[发明专利]一种基于纳米Cu/C复合材料的高分子聚合物抗菌母料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种基于纳米Cu/C复合材料的高分子聚合物抗菌母料及其制备方法，它属于高技术功能性复合材料领域。是以含量36～88份的高分子聚合物共混5～25份微纳级无机粉体、5～20份纳米Cu/C复合材料、5～19份的助剂等经过共混、塑化、混炼、挤出、拉条、冷却、造粒制成。本发明可以使纳米Cu/C复合材料得到充分有效的分散；防止其因为“团聚”而失效、保持抗菌效果的持久性、使纳米Cu/C复合材料得以能够在高分子聚合物中有效应用。本发明的这种高分子聚合物抗菌母料具有对人体无毒无害、环保、抗菌高效、持久，性能优异、应用面广等的特点，可以在高分子聚合物的抗菌、抑菌和防腐中得到应用。

技术领域

本发明属于高技术功能性复合材料领域。具体涉及一种基于纳米Cu/C复合材料的高分子聚合物抗菌母料及其制备方法。

背景技术

各种致病细菌、真菌和病毒引起的疾病严重威胁着人类的健康，因此，各种抗菌材料成为研究的重点。人们对具有抗菌功能的高分子聚合物材料的需求也越来越多。抗菌高分子聚合物材料的制备方法一般以母粒的形式添加。

其中无机抗菌材料由于其优良的安全性、耐久性、缓释性和化学稳定性，且使用方便，得到了越来越重要的应用。但是纳米粉体极细，容易团聚，在高粘状态下不容易分散到塑料中，从而导致难以起到有效的作用。

专利CN 102499260 A公开了一种纳米Cu/C复合材料，其对大肠杆菌、金色葡萄球菌、白色念球菌和双极霉属真菌等其他真菌都有抑菌或杀菌作用。但是由于应用上的技术问题，至今未见有在高分子聚合物材料中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于纳米Cu/C复合材料的高分子聚合物抗菌母料及其制备方法。这种纳米Cu/C复合材料的高分子聚合物抗菌母料具备有性质稳定、对人体无毒无害、于人体接触不会引起过敏或损伤的、环境友好、生态友好、持久、高效、广谱抗菌的优势，有着相当广泛的应用领域。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于纳米Cu/C复合材料的高分子聚合物抗菌母料，所述抗菌母料的原料按重量份计算包括以下组分：高分子聚合物36～88份、纳米Cu/C复合材料5～20份、无机粉体5～25份、表面修饰剂0.6～3份、分散剂1～5份、抗氧剂0.2～2份、润滑剂0.3～4份与稳定剂0～5份。在本技术方案中，纳米Cu/C复合材料，在通常环境中可以长时间保持金属铜的化学状态，在氧化条件下，纳米铜颗粒会形成铜-氧化亚铜(1价铜)的平衡体系，不会生成二价铜。当遇到还原环境时(许多细菌生长会产生还原环境)，铜-氧化亚铜体系中的氧化亚铜又可以还原成为零价铜。这样的“铜-氧化亚铜-铜”的循环氧化-还原反应会涉及到不断的电子交换，正是这些电子的交换反应会对微生物细胞的生长产生干扰，进而抑制、破坏细胞的生长，起到抗菌和杀菌的作用，再加上由于氧化亚铜不溶于水，避免了纳米铜颗粒在水中的溶解，不仅防止了铜离子对环境的污染，也保证了铜纳米颗粒的耐用性。

使纳米Cu/C复合材料得到充分有效的分散；防止其因为“团聚”而失效、保持抗菌效果的持久性、使纳米Cu/C复合材料得以能够在高分子聚合物中有效应用。本发明的这种高分子聚合物抗菌母料可以在高分子聚合物的抗菌、抑菌和防腐中得到应用。

作为优选，所述高分子聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、尼龙-66、尼龙-6、聚乙烯、聚丙烯或ABS中的一种。

作为优选，所述纳米Cu/C复合材料的粒径是10～50nm。

作为优选，所述的无机粉体为纳米级或亚微米级；所述的无机粉体为碳酸钙、滑石粉、二氧化硅中的一种或几种的复配物。

作为优选，所述的表面修饰剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝钛酸酯偶联剂中的一种或几种的复配物。