[發(fā)明專利]一種抗菌型阻燃炭塑復(fù)合材料的制造工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011183104.2
• 申請(qǐng)日: 2020-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN112175371B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章亮;李文珠;張文標(biāo)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江農(nóng)林大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L67/04
• 分類號(hào): C08L67/04;C08L5/08;C08L97/00;C08K9/12;C08K9/04;C08K9/02;C08K9/00;C08K7/24;C08K3/08;C08K3/22;C08K13/06
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本發(fā)明公開了一種抗菌型阻燃炭塑復(fù)合材料的制造工藝，將預(yù)先負(fù)載納米膨脹石墨的竹炭顆粒在高溫下再炭化，隨后經(jīng)堿活化、干燥后附帶堿金屬離子，進(jìn)一步采用高溫水蒸氣再活化得到增容竹炭；通過(guò)液相還原輔助低壓靜電場(chǎng)負(fù)載納米銀粒子得到抗菌改性竹炭后，借助增容孔隙負(fù)載阻燃協(xié)效物后與抗氧化劑、抗菌凝膠和聚乳酸樹脂經(jīng)熔融混煉、熱壓成型制備得到抗菌型阻燃炭塑復(fù)合材料。該炭塑復(fù)合材料的主要原料由聚乳酸、改性竹炭顆粒混合制備而成，其用料綠色無(wú)污染，利用多孔粗糙的竹炭促進(jìn)樹脂結(jié)晶而改善聚乳酸易脆斷的特性；借助竹炭增容改性后吸附性更優(yōu)異的表面孔隙有效負(fù)載抗菌物質(zhì)和阻燃協(xié)效物，結(jié)合竹炭自身優(yōu)異的成炭性能，在發(fā)揮氣相、凝聚相的阻燃優(yōu)勢(shì)的同時(shí)兼具高抗菌性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及炭塑復(fù)合材料領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種抗菌型阻燃炭塑復(fù)合材料的制造工藝。

背景技術(shù)

目前，公共場(chǎng)所使用的裝飾板、隔板通常為各類人造板，而日常接觸最多的門把手則有木質(zhì)、塑料、合金之分，這些日常產(chǎn)品在使用過(guò)程中，由于接觸頻繁并且消毒殺菌不及時(shí)而普遍存在細(xì)菌、真菌等微生物超標(biāo)的問(wèn)題。直接接觸是病菌傳播的主要途徑之一，美國(guó)亞利桑那大學(xué)曾有一項(xiàng)研究顯示上完洗手間沖馬桶會(huì)產(chǎn)生噴霧效應(yīng)，將附近的細(xì)菌擴(kuò)散到2.5平方米的范圍內(nèi)，并且可以在空氣中懸浮達(dá)2小時(shí)之久。在公共場(chǎng)合時(shí)，一方面人們?nèi)鄙偌皶r(shí)洗手的意識(shí)，同時(shí)研究表明僅有41.7％人群的洗手時(shí)長(zhǎng)符合WHO規(guī)定的合格標(biāo)準(zhǔn)(20s)；另一方面沖洗設(shè)施并非隨處所在，因而在接觸公共物品后無(wú)法及時(shí)洗手，被細(xì)菌感染的風(fēng)險(xiǎn)急劇上升。而公共洗手間，特別是在大型商超、交通樞紐車站，使用人數(shù)眾多，門把手、洗手機(jī)等往往成為被忽略的地方，進(jìn)一步使公眾暴露在微生物環(huán)境中。出于健康的考慮，人們趨向于選擇安全、環(huán)保的材料，現(xiàn)有的各類人造板、日常接觸品不具備滋生細(xì)菌的條件，但在使用過(guò)程中容易成為微生物傳播的載體，同時(shí)防火性能較差，在日常使用中存在局限性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種抗菌型阻燃炭塑復(fù)合材料的制造工藝，生產(chǎn)一種具有抗菌性強(qiáng)、阻燃性好并且可生物降解的炭塑復(fù)合材料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種抗菌型阻燃炭塑復(fù)合材料的制造工藝，包括以下制備步驟：

1)按質(zhì)量份數(shù)，取30-40份預(yù)處理竹炭顆粒，置于100-150份質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 50％-60％的氫氧化鉀溶液中，在60-70℃下攪拌20-24h后，于100-105℃下干燥10-12h。

取出上述竹炭置于陶瓷蒸發(fā)皿后放入活化爐，以8-10℃/min的速率升溫，同時(shí)采用恒流泵通入水蒸氣，控制活化溫度850-900℃，用量為400-450g/h，活化1.5-2h后置于干燥皿中密封冷卻至室溫，得到改性竹炭A。

2)按質(zhì)量份數(shù)，將步驟1)中的改性竹炭A與150-200份還原性醇相分散液混合，在70-80℃下恒溫?cái)嚢?0-20min后，在容器上下放置石墨電極板，其中上極板(極板中心預(yù)留直徑45mm孔，其兩側(cè)對(duì)稱預(yù)留30mm孔)接直流電源正極，電源電壓12V。通過(guò)上極板的45mm孔進(jìn)行攪拌，緩慢向混合液中滴加濃度為0.01-0.05mol/L的硝酸銀溶液，滴加速度為30-40滴/min，持續(xù) 5-8min；同時(shí)添加濃度為25-30％的氨水，滴加速度為5-10滴/min，控制反應(yīng)溶液的pH為10-11。滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌15-20min，過(guò)濾后使用去離子水沖洗3-4 次，在70-80℃真空干燥后得到改性竹炭B。

3)按質(zhì)量份數(shù)，將步驟2)中的改性竹炭B與90-120份磷酸、30-40 份醇相三聚氰胺分散液置于三頸燒瓶中回流攪拌，控制溫度為100-120℃，保持 7-8h。將反應(yīng)產(chǎn)物抽濾后再70-80℃真空干燥后得到改性竹炭C。

4)按質(zhì)量份數(shù)，將步驟3)的中改性竹炭C與0.5-1份納米氧化鋅、含5-10份阻燃協(xié)效物的水相分散液攪拌混合，攪拌轉(zhuǎn)速為50-60r/min，攪拌20-30 min，在80-90℃下干燥后得到混合基料D。