[发明专利]一种仿滑板结构自润滑杀菌复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种仿滑板结构自润滑杀菌复合材料的制备方法，属于杀菌复合材料技术领域，本发明通过蛰合反应将纳米杀菌剂原料的阳离子与聚合物蛰合在一起，进一步通过水热反应实现磷酸锆无机材料与蛰合纳米杀菌剂原料阳离子的聚合物分子水平组装复合，形成层状结构，得到多层结构复合材料，然后再通过还原反应将蛰合纳米杀菌剂原料阳离子的聚合物中的阳离子进行还原，在磷酸锆层间原位合成球状纳米杀菌材料，撑大磷酸锆层间距同时进一步降低结合强度，形成以磷酸锆层片为板、球状纳米杀菌材料为滑轮的仿滑板结构自润滑杀菌复合材料，兼具杀菌和润滑的功能。

技术领域

本发明涉及杀菌复合材料技术领域，特别涉及一种仿滑板结构自润滑杀菌复合材料及其制备方法。

背景技术

在开发、利用及保护海洋过程中，生物污损始终是无法回避巨大难题。统计表明，与微生物附着有关的材料破坏和失效占涉海材料损失总量70％～80％。

杀菌剂能够有效控制细菌活性，有利于降低其生命活动及与表面粘附作用。纳米材料(如Ag、TiO₂、ZnO)是优良的杀菌剂之一。纳米杀菌材料在使用过程中遇到一些问题：一方面，纳米材料与环境中氧化或腐蚀因子接触，极易被快速氧化和腐蚀，造成杀菌活性丧失或稳定性不可控；另一方面，纳米材料的使用需要均匀分散在载体或基料中，一旦载体或基料受到外力破坏，极易引起纳米材料流失。Liu在纳米功能涂层表面覆盖超疏水分子层，增强界面屏蔽作用，达到缓释的目的。Yin制备了壳-核结构Ag@AgI纳米防污剂，这种类似微胶囊包覆技术的方法利用外层稳定性高的AgI材料提高内部稳定性较低的Ag，发现稳定性和防污长效性明显提高。上述方法虽然在某种程度解决了纳米材料与环境中氧化或腐蚀因子接触、且极易被快速氧化和腐蚀的技术问题，但是，界面是一个复杂、多变微观过程，海浪、沙石、异物摩擦等机械破坏作用给工程设施表面和防护材料带来巨大考验，当工程设施表面受到机械性破坏时，也会引起纳米材料的流失，增强耐磨性或润滑性是减少机械破坏性的重要条件之一。而上述方法制备得到的杀菌剂均不具有润滑功能。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种仿滑板结构自润滑杀菌复合材料及其制备方法，本发明提供的仿滑板结构自润滑杀菌复合材料兼具杀菌和润滑的功能。

本发明提供了一种仿滑板结构自润滑杀菌复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将纳米杀菌剂原料、聚合物和水混合进行蛰合反应，得到混合液；所述纳米杀菌剂原料包括硝酸银、氯化铜、硫酸铜或硝酸铜；所述聚合物包括聚乙烯亚胺、聚(丙烯胺盐酸盐)、聚二烯丙基二甲基氯化铵或脂肪族聚胺聚氨酯；

2)将所述步骤1)得到的混合液、二氯氧化锆、磷酸和水混合进行水热反应，得到多层结构复合材料；

3)将所述步骤2)得到的多层结构复合材料、还原剂和水混合进行还原反应，得到仿滑板结构自润滑杀菌复合材料。

优选地，所述步骤1)中纳米杀菌剂原料与聚合物的质量比为1：10～25。

优选地，所述步骤1)中蛰合反应的温度为15～30℃，蛰合反应的时间为5～10min。

优选地，所述步骤2)中混合液中的聚合物、二氯氧化锆和磷酸的质量比为1：(2.7～3.2)：(4.7～5.1)。

优选地，所述步骤2)中水热反应的温度为100～210℃，所述水热反应的时间为24～36h。

优选地，所述步骤3)中还原剂为硼氢化钠、抗坏血酸、水合肼或柠檬酸钠。

优选地，所述步骤3)中多层结构复合材料和还原剂的质量比为1：100～500。

优选地，所述步骤3)中还原反应的温度为10～30℃，还原反应的时间为2～4min。