一種抗菌尼龍及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種抗菌尼龍。所述抗菌尼龍，包括：尼龍樹脂以及分散在所述樹脂中的抗菌劑，所述抗菌劑為凹凸棒土-納米銀復合無機粉末，其中，納米銀與凹凸棒土的質量比為10/100-100/100，納米銀的粒徑范圍為3-100nm。本發明專利技術所述的抗菌劑具有用量少，價格低，制備工藝簡單、改善力學性能等優點，在提高材料抗菌性能的同時，在較小的用量下，就能提高材料的剛性，是一種理想的尼龍樹脂的改性助劑。

Antibacterial nylon and preparation method thereof

The invention discloses an antibacterial nylon. The antibacterial nylon, including nylon resin and dispersed in the resin in the antibacterial agent, the antibacterial agent for attapulgite silver nano composite inorganic powder, wherein, the quality of nano silver and attapulgite is 10/100-100/100, nano silver particle size is 3-100nm. The antibacterial agent with less dosage, low cost, simple manufacture process, improve mechanical properties, antimicrobial properties in the improvement of material at the same time, in a small amount, can increase the rigidity, is a kind of ideal additive modified nylon resin.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及高分子領域，進一步地說，是涉及一種抗菌尼龍及其制備方法，該抗菌尼龍材料可應用于生產和生活的各種領域。
技術介紹
抗菌塑料制品在生產生活中的應用日益廣泛，各種抗菌劑及抗菌塑料也隨著發展。塑料抗菌劑分為無機抗菌劑和有機抗菌劑。無機抗菌劑的安全性、耐熱性、耐久性較好，如Ag，Zn等。有機抗菌劑，例如，塞菌靈、百菌清、多菌靈、吡啶硫酸鋅、正丁基苯并異噻唑啉酮(BBIT)等，在塑料中析出較快，不耐洗滌，作用壽命短。無機抗菌劑銀離子作為抗菌劑，具有高效、安全、殺菌譜廣、耐熱性、無耐藥性和高選擇性等優點。將納米銀負載在不同的載體上，可提高納米銀的抗菌效果和分散性。載銀的載體通常為介孔結構的無機礦物，包括沸石、埃洛石、海泡石、介孔二氧化硅、凹凸棒土等。其中凹凸棒土為多孔結構的納米粒子，其主要成分是坡縷石(凹凸棒石)，是一種具有鏈層狀結構的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物。其骨架結構呈三維立體狀，由硅氧四面體和鎂鋁八面體通過共用頂點相互連接而成，具有眾多平行于棒晶(針狀、微棒狀或纖維狀單晶體)方向排列的管狀納米級孔道，孔道貫穿整個結構，從截面上看孔道呈大小相等(約0.38nm×0.63nm)蜂窩狀，屬于天然一維納米材料，具有良好的吸附性能且價廉，是非常理想的載體材料，因此引起了學者和研究結構的重視。