CN109265988A - 一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：将塑料在烘箱中烘干；步骤2：将一定量的干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂混合，搅拌均匀，得到混合体A；步骤3、对经步骤2得到的混合体A依次进行退火、成型处理，即得。本发明方法将有机金属配合物添加至玻璃纤维增强的尼龙66、尼龙6、聚乙烯或者聚丙烯类的材料中制得具有良好抗菌性能的复合材料，可以延长材料的使用寿命；扩大材料的使用范围；提高复合材料的需求占比。

Description

一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料制备方法技术领域，具体涉及一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法。
背景技术
玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料因其具有的优良的力学性能和卓越的物理化学性能，及其低廉的价格，而受到了广泛地应用，成为工业发展中不可或缺的重要材料之一。无论是航空航天工业，还是船舶工业，或是当今高速发展的车辆工业，和电器制造工业，都处于举足轻重的地位。在今后的的发展中，它仍将扮演着很重要的角色，所以，对其性能的深入研究以及对其性能的进一步完善具有显著的现实意义。
玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料虽然具有优秀的性能，但在一些方面其性能也有很大的改善必要和提升空间，比如其抗菌性。调查研究发现，采用玻璃纤维增强热塑性树脂基复合材料制造的空调，在比较潮湿的条件下使用一段时间后，表面会出现微生物的菌落。这种菌落的出现不仅会严重影响其清洁和美观，还会损坏材料的性能，加速材料的失效，减短其使用寿命，同时增加室内空气菌群，污染环境，影响使用空调人群的身体健康。为了有效改善这一现象，我们可以通过添加适量浓度的8-羟基喹啉铝，在保证材料力学性能不会有明显削弱的前提下，显著提升其抗菌性。这样，便能改善材料对微生物的抵抗能力，使材料能够在更加恶劣的条件下长时间保持自我清洁，提高使用质量，同时能够延长其使用寿命，对提高材料的利用率，减小材料耗损也有很好的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，能够制备得到具有良好抗菌性能的复合材料，可以延长材料的使用寿命，扩大材料的使用范围。
本发明所采用的技术方案是，一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将塑料在烘箱中烘干；
步骤2：将一定量的干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂混合，搅拌均匀，得到混合体A；
步骤3、对经步骤2得到的混合体A依次进行退火、成型处理，即得。
本发明的特点还在于，
步骤1中塑料的烘干条件为：140℃条件下干燥12个小时。
步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、按质量比为67:29:3:0.5～1.5分别称取经步骤1干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂；
步骤2.2、使用机械搅拌混合机将步骤2.1中称取的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂进行混合，搅拌时间为30min，得到混合体A。
步骤2中，塑料为尼龙66、尼龙6、聚乙烯或聚丙烯；玻璃纤维为C-玻璃纤维；偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；抗菌剂为8-羟基喹啉铝抗菌剂。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、将步骤2得到的混合体A置于100℃～150℃真空烧结炉中进行退火处理，在退火处理过程中填充氮气或氢气作保护，保温1h～3h后取出，得到混合体B；
步骤3.2、将步骤3.1得到的混合体B装入注塑成型机中进行注塑成型，即得一种添加有机金属配合物抗菌复合材料。
步骤3.2中注塑成型工艺参数为：料筒恒温：220℃，模具温度：60-100℃，注射压力：100-160MPa，保压压力：注射压力的50％，背压：2-8MPa，注射速度：1000mm/s，螺杆转速：60r/min；计量行程：0.5-3.5D；残料量：2-6mm，预烘干：在90℃温度下烘干4h。
本发明的有益效果是：将有机金属配合物添加至玻璃纤维增强的尼龙66、尼龙6、聚乙烯或者聚丙烯类的材料中制得具有良好抗菌性能的复合材料，可以延长材料的使用寿命；扩大材料的使用范围；提高复合材料的需求占比。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将塑料在烘箱中烘干；
