专利名称：一种抗菌增韧型复合微球及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种抗菌增韧型复合微球及其制备方法。
背景技术：
纳米二氧化硅 是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，因其粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。纳米二氧化硅俗称“超微细白炭黑”，广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。利用纳米二氧化硅透光、粒度小，可以使塑料变得更加致密，在聚苯乙烯塑料薄膜中添加二氧化硅后，不但提高其透明度、强度、韧性，而且防水性能和抗老化性能也明显提高。纳米二氧化硅具有生理惰性、高吸附性，在杀菌剂的制备中常用作载体，当纳米SiO2作载体时，可吸附抗菌粒子，达到杀菌抗菌的目的，在报道可用于冰箱外壳、电脑键盘等的制造。聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，俗称有机玻璃，是一种重要的透明高分子材料。它具有很多优良的性能，且密度小、韧性好，因此广泛应用于航空、建筑、农业、光学仪器等领域。纳米银粒子子作为最新一代的天然抗菌剂具有以下特点:广谱抗菌杀菌且无任何的耐药性；强效杀菌，可以在数分钟内杀死多种对人体有害的病菌；渗透性强，可由毛孔迅速渗入皮下杀菌，对普通细菌、顽固细菌、耐药细菌以及真菌引起的感染均有良好的杀菌作用；促进愈合:改善创伤周围组织的微，有效地激活并促进组织细胞的生长，加速伤口的愈合，减少疤痕的生成；抗菌持久，纳米银颗粒利用专利技术生产，外有一层保护膜，在人体内能逐渐释放，所以抗菌效果持久。综上所述，当聚甲基丙烯酸甲酯与纳米二氧化硅复合时，可以使复合微球具有很好的增强，增韧性能。由于纳米二氧化硅可以吸附抗菌粒子，且纳米银具有较强的杀菌能力，所以当聚甲基丙烯酸甲酯，纳米二氧化硅，纳米银粒子三者复合时，其复合微球可作为很好的增韧抗菌材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌增韧型复合微球及其制备方法，并作为填充材料应用于PVC或PP中，二氧化硅包裹聚甲基丙烯酸甲酯可以增强聚氯乙烯或聚丙烯的韧性，同时使得纳米二氧化硅自身的分散性提高，不易团聚；纳米二氧化硅载银粒子较强的抗菌能力可以使得聚氯乙烯或聚丙烯具备抗菌性能。本发明制备工艺简单、成本低，具备显著的经济和社会效益。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种抗菌增韧型复合微球的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:(1)聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝纳米二氧化娃(PMMA/Si02)
在250mL三口瓶中，加入水、乙醇和氨水混合溶液，接着加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，超声混合，加入甲基丙烯酸甲酯(MMA)和偶氮二异丁腈(AIBN)，通氮在50-90°C反应l_3h后，加入KH570硅烷偶联剂接着反应l_3h ;再加入正硅酸乙酯/乙醇的混合溶液反应l_3h，得到PMMA/Si02复合微球；
(2)PMMA/Si02复合微球表面负载银粒子
取步骤(I)的PMMA/Si02复合 微球加入250mL三口瓶中，再加入银氨溶液反应2_6h，得到PMMA/Si02/AG载银复合微球；
(3)聚丙烯的填料改性
将步骤(2)的PMMA/Si02/AG载银复合微球通过挤出机与聚丙烯进行填料，再通过密炼机成型；
聚氯乙烯的填料改性
将步骤(2)的PMMA/Si02/AG载银复合微球通过高速混合机与聚氯乙烯混料，然后在开炼机上混炼，塑化均匀后下料，最后用压力成型机压片。所述步骤(I)中乙醇和水的体积比为3:1-3:3。所述步骤(I)中甲基丙烯酸甲酯与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5:0.5-5:2，偶氮二异丁腈的用量为甲基丙烯酸甲酯质量的0.5-3%。所述步骤(3) PMMA/Si02/AG载银复合微球的使用量为聚氯乙烯或聚丙烯质量的3-7% ο聚甲基丙烯酸甲酯表面还有残留的双键，KH570上的C=C与其发生聚合反应，使得KH570接枝到PMMA表面。KH570表面的-Si (OCH3) 3水解成-Si (OH) 3，并与TEOS水解生成的Si (OH)4脱水缩合，从而使纳米二氧化硅通过KH570将PMMA包裹起来，再通过银氨溶液，将纳米银粒子负载到纳米二氧化硅表面，从而制备得到PMMA/Si02/AG载银复合微球。本发明的显著优点在于:纳米二氧化硅，聚甲基丙烯酸甲酯都具有很好的对材料的增强、增韧性质，银粒子具有良好的抗菌能力，本发明将三者复合到一起制备成PMMA/SiO2AG载银复合微球，使其同时具备增韧和抗菌能力。
