[发明专利]抗菌抗静电TPU薄膜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种抗菌抗静电TPU薄膜材料，其特征在于：由下列质量份数的物质组成：

热塑性聚氨酯弹性体 100份；

载银石墨烯 0.5~1份；

胺化碳纳米管 0.3~1份；

耐水解剂 0.1~0.5份；

紫外线吸收剂 0.1~1份；

增塑剂 0.5~15份；

抗氧剂 0.1~0.5份；

其中，热塑性聚氨酯弹性体为聚醚型聚氨酯弹性体或聚酯型聚氨酯弹性体中的一种或两种，邵氏硬度为55A~95A，颗粒尺寸为3~6mm；

载银石墨烯制备方法如下：

1）硅烷化处理：将氧化石墨烯、硅烷偶联剂、无水乙醇和去离子水混合超声分散，随后加热进行硅烷化反应，全程通入N₂，最后处理得到硅烷化氧化石墨烯；

2）浸渍还原法负载AgNPs：首先称取500mg硅烷化氧化石墨烯超声分散在300mL氯化亚锡溶液中，进行敏化；随后取80mg敏化后的石墨烯于1000mL无水乙醇中超声分散，水浴加热至50℃，恒温，然后加入5mL的聚乙烯吡咯烷酮溶液，搅拌20min；依次逐滴加入不同体积的1mol/L的AgNO₃溶液并搅拌4h，反应完成后将产物在10000r/min转速下离心30min，并依次用丙酮、乙醇和水各超声清洗2次，冷冻干燥，得到载银石墨烯材料；

胺化碳纳米管的制备方法如下：

1）氧化处理碳纳米管：将碳纳米管超声分散、加热后，依次加入浓硫酸和浓硝酸，进行氧化反应，反应完成后，经无水乙醇洗涤至中性，抽滤、真空干燥后，得到氧化处理的碳纳米管；

2）碳纳米管的胺化处理：首先向反应瓶中通入氮气，将氧化处理后的碳纳米管、N,N环己基碳二亚胺、乙醇胺和无水乙醇依次加入反应瓶中，形成混合液，再超声分散5min，反应完成后，经无水乙醇洗涤至中性，抽滤、真空干燥后得到胺化碳纳米管；

步骤2）中，氧化碳纳米管、N,N环己基碳二亚胺、乙醇胺和无水乙醇投料质量比为2：0.5-2：1-2：60-80。

2.根据权利要求1所述的抗菌抗静电TPU薄膜材料，其特征在于：载银石墨烯制备方法的步骤1中，碳纳米管、浓硫酸和浓硝酸的投料质量比为5：100-105：50-55；氧化反应的温度为48-52℃，反应时间为95-105 min。

3.根据权利要求1所述的抗菌抗静电TPU薄膜材料，其特征在于：耐水解剂为工业级单碳化二亚胺或聚碳化二亚胺；紫外线吸收剂为苯酮类、苯并三唑类或受阻胺类中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的抗菌抗静电TPU薄膜材料，其特征在于：增塑剂为脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类或苯甲酸酯类中的一种或几种；抗氧化剂为受阻酚类抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂或硫代酯类抗氧剂中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的抗菌抗静电TPU薄膜材料，其特征在于：胺化碳纳米管制备方法的步骤1中，氧化石墨烯、硅烷偶联剂、无水乙醇和去离子水的投料质量比为3：0.48-0.52：42-48：14-16，硅烷化反应的温度为62-68℃，反应时间为115-125min。

6.根据权利要求1所述的抗菌抗静电TPU薄膜材料，其特征在于：胺化碳纳米管制备方法的步骤2中，氯化亚锡溶液浓度为0.5mmol/l，聚乙烯吡咯烷酮溶液浓度为1mmol/l；三次加入的AgNO₃溶液体积依次为0.5ml，1.0ml，1.5ml。

7.根据权利要求1所述的抗菌抗静电TPU薄膜材料，其特征在于：胺化碳纳米管制备方法的步骤2中，聚合反应温度为50-60℃，反应时间为300-420min。

8.一种权利要求1所述的抗菌抗静电TPU薄膜材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）制备载银石墨烯和胺化碳纳米管；

2）称取质量比的TPU、 载银石墨烯和胺化碳纳米管置于混炼机中充分混合，随后加入质量比例的耐水解剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂和增塑剂通过双螺杆挤出机进行挤出造粒；真空干燥后，得到产品；

3）将烘干后的物料通过流延机的进料口流延到流延辊辊面上，形成薄膜，薄膜随流延辊移动通过冷却液，进而成膜定型，最终将定型后的薄膜卷曲；流延膜生产线线速度为150~200 cm/min，流延膜的厚度为0.025-0.08mm，流延膜的宽度为2200mm。