步骤1中塑料的烘干条件为：140℃条件下干燥12个小时；
步骤2：将一定量的干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂混合，搅拌均匀，得到混合体A；
步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、按质量比为67:29:3:0.5～1.5分别称取经步骤1干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂；
步骤2.2、使用机械搅拌混合机将步骤2.1中称取的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂进行混合，搅拌时间为30min，得到混合体A。
步骤2中，塑料为尼龙66、尼龙6、聚乙烯或聚丙烯；玻璃纤维为C-玻璃纤维；偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；抗菌剂为8-羟基喹啉铝抗菌剂。
步骤3、对经步骤2得到的混合体A依次进行退火、成型处理，即得。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、将步骤2得到的混合体A置于100℃～150℃真空烧结炉中进行退火处理，在退火处理过程中填充氮气或氢气作保护，保温1h～3h后取出，得到混合体B；
步骤3.2、将步骤3.1得到的混合体B装入注塑成型机中进行注塑成型，即得一种添加有机金属配合物抗菌复合材料。
步骤3.2中注塑成型工艺参数为：
1)料筒恒温：220℃
2)模具温度：60-100℃，模具温度很显著地影响结晶度，而结晶度又影响着塑件的机械特性，关于结构部件来说结晶度很重要，因而主张模具温度为80-90C。关于薄壁的，流程较长的塑件也主张施用较高的模具温度。增大模具温度可以进步塑件的强度和刚度，但却下降了耐性；
3)注射压力：100-160MPa(1000-1600bar)；
4)保压压力：注射压力的50％；因为资料凝聚相对较快，短的保压时刻已足够，下降保压压力可削减制品内应力；
5)背压：2-8MPa(20-80bar)，需求精确调理，因为背压太高会造成塑化不均；
6)注射速度：主张选用相对较快的注射速度；模具有好的通气性不然制品上已呈现焦化现象，高速(对增强型资料要略微下降)：1000mm/s；
7)螺杆转速：螺杆转速高，线速度为60r/min；但是，最好将螺杆转速设置低一点，只需能在冷却时刻结束前完结塑化进程即可；
8)计量行程：0.5-3.5D；
9)残料量：2-6mm却决于计量行程和螺杆直径；
10)预烘干：在90℃温度下烘干4h，除了直接从装料容器内喂料；尼龙有吸水性，应该保存在防潮容器内和关闭的料斗内；水含量超越0.25％就会造成成型改动。
实施例1
一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将尼龙66在烘箱中烘干；
步骤1中塑料的烘干条件为：140℃条件下干燥12个小时；
步骤2：将一定量的干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂混合，搅拌均匀，得到混合体A；
步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、按质量比为67:29:3:0.5分别称取经步骤1干燥后的尼龙66、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂；
步骤2.2、使用机械搅拌混合机将步骤2.1中称取的尼龙66、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂进行混合，搅拌时间为30min，得到混合体A。
步骤3、对经步骤2得到的混合体A依次进行退火、成型处理，即得。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、将步骤2得到的混合体A置于100℃真空烧结炉中进行退火处理，在退火处理过程中填充氮气或氢气作保护，保温1h后取出，得到混合体B；
步骤3.2、将步骤3.1得到的混合体B装入注塑成型机中进行注塑成型，即得一种添加有机金属配合物抗菌复合材料。
步骤3.2中注塑成型工艺参数为：料筒恒温：220℃，模具温度：60℃，注射压力：100MPa，保压压力：注射压力的50％，背压：2MPa，注射速度：1000mm/s，螺杆转速：60r/min；计量行程：0.5D；残料量：2mm，预烘干：在90℃温度下烘干4h。
实施例2
一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将尼龙6在烘箱中烘干；
步骤1中塑料的烘干条件为：140℃条件下干燥12个小时；
步骤2：将一定量的干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂混合，搅拌均匀，得到混合体A；
