材料的制备方法，其特征在于:纳米Ti02、ZnO和Ag的复合物E添加量为PVC树脂质量的0.5%~2%。
【文档编号】C08K3/08GK103980625SQ201410020695
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】季红军 申请人:季红军