[发明专利]一种光致变色仿生石英石及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及了石英石技术领域，特别是涉及了一种光致变色仿生石英石及其制备方法。

背景技术

细菌，霉菌作为病原菌对人类和动植物有很大危害，影响人们的健康甚至危及生命，带来了重大的经济损失。因此抗菌材料及其制品的研究日益引起人们的关注，抗菌制品的需求将构成巨大的市场。

仿生石英石具有收缩低，制造成本低，易于加工且色泽丰富，制品性能突出，硬度高等优点，现已制成各种工业用和民用地板和装饰材料，且广泛应用于工业生产和人们的日常生活中，作为地板砖、墙面等的装饰用材料。

但是，目前也鲜有报道关于均匀性较好的稳定的抗菌功能的仿生石英石。而且现有仿生石英石一般是单一功能的产品，功能如抗菌、防静电等等，即一种产品不具备多项功能，这极大限制了其应用范围，还有待进一步提高。

发明内容

为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种光致变色仿生石英石及其制备方法。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种光致变色仿生石英石及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤A，制备改性树脂：按重量百分比计，将85~90%树脂、5~10%抗菌粉及1~5%分散剂用高速搅拌机混合均匀后加温熔融，利用长径比为 1 ：40 双螺杆挤出机挤出造粒，其熔融混合分散挤出温度为：100℃～ 280℃；所述树脂为环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯树脂中的一种或多种；

步骤B，按重量百分比计，将80~90%石英、8~12%改性树脂、0.01~1%固化剂、0.01~1%偶联剂、1~5%光致变色复合物、1~3%氢氧化铝粉及0.1~2%色料搅拌均匀，得混合料；

步骤C，将混合料进行第一次布料在模板上，振压成型，脱模，切割，按预设图案排列得半成品；再进行第二次布料，振压成型，烘干成型，然后进行后处理得成品。

在本发明中，使用氢氧化铝粉使得石英石具有良好的阻燃防火性能，而且可以防止发烟、产生有毒气体，使用安全。

在本发明中，所述固化剂选自过氧化（2-乙基己酸）叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯和脂肪多元胺中的一种或几种。所述硅烷偶联剂是γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种。所述色料为有色颜料。

在本发明中，所述光致变色复合物制备方法如下：氮气环境下，将浓度为0.05~0.5mol/L的质子酸溶液和浓度为0.05~0.5mol/L的十二烷基苯磺酸以体积比3:1~3混合，同时加入光致变色粉，磁力搅拌60~120min后加入苯胺，光致变色粉与苯胺质量比为1:5~10；持续搅拌60~90min后，逐滴滴加过硫酸铵，苯胺与过硫酸铵摩尔比为1:1；20℃～30℃下反应12~36h；丙酮、去离子水洗涤数次后真空干燥，碾磨得纳米聚苯胺/光致变色粉复合物；将1~10g纳米聚苯胺/光致变色粉复合物超声搅拌分散于水溶液中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯（与纳米聚苯胺/光致变色粉复合物的质量比为5:1~3），调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应60~90min；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90℃下干燥3h，以得到纳米聚苯胺/光致变色粉复合物/SiO₂；将纳米聚苯胺/光致变色粉复合物/SiO₂置于氩气气氛下进行800~1000℃热处理1~2h，去除聚苯胺，光致变色粉/多孔SiO₂，即光致变色复合物。

在本发明中，所述抗菌粉可通过以下方法制得：

（1）称取0.3~1gC60粉末，量取80~100ml质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500~600rpm的速度搅拌，得混合液；称取1~3g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应3~5h；快速加入100~150ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3~5天，得石墨烯量子点（GQDs）悬浮液；100~150rpm速度搅拌GQDs悬浮液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为0.5~2W；备用；