步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、按质量比为67:29:3:1分别称取经步骤1干燥后的尼龙6、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂；
步骤2.2、使用机械搅拌混合机将步骤2.1中称取的尼龙6、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂进行混合，搅拌时间为30min，得到混合体A。
步骤3、对经步骤2得到的混合体A依次进行退火、成型处理，即得。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、将步骤2得到的混合体A置于150℃真空烧结炉中进行退火处理，在退火处理过程中填充氮气或氢气作保护，保温3h后取出，得到混合体B；
步骤3.2、将步骤3.1得到的混合体B装入注塑成型机中进行注塑成型，即得一种添加有机金属配合物抗菌复合材料。
步骤3.2中注塑成型工艺参数为：料筒恒温：220℃，模具温度：100℃，注射压力：160MPa，保压压力：注射压力的50％，背压：8MPa，注射速度：1000mm/s，螺杆转速：60r/min；计量行程：3.5D；残料量：6mm，预烘干：在90℃温度下烘干4h。
实施例3
一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将聚乙烯在烘箱中烘干；
步骤1中塑料的烘干条件为：140℃条件下干燥12个小时；
步骤2：将一定量的干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂混合，搅拌均匀，得到混合体A；
步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、按质量比为67:29:3:1分别称取经步骤1干燥后的聚乙烯、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂；
步骤2.2、使用机械搅拌混合机将步骤2.1中称取的聚乙烯、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂进行混合，搅拌时间为30min，得到混合体A。
步骤3、对经步骤2得到的混合体A依次进行退火、成型处理，即得。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、将步骤2得到的混合体A置于120℃真空烧结炉中进行退火处理，在退火处理过程中填充氮气或氢气作保护，保温2h后取出，得到混合体B；
步骤3.2、将步骤3.1得到的混合体B装入注塑成型机中进行注塑成型，即得一种添加有机金属配合物抗菌复合材料。
步骤3.2中注塑成型工艺参数为：料筒恒温：220℃，模具温度：80℃，注射压力：120MPa，保压压力：注射压力的50％，背压：6MPa，注射速度：1000mm/s，螺杆转速：60r/min；计量行程：2.5D；残料量：4mm，预烘干：在90℃温度下烘干4h。
实施例4
一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将聚乙烯在烘箱中烘干；
步骤1中塑料的烘干条件为：140℃条件下干燥12个小时；
步骤2：将一定量的干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂混合，搅拌均匀，得到混合体A；
步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、按质量比为67:29:3:1.5分别称取经步骤1干燥后的聚乙烯、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂；
步骤2.2、使用机械搅拌混合机将步骤2.1中称取的聚乙烯、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂进行混合，搅拌时间为30min，得到混合体A。
步骤3、对经步骤2得到的混合体A依次进行退火、成型处理，即得。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、将步骤2得到的混合体A置于130℃真空烧结炉中进行退火处理，在退火处理过程中填充氮气或氢气作保护，保温2.5h后取出，得到混合体B；
步骤3.2、将步骤3.1得到的混合体B装入注塑成型机中进行注塑成型，即得一种添加有机金属配合物抗菌复合材料。
步骤3.2中注塑成型工艺参数为：料筒恒温：220℃，模具温度：90℃，注射压力：120MPa，保压压力：注射压力的50％，背压：6MPa，注射速度：1000mm/s，螺杆转速：60r/min；计量行程：2.5D；残料量：4mm，预烘干：在90℃温度下烘干4h。
实施例5
一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将聚丙烯在烘箱中烘干；
步骤1中塑料的烘干条件为：140℃条件下干燥12个小时；
步骤2：将一定量的干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂混合，搅拌均匀，得到混合体A；
