[發明專利]一種ZSM-5分子篩及其介孔化處理方法和應用

有效

• 申請號: 202011538712.0
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112662013B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 王天喜;段龍江;鄭紅開;熊晏安;宋世豪;楊榮強;蔡孝生;文淳智;靳靈杰
• 申請（專利權）人: 貴州凱科特材料有限公司
• 主分類號: C08K9/12
• 分類號: C08K9/12;C08K9/04;C08K9/02;C08K7/26;C08K3/28;C08K3/08;C08L23/06;C08K13/06
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 谷慶紅

本發明屬于分子篩性能優化技術領域，具體涉及一種ZSM?5分子篩及其介孔化處理方法和應用；通過對微孔ZSM?5分子篩在常溫常壓下進行介孔化處理，使分子篩的離子交換容量得到大幅提高，適合于銀離子進入的孔道達96％以上，載銀量最高可達43.36WT％,比通常使用的載銀NaY型沸石分子篩載銀量提高約2個百分點，對抗菌效果有明顯提高，在添加到高分子改性材料中后，Ag的抗菌效力得以極大發揮，解決了銀系抗菌材料的耐久性和高分子材料的氣味性問題。

技術領域

本發明屬于分子篩性能優化技術領域，具體涉及一種ZSM-5分子篩及其介孔化處理方法和應用。

背景技術

ZSM-5沸石是美國Mobil公司于上個世紀六十年代末合成出來的一種含有機胺陽離子的新型沸石分子篩。由于它在化學組成、晶體結構及物化性質方面具有許多獨特性，其主要是應用在催化劑的制備等方面，尤其是作為烴類裂解催化劑，由于其很高的熱穩定性，它能經受住再生催化劑時的高溫。以沸石分子篩作為催化劑，只有比晶孔小的分子可以出入，催化反應的進行受著沸石晶孔大小的控制，沸石催化劑對反應物和產物分子的大小和形狀表現出極大的選擇性。ZSM-5沸石十元環構成的孔道體系具有中等大小孔口直徑，使它具有很好的擇形選擇性。

隨著人們生活水平的提高以及衛生意識的增強，對于各種低氣味抗菌材料制品的需求不斷增加，其低氣味抗菌塑料制品占很大的比重，冰箱、空調、洗衣機、制品玩具、吸塵器等各種生活用品都使用了各種不同的熱塑性低氣味抗菌塑料，包括抗菌聚乙稀(PE)、抗菌聚丙烯(PP)、抗菌聚苯乙烯(PS)等，尤其汽車進氣系統在吸氣過程中，大氣中水汽及塵埃附著在管道內壁，在潮濕環境下易產生霉菌，對人體傷害極大，需要求進氣管道有防霉抗菌作用，以減少對人體傷害，其進氣系統管道大都采用抗菌聚乙稀(PE)，冰箱內構件大都須采用抗菌聚苯乙烯(PS)，且制品氣味性濃時對人體傷害極大，難以接受，因此對材料低氣味要求也較嚴格。如今對于低氣味的抗菌塑料制備很多是直接在塑料造粒過程中直接加入一定量的抗菌劑和吸附劑來實現，其抗菌劑的制備方法是抗菌效率的關鍵。抗菌劑的種類很多，包括無機類抗菌劑、有機類抗菌劑兩大類，無機類包括Ag，Zn-沸石、Ag，Zn-磷酸鋯鹽，Ag，Zn-水溶性玻璃等，有機類包括季胺鹽類、季膦鹽類、咪唑類、吡啶類、有機金屬類等等。無機類抗菌劑和有機類各有優缺點，無機抗菌劑分為兩大類，一類是抗菌性金屬離子，如銀、鋅、銅離子等，其中銀離子的抗菌性最強。另一類是如氧化鋅、二氧化鈦等無機金屬氧化物。無機類耐熱性較高，但存在Ag系抗菌劑易變色的缺點，且用量相對較大，成本較高；有機類抗菌劑殺菌效率較高，添加量較少，但存在耐熱性差，易析出，安全性低等缺點。隨著塑料或橡膠使用環境的變化，以及在水中浸泡或者經常與水接觸后，抗菌劑析出，抗菌效率會降低，甚至消失，因此要求其抗菌劑耐候性強，時間長。

關于抗菌聚乙烯的研制和應用目前可大致分為兩類：一類是將抗菌劑物理共混于聚乙烯PE樹脂中。如：申請號為CN96106369.6的發明專利，公開了一種長效快速抗菌聚乙烯產品的制備方法，其是采用硅膠和沸石、二氧化鈦、氧化鋁作為抗菌金屬鹽的載體，用低分子聚乙烯蠟作為抗菌劑的分散劑，并在聚乙烯原料中加入氯化鈣或碳酸鈣防止聚乙烯發黃變色，其方法中聚乙烯蠟在注塑中易釋放氣體，制品氣味較濃。材料研究學報2007年第21卷第4期報道的“高分子季銨鹽型抗菌塑料的制備和抗菌性能”是采用共價鍵合方法將高分子季銨鹽接枝在納米SiO2粉體表面，制成抗菌母粒，將其添加到聚乙烯中制備抗菌塑料。另一類是將抗菌劑鍵接在聚乙烯PE制品表面。如：專利JP2001340280，該發明是通過在聚乙烯纖維上先接枝上氯甲基苯乙烯，然后通過與三甲基叔胺的季銨化反應，生成季銨鹽基團，制備具有抗菌性能的聚乙烯纖維。將抗菌劑鍵接在制品表面，短期內抗菌效果較好，但隨著時間的推移，其抑菌效果會逐漸減弱，抑菌時長短。