图1是本发明的改性原理示意图。
具体实施例方式下面以具体实施例来对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。实施例1 原料
正硅酸乙酯(TEOS):天津市福晨化学试剂厂；
甲基丙烯酸甲酯:上海国药化学试剂厂；
银氨溶液:上海国药化学试剂厂；
聚氯乙烯:北京市津同乐泰化工产品有限公司。具体制备方法如下:(I)聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝纳米二氧化娃(PMMA/Si02)
在250mL三口瓶中，加入30mL7jC,20mL乙醇和3mL氨水混合溶液，接着加入Ig聚乙烯吡咯烷(PVP)，超声混合并加入5mL甲基丙烯酸甲酯(MMA)和0.05g偶氮二异丁腈(AIBN)通氮在70°C反应2h后加入ImL KH570接着反应2h ;再加入正硅酸乙酯/乙醇的混合溶液反应此，得到PMMA/Si02复合微球。(2) PMMA/Si02复合微球表面负载银粒子
取50mL PMMA/Si02混合溶液加入250mL三口瓶中，再加入5mL的银氨溶液反应4h，得到PMMA/Si02/AG载银复合微球。(3)聚氯乙烯填料改性
取5g PMMA/Si02/AG载银复合微球与IOOg聚氯乙烯通过高速混合机混料，然后在开炼机上混炼，塑化均匀后下料。最后用压力成型机压片，并测试其拉伸强度、抗冲击强度和抗菌性能，如表1、2所示。·表1改性后聚氯乙烯拉伸、抗冲击强度测试
权利要求
1.一种抗菌增韧型复合微球的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝纳米二氧化硅 在250mL三口瓶中，加入水、乙醇和氨水混合溶液，接着加入聚乙烯吡咯烷酮，超声混合，加入甲基丙烯酸甲酯和偶氮二异丁腈，通氮在50-90°C反应l_3h后，加入KH570硅烷偶联剂接着反应l_3h ;再加入正硅酸乙酯/乙醇的混合溶液反应l_3h，得到PMMA/Si02复合微球； (2)PMMA/Si02复合微球表面负载银粒子 取步骤(I)的PMMA/Si02复合微球加入250mL三口瓶中，再加入银氨溶液反应2_6h，得到PMMA/Si02/AG载银复合微球； (3)聚丙烯的填料改性 将步骤(2)的PMMA/Si02/AG载银复合微球通过挤出机与聚丙烯进行填料，再通过密炼机成型； 聚氯乙烯的填料改性 将步骤(2)的PMMA/Si02/AG载银复合微球通过高速混合机与聚氯乙烯混料，然后在开炼机上混炼，塑化均匀后下料，最后用压力成型机压片。
2.根据权利要求1所述的抗菌增韧型复合微球的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中乙醇和水的体积比为3:1-3:3。
3.根据权利要求1所述的抗菌增韧型复合微球的制备方法，其特征在于:所述步骤(I)中甲基丙烯酸甲酯与聚乙烯吡咯烷酮的质量比为5:0.5-5:2，偶氮二异丁腈的用量为甲基丙烯酸甲酯质量的0.5-3%。
4.根据权利要求1所述的抗菌增韧型复合微球的制备方法，其特征在于:所述步骤(3)PMMA/Si02/AG载银复合微球的使用量为聚氯乙烯或聚丙烯质量的3-7%。
5.—种如权利要求1所述的方法制得的抗菌增韧型复合微球。
全文摘要
本发明公开了一种抗菌增韧型复合微球及其制备方法，首先通过在聚甲基丙烯酸甲酯表面接枝纳米二氧化硅，然后加入银氨溶液得到PMMA/SiO2/AG载银复合微球，最后与聚氯乙烯或聚丙烯进行填料，制得抗菌增韧型复合微球。二氧化硅包裹聚甲基丙烯酸甲酯可以增强聚氯乙烯或聚丙烯的韧性，同时使得纳米二氧化硅自身的分散性提高，不易团聚；纳米二氧化硅载银粒子较强的抗菌能力可以使得聚氯乙烯或聚丙烯具备抗菌性能。本发明制备工艺简单、成本低，具备显著的经济和社会效益。
文档编号C08L27/06GK103172935SQ20131014020
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月22日 优先权日2013年4月22日
发明者郑玉婴, 林锦贤 申请人:福州大学