如中國專利CN1568703A在表面活性劑和有機還原劑存在的條件下，以凹凸棒石為載體與硝酸銀溶液化學反應形成復合抗菌劑；類似的，中國專利CN1685830A，把沸石粉體浸泡在硝酸銀溶液中，使得銀離子充分吸附在沸石的孔隙中，然后在攪拌的條件下加入水合肼把銀離子還原為納米銀。化學還原法制備載銀抗菌劑，通常對載體的純度、表面性質等有很高要求，并且在加入硝酸銀溶液前還要對載體溶液進行分散和調節pH值的處理。載體上負載的納米銀含量很低，導致抗菌劑抗菌效果不是很好，抗菌劑中殘留的還原劑和表面活性劑對其應用有很大的影響。尼龍樹脂是最重要的工程塑料，該產品系列應用廣泛，幾乎覆蓋每一個領域，是五大工程塑料中應用最廣的品種。為了更好的滿足應用等方面的諸多要求，人們不斷研究各種方法對尼龍的性能進行改進。
技術實現思路
針對現有技術中存在的不足，本專利技術提供了一種凹凸棒土-納米銀復合無機粉末改性尼龍及其制備方法。以廉價的凹凸棒土和硝酸銀為原料，無需添加任何還原劑，將經噴霧干燥后的粉末加入尼龍中熔融共混，得到所述的抗菌尼龍(載納米銀的凹凸棒土復合無機粉末改性尼龍)。本專利技術工藝簡單、綠色環保。避免了有機溶劑的使用，且減少了環境污染物的排放。本專利技術的目的之一是提供一種抗菌尼龍，包括：尼龍樹脂以及分散在所述樹脂中的抗菌劑，所述抗菌劑為凹凸棒土-納米銀復合無機粉末，其中，納米銀與凹凸棒土的質量比為10/100-100/100，納米銀的粒徑范圍為3-100nm。根據本專利技術，所述凹凸棒土具有呈棒狀或纖維狀結構并具有中空的納米級孔道，凹凸棒土的棒晶直徑在10-80nm之間。在凹凸棒土表面負載有粒徑3-100nm的納米銀顆粒。納米銀顆粒為球形。優選，所述納米銀與凹凸棒土的質量比為30/100-80/100。根據本專利技術的抗菌尼龍，所述凹凸棒土-納米銀復合無機粉末與尼龍樹脂的重量比為(0.01-1):100，優選(0.01-0.1):100。根據本專利技術的抗菌尼龍，其中銀單質以納米銀的形式吸附在凹凸棒土表面，且納米銀顆粒與凹凸棒土的結合牢固。納米銀活性大，可以緩慢釋放出具有抗菌效果的銀離子。且凹凸棒土-納米銀復合無機粉末的尺寸小，為納米級助劑，在尼龍中具有良好的分散性能，能夠達到納米級分散，提高了材料的剛性和抗菌效果。凹凸棒土-納米銀復合無機粉末的小尺寸和大比表面積能使其在少量的添加量下，也能起到較好的改性效果。本專利技術的目的之二是提供一種抗菌尼龍(凹凸棒土-納米銀復合無機粉末改性尼龍)的制備方法。所述方法包括：(1)將凹凸棒土與水混合制成凹凸棒土懸浮液；(2)將硝酸銀加入到步驟(1)所述的凹凸棒土懸浮液中，然后在一定溫度下進行攪拌；(3)將步驟(2)攪拌后的凹凸棒土懸浮液進行噴霧干燥，得到凹凸棒土復合粉末；(4)將步驟(3)中得到的復合粉末與尼龍樹脂進行熔融共混，得到所述的抗菌尼龍。根據本專利技術的一個優選實施方式，在所述步驟(1)中，所述凹凸棒土無需酸處理步驟。并優選所述凹凸棒土為熱活化和/或分散處理的凹凸棒土。所述熱活化和/或分散處理，均是為了提高凹凸棒土在懸浮液中的分散性。所述熱活性和分散處理均可采用現有技術中常用的方法。例如，所述熱活化處理可以采用焙燒法，焙燒溫度為200-450℃，焙燒時間5-60min。所述凹凸棒土的分散處理方法例如：超聲波分散、機械攪拌分散(如球磨分散、高速攪拌分散等)等。在所述凹凸棒土懸浮液中，凹凸棒土的濃度不超過10wt％；優選1-10wt％。根據本專利技術的一個優選實施方式，在步驟(2)中，所述硝酸銀與凹凸棒土的質量之比為17/100-170/100，優選質量比為50/100-135/100。所述攪拌溫度為50℃以上，優選為50-90℃。所述攪拌時間為1h及以上，優選1h-10h。本專利技術人認為在制備本專利技術的納米銀凹凸棒土復合粉末的過程中，將凹凸棒土懸浮液和硝酸銀溶液混合經過一定溫度下(高于室溫)攪拌，會促使凹凸棒土里碳酸鹽中的碳酸根離子溶解并與銀離子反應生成碳酸銀吸附在凹凸棒土表面。