[发明专利]一种软质抗菌聚氯乙烯材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种软质抗菌聚氯乙烯材料的制备方法，包括按照质量分数计算的PVC树脂、碳量子点抗菌剂、增塑剂、填料和热稳定剂，在高速混合机中加入PVC树脂、增塑剂、热稳定剂，启动电机，再高速分散混合，再加入填充剂和碳量子点抗菌剂，温度升高后，降低电机转速，排出干混料，自然冷却备用，将干混粉置于混炼腔中混炼一段时间，挤出辊压成型得到软质抗菌聚氯乙烯。本发明的有益效果：工艺简单、原料绿色低廉，产品耐热和生物安全性能优异，同时具有高效的光诱导抗菌功能。

技术领域

本发明涉及抗菌聚氯乙烯材料技术领域，具体是一种软质抗菌聚氯乙烯材料的制备方法。

背景技术

聚氯乙烯（PVC）作为全球应用最广泛的塑料之一，具有易加工、低价、化学稳定性好、阻燃的特点，在运输、医疗、家具、国防等方面有着极大的需求。PVC本身不具备抗菌性，且加工过程中加入的部分助剂可为细菌霉菌的生长提供足够的营养，导致材料易遭到各种细菌霉菌的污染。因此，研究和制备高性能抗菌PVC产品可以减少细菌的传播和繁殖，有利于人类健康，具有重大的社会和经济意义。

目前市面上常见的抗菌PVC制备技术可分为无机金属抗菌技术和有机物抗菌技术。有机抗菌剂抗菌效果好，但寿命短，存在毒性、安全性问题，会产生微生物耐药性、化学稳定性差、在塑料中易迁移（导致抗菌寿命缩短）等不足。另外，有机抗菌剂耐热性较差这一致命弱点，使它在许多塑料高温高压高剪切的加工条件下易分解失效，其分解产物甚至有毒。无机抗菌剂以银系抗菌剂应用最多，优点是具有安全性、耐热性、耐久性;不足之处是价格较高和抗菌的持久性差，银离子易生成氧化银或经光催化还原成金属银，故存在使制品变色的缺陷。另外，无机抗菌剂由于无机粒子本身的粒径小，表面极性强，表面能高，极易发生团聚，在PVC树脂中不易均匀分散，从而复合塑料的各方面性能都达不到预期目标，必须先经过表面改性，工艺复杂。

碳量子点（CQDs）具有制备原料来源广泛、制备工艺简单以及成本低廉的特点。同时,CQDs在水溶性、可修饰性、耐光漂白等方面具有明显的优势,并且还兼具低生物毒性和良好的生物相容性,使其在生物成像、生物传感和生物分子/药物传递等方面具有潜在的应用价值。

随着CQDs研究的增多,各种不同功能化的CQDs得到发展,并被越来越多地用于抗菌方面。近年来，碳量子点在病原体的检测和治疗等领域有着广泛的应用前景，研究者们也正在致力于探索碳量子点抑制细菌生长的能力，以取代传统的抗生素。其中，制备的碳量子点必须具有以下两个性质，才能推动抗菌研究的进展，一是碳量子点需要与细菌细胞有密切的相互作用，即接近或粘附于细菌细胞；二是碳量子点拥有高效的光诱导抗菌功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软质抗菌聚氯乙烯材料的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种软质抗菌聚氯乙烯材料的制备方法，包括按照质量分数计算的PVC树脂、碳量子点抗菌剂、增塑剂、填料和热稳定剂，其具体制备步骤如下： 步骤一：制备原料，所述碳量子点抗菌剂是利用增塑剂为萃取剂分离提纯碳量子点原液得到，所述碳量子点原液利用碳源、氮源、隔离剂和溶剂以微波法制备而成； 步骤二：制备混料，在高速加热混合机中加入PVC树脂、增塑剂、热稳定剂，随后利用高速加热混合机进行高速分散混合，最后加入填充剂和碳量子点抗菌剂，待混合机内温度升高后降低混合机的转速，排出干混料，进行自然冷却并备用； 步骤三：制备成品材料，待干混料自然冷却后，将干混粉置于混炼腔中混炼，混炼一段时间，挤出辊压成型得到软质抗菌聚氯乙烯

作为本发明进一步的方案：在步骤一中，所述碳源具体为羟基多元酸，所述氮源具体为尿素氨基酸，所述隔离剂具体为多元醇。

作为本发明进一步的方案：所述增塑剂具体为柠檬酸脂类增塑剂。

作为本发明进一步的方案：在步骤一中，所述碳源、氮源和隔离剂三者之间的质量比为1：0.5：0.125。

作为本发明进一步的方案：所述填料具体为轻质活性的碳酸钙，所述热稳定剂具体为钙锌复合稳定剂。