步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、按质量比为67:29:3:1.5分别称取经步骤1干燥后的聚丙烯、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂；
步骤2.2、使用机械搅拌混合机将步骤2.1中称取的聚丙烯、C-玻璃纤维、硅烷偶联剂KH-550及8-羟基喹啉铝抗菌剂进行混合，搅拌时间为30min，得到混合体A。
步骤3、对经步骤2得到的混合体A依次进行退火、成型处理，即得。
步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、将步骤2得到的混合体A置于130℃真空烧结炉中进行退火处理，在退火处理过程中填充氮气或氢气作保护，保温2h后取出，得到混合体B；
步骤3.2、将步骤3.1得到的混合体B装入注塑成型机中进行注塑成型，即得一种添加有机金属配合物抗菌复合材料。
步骤3.2中注塑成型工艺参数为：料筒恒温：220℃，模具温度：80℃，注射压力：120MPa，保压压力：注射压力的50％，背压：6MPa，注射速度：1000mm/s，螺杆转速：60r/min；计量行程：2.5D；残料量：4mm，预烘干：在90℃温度下烘干4h。
本发明的有益效果从以上实施例中说明：
(1)在玻璃纤维增强尼龙66复合材料中加入喹啉抗菌剂后，力学性能都有所变化，弯曲强度提高，并且在塑料、玻璃纤维、偶联剂及喹啉抗菌剂按质量比为67:29:3:0.5～1.5时，随着喹啉抗菌剂的增加，弯曲强度也随着增加，强度增加了8％～15％；复合材料的拉伸强度也随着增强；硬度提升了18％；冲击强度在9％波动，没有明显的规律性。
(2)添加喹啉抗菌剂后，玻璃纤维增强尼龙66复合材料的抗菌性能有明显的提高。在塑料、玻璃纤维、偶联剂及喹啉抗菌剂按质量比为67:29:3:0.5时，只有一点的抗菌现象，但是并没有达到标准。当塑料、玻璃纤维、偶联剂及喹啉抗菌剂按质量比为67:29:3:1.5时，抗菌效果显著。当塑料、玻璃纤维、偶联剂及喹啉抗菌剂按质量比为67:29:3:1时，抗菌效果相比塑料、玻璃纤维、偶联剂及喹啉抗菌剂按质量比为67:29:3:1.5时还提升了30％，确定，抗菌效果最佳的比例关系为塑料、玻璃纤维、偶联剂及喹啉抗菌剂按质量比为67:29:3:1。

Claims (6)

1.一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1：将塑料在烘箱中烘干；
步骤2：将一定量的干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂混合，搅拌均匀，得到混合体A；
步骤3、对经步骤2得到的混合体A依次进行退火、成型处理，即得。
2.根据权利要求1所述的一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中塑料的烘干条件为：140℃条件下干燥12个小时。
3.根据权利要求2所述的一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、按质量比为67:29:3:0.5～1.5分别称取经步骤1干燥后的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂；
步骤2.2、使用机械搅拌混合机将步骤2.1中称取的塑料、玻璃纤维、偶联剂及抗菌剂进行混合，搅拌时间为30min，得到混合体A。
4.根据权利要求3所述的一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，步骤2中，所述塑料为尼龙66、尼龙6、聚乙烯或聚丙烯；所述玻璃纤维为C-玻璃纤维；所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550；抗菌剂为8-羟基喹啉铝抗菌剂。
5.根据权利要求4所述的一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3具体按照以下步骤实施：
步骤3.1、将步骤2得到的混合体A置于100℃～150℃真空烧结炉中进行退火处理，在退火处理过程中填充氮气或氢气作保护，保温1h～3h后取出，得到混合体B；
步骤3.2、将步骤3.1得到的混合体B装入注塑成型机中进行注塑成型，即得一种添加有机金属配合物抗菌复合材料。
6.根据权利要求5所述的一种添加有机金属配合物抗菌复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3.2中注塑成型工艺参数为：料筒恒温：220℃，模具温度：60-100℃，注射压力：100-160MPa，保压压力：注射压力的50％，背压：2-8MPa，注射速度：1000mm/s，螺杆转速：60r/min；计量行程：0.5-3.5D；残料量：2-6mm，预烘干：在90℃温度下烘干4h。
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