根據本專利技術提供的方法的一個具體實施例，在步驟(3)中，所述噴霧干燥的溫度為150-200℃。使用其它的例如過濾并用鼓風烘箱干燥的方法，無法獲得與噴霧干燥相同的技術效果。專利申請CN201510262409.5中，步驟(1)-(3)中有關制備凹凸棒土復合粉末的內容部引入到本文中。并通過廣角XRD進一步證實，在噴霧干燥后得到的凹凸棒土復合粉末中，硝酸銀均已反應完畢，得到的均是碳酸銀。根據本專利技術提供方法的一個具體實施方式，在步驟(4)中，所述共混為熔融共混，優選所述共混的溫度為200-260℃，優選220-260℃。所述凹凸棒土復合粉末與尼龍的共混，如熔融共混可采用常規的方法，如密煉機、單螺桿擠出機、雙螺桿擠出機等進行。所述凹凸棒土復合無機粉末與尼龍樹脂的重量份數比為(0.01-1):100，優選(0.01-0.1):100，其中，凹凸棒土復合無機粉末的重量份數以其中的凹凸棒土-銀為計算基礎，也即所述凹凸棒土復合無機粉末中的碳酸銀以銀元素計。根據本專利技術提供方法的一個具體實施方式，在步驟(4)中，將凹凸棒土-銀復合無機粉末添加至尼龍樹脂中，在共混(如熔融共混加工)過程中，由于溫度較高(200-260℃)，而碳酸銀的分解溫度較低，因此碳酸銀分解為銀單質，最終以納米銀的形式均勻地負載在凹凸棒土表面。也即在熔融共混的過程中，原位生成納米銀顆粒。通過廣角XRD能夠證實，得到的抗菌尼龍中的銀元素為單質銀。采用透射電鏡(TEM)對此抗菌尼龍進行分析，納米銀的粒徑范圍為3-100nm。最終得到的抗菌尼龍中，所述凹凸棒土-納米銀復合無機粉末作為抗菌劑分散在所述尼龍樹脂中，其中，納米銀與凹凸棒土的質量比為10/100-100/100，納米銀的粒徑范圍為3-100nm，優選所述納米銀與凹凸棒土的質量比為30/100-80/1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種抗菌尼龍，包括：尼龍樹脂以及分散在所述樹脂中的抗菌劑，所述抗菌劑為凹凸棒土?納米銀復合無機粉末，其中，納米銀與凹凸棒土的質量比為10/100?100/100，納米銀的粒徑范圍為3?100nm。

【技術特征摘要】
1.一種抗菌尼龍，包括：尼龍樹脂以及分散在所述樹脂中的抗菌劑，所述抗菌劑為凹凸棒土-納米銀復合無機粉末，其中，納米銀與凹凸棒土的質量比為10/100-100/100，納米銀的粒徑范圍為3-100nm。2.根據權利要求1所述的抗菌尼龍，其特征在于，所述納米銀與凹凸棒土的質量比為30/100-80/100。3.根據權利要求1或2所述的抗菌尼龍，其特征在于，所述凹凸棒土-納米銀復合無機粉末與尼龍樹脂的重量比為(0.01-1):100，優選(0.01-0.1):100。4.一種制備抗菌尼龍的方法，包括以下步驟：(1)將凹凸棒土與水混合制成凹凸棒土懸浮液；(2)將硝酸銀加入到步驟(1)所述的凹凸棒土懸浮液中，然后在一定溫度下攪拌；(3)將步驟(2)攪拌后的凹凸棒土懸浮液進行噴霧干燥，得到凹凸棒土復合粉末；(4)將步驟(3)中得到的復合無機粉末與尼龍樹脂進行熔融共混，得到所述的抗菌尼龍。5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，所述懸浮液中，凹凸棒土的濃度不超過10wt％，優選為1-10wt％。6.根據權利要求4或5所述的方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，所述攪拌的溫度高于50℃，優...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭敏，劉軼群，潘國元，張楊，嚴昊，徐健，
申請(專利權)人：中國石油化工股份有限公司，中國石油化工股份有限公司北京化工研究院，
類型：發明
國別省市：北京;11