[發(fā)明專利]一種可降解的TiO2

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010516162.6
• 申請(qǐng)日: 2020-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN111574679A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張中明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張中明
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/46;C08G18/42;C08G18/32;C08G63/68;C08G63/78;B01J31/06;B01J27/24;A01N59/16;A01N25/10;A01P1/00
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本發(fā)明涉及抗菌材料技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種可降解的TiO₂?聚乳酸接枝聚氨酯抗菌材料，包括以下配方原料及組分：聚乳酸接枝納米TiO₂、聚酯多元醇、異氰酸酯、1,4?丁二醇、辛酸亞錫。該一種可降解的TiO₂?聚乳酸接枝聚氨酯抗菌材料，Mn?N共摻雜納米TiO₂，N取代O的晶格，在可見光下具有良好的光響應(yīng)性和光化學(xué)活性，晶格缺陷產(chǎn)生的氧空位可以作為光生電子的捕獲陷阱，促進(jìn)光生電子和空穴的分離，鏈端羥基的聚乳酸接枝納米TiO₂作為二元醇改性劑與異氰酸酯原位聚合，得到支鏈含有聚乳酸接枝納米TiO₂的聚氨酯，改善了Mn?N共摻雜納米TiO₂與聚氨酯的相容性，賦予了聚氨酯優(yōu)異的光催化抗菌活性和良好的生物降解的性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及抗菌材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種可降解的TiO₂-聚乳酸接枝聚氨酯抗菌材料及其制法。

背景技術(shù)

抗菌材料通常是將抗菌劑與有機(jī)高分子材料通過機(jī)械共混等方式復(fù)合，具有對(duì)病原微生物殺滅作用或者抑制的生長(zhǎng)作用，如抗菌紡織品、抗菌塑料、抗菌包裝膜等，抗菌劑主要有氧化鋅、納米二氧化鈦、納米銀等無機(jī)抗菌劑，以及咪唑類、噻唑類、季銨鹽類等有機(jī)抗菌劑。

聚氨酯主要是由異氰酸酯單體和多元醇單體聚合得到的聚氨基甲酸酯聚合物，產(chǎn)品主要有聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯彈性體、聚氨酯纖維塑料、聚氨酯涂料、膠粘劑和密封膠等，但是傳統(tǒng)的聚氨酯材料不具有抗菌性能，而簡(jiǎn)單的通過機(jī)械共混的方法將納米二氧化鈦等抗菌劑與聚氨酯復(fù)合，會(huì)導(dǎo)致納米二氧化鈦與聚氨酯的分散性較差，很容易團(tuán)聚和結(jié)塊，并且普通的納米納米二氧化鈦只在紫外光下具有光活性活性，并且二氧化鈦的光生電子和空穴很容易復(fù)合，大大降低了材料的光催化抗菌活性。

(一)解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可降解的TiO₂-聚乳酸接枝聚氨酯抗菌材料及其制法，解決了納米二氧化鈦在聚氨酯中容易形成團(tuán)聚的問題，同時(shí)解決了二氧化鈦的光生電子和空穴很容易復(fù)合的問題。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種可降解的TiO₂-聚乳酸接枝聚氨酯抗菌材料，包括以下原料及組分：聚乳酸接枝納米TiO₂、聚酯多元醇、異氰酸酯、1,4-丁二醇、辛酸亞錫，質(zhì)量比為10-25:100:50-70:6-10:0.5-1。

優(yōu)選的，所述異氰酸酯為L(zhǎng)-賴氨酸二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、4,4'-亞甲基雙(異氰酸苯酯)中的任意一種。

優(yōu)選的，所述可降解的TiO₂-聚乳酸接枝聚氨酯抗菌材料制備方法包括以下步驟：

(1)向反應(yīng)瓶中加入乙醇溶劑和鈦酸四丁酯，攪拌均勻后緩慢滴加冰醋酸，調(diào)節(jié)溶液pH至1-2，陳化反應(yīng)1-3h，邊攪拌邊緩慢滴加尿素的水溶液和氯化錳的水溶液，置于恒溫反應(yīng)器中，在30-40℃中勻速攪拌直至形成凝膠狀，將凝膠狀產(chǎn)物充分干燥后置于馬弗爐中，升溫速率為2-5℃/min，保溫煅燒2-3h，制備得到Mn-N共摻雜納米TiO₂。

(2)將Mn-N共摻雜納米TiO₂置于質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-5％的氫氧化鈉溶液，在20-30℃下勻速攪拌48-96h，將溶液過濾，使用蒸餾水洗滌直至中性并干燥，固體產(chǎn)物置于四氫呋喃溶劑中，超聲分散均勻后加入DL-乳酸，攪拌均勻后加入辛酸亞錫作為催化劑，在氮?dú)夥諊校訜嶂?50-170℃，勻速攪拌反應(yīng)6-10h，將溶液冷卻至室溫，離心分離除去溶劑，使用乙醇洗滌固體產(chǎn)物并充分干燥，制備得到聚乳酸接枝納米TiO₂。