[发明专利]抗菌性白炭黑复合材料制备方法

说明书

本发明涉及白炭黑生产技术领域，具体地，涉及一种抗菌性白炭黑复合材料制备方法，包括以下步骤：将纳米氧化银投入到球磨机中，并通过球磨机粉碎处理至粒径为2～4um后，得到纳米氧化银粉末备用；如此，本发明首先是通过以白炭黑为主体，采用碳源与氧化银进行改性处理，该过程中形成为白炭黑与碳源之间的包覆结构，碳源裂解形成无定型碳包覆在白炭黑的表面，同时纳米氧化银吸附至包覆层表面，可以降低采用本申请的复合材料制备的产品具有防静电性能，且产品内的银不流失，具有长久抑制的功效，能够在不影响橡胶的强度的前提下，持久稳定保持其的抗菌。

技术领域：

本发明涉及白炭黑生产技术领域，具体地，涉及一种抗菌性白炭黑复合材料制备方法。

背景技术：

白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。

白炭黑行业在欧美等发达国家起步较早，在第二次世界大战期间开始实现工业化生产。20世纪七十年代中期以来，随着西方国家对白炭黑研究的不断深入，其生产和应用领域方面得到了很大发展。至2006年，全世界白炭黑的生产能力约130万吨(不含中国)，其中德国德固萨、法国罗纳和美国PPG三大跨国公司的生产能力超过世界总能力的一半。中国白炭黑工业起步于1958年，起初发展缓慢，1984年白炭黑产量为2,600吨，1990年白炭黑产量提高到2万吨。近年来随着橡胶工业的发展，产量迅猛增长，2008年中国白炭黑产量已达到71.2万吨，产量居世界第一位，并已成为白炭黑的净出口国。目前，中国白炭黑行业形成了外资(合资)公司和国内公司并存的市场竞争格局，市场竞争充分。

白炭黑具有特殊的表面结构(带有表面羟基和吸附水)、特殊的颗粒形态(粒子小、比表面积大等)和独特的物理化学性能。因而白炭黑具有多孔性、高分散性、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧、电绝缘性好等优异性能的重要无机硅化合物。这样的特性使得白炭黑广泛应用在橡胶、塑料、涂料、医药、日用化工等诸多领域。然而，由于传统的白炭黑内部的聚硅氧和外表面存在的活性硅醇基及其吸附水特性，使其呈亲水性，将白炭黑添加入橡胶等材料后，白炭黑难以在有机相中湿润和分散。而且，由于白炭黑表面存在羟基，表面能较大，聚集体总倾向于凝聚，因而产品的应用性能受到影响。因此，为提高白炭黑在聚合物中的分散性，必须对其进行表面改性。

发明内容：

本发明克服现有技术的缺陷，提供一种抗菌性白炭黑复合材料制备方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：一种抗菌性白炭黑复合材料制备方法，包括以下步骤：

(1)将纳米氧化银投入到球磨机中，并通过球磨机粉碎处理至粒径为2～4um后，得到纳米氧化银粉末备用；选用目数为1100～1200白炭黑、粒径为8～10nm的碳源分别进行干燥处理，分别将白炭黑、碳源置于真空干燥器中进行干燥，干燥温度为20～40℃，干燥时间以白炭黑、碳源自身含水量低于0.2％为准，然后将上述白炭黑、碳源进行附电荷处理，形成单位数量下的白炭黑与碳源形成荷电量相同且极性相反，然后分别将白炭黑、碳源与纳米氧化银粉末进行改性处理；

(2)所述改性处理是将白炭黑：碳源：纳米氧化银的质量比为2～5：2：1混合均匀，得到共混粉末，采用喷吹管将共混粉末以100～160ml/min且在惰性气体或者绝氧环境中吹到高温炉中，反应温度在400～600℃，保温1～12小时，碳源在白炭黑表面裂解形成无定形碳并形成均匀厚度为1～2nm包覆层，同时纳米氧化银吸附至包覆层表面，并于包覆层表面的碳成键，得到所述抗菌性白炭黑复合材料。

优选的，所述步骤(1)中碳源包括淀粉、低聚糖、甘油、聚乙二醇或木质素一种或几种。

优选的，所述步骤(2)中的惰性气体包括氮气或氩气的一种。