一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其包括以下步骤：（1）预处理聚乳酸原料；（2）将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，在超声搅拌下，滴加抗菌复合物水分散液，超声搅拌，喷雾干燥得抗菌母粒；（3）将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，在超声搅拌下，滴加硅藻土/无机氧化物水分散液，超声搅拌，喷雾干燥得除甲醛母粒；（4）将两种母粒混合拌匀获得混合物，造粒得聚乳酸抗菌除甲醛母粒。本发明经过合理的搭配硅藻土/无机氧化物和抗菌复合材料，功能添加剂之间的协同作用，使得聚乳酸母粒具有优异抗菌和除臭性能以及抗甲醛特性，满足多功能聚乳酸母粒的需求，进一步拓宽聚乳酸母粒的应用。
【专利说明】
一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及了复合材料技术领域，特别是涉及了一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制 备方法。
【背景技术】
[0002] 聚乳酸(PLA)是一种以乳酸为主要原料聚合而成的高分子化合物，属于丙交酯聚 酯的一种，使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成，淀粉原料经由发酵过 程制成乳酸，再通过化学合成转换成聚乳酸，生产过程无污染。聚乳酸产品使用后能被自然 界中微生物完全降解，最终生成二氧化碳和水，不污染环境，即使聚乳酸焚烧，其燃烧热值 与焚化纸类相同，是焚化传统塑料(如聚乙烯）的一半，而且焚化聚乳酸绝对不会释放出氮 化物、硫化物等有毒气体污染环境，因此，聚乳酸具有良好的生物降解性能和环境友好型特 征，是一种新型的绿色环保材料。
[0003] 聚乳酸抗菌制品中抗菌剂的添加方式不采用抗菌母粒的形式添加，抗菌母粒的制 作过程是先将抗菌剂和基体树脂混合经双螺杆挤出机加工成线状，经烘干机高温烘干，造 粒得抗菌母粒，采用该方法加工聚乳酸抗菌母粒，烘干机高温烘干会导致聚乳酸再次发生 的热降解，导致产品性能下降。而且由于纳米银抗菌剂呈颗粒状，粒度为纳米级别，往往只 能聚集在聚乳酸抗菌除甲醛母粒的特定部位，无法均匀分布在表面，从而影响的抗菌效果； 另一方面，纳米银与聚乳酸抗菌除甲醛母粒无法紧密结合(特别是当纳米银颗粒含量增加 时，容易发生团聚现象），在使用过程中容易脱落，从而影响使用寿命及抗菌效果。现有的聚 乳酸抗菌除甲醛母粒功能较单一，较难满足多功能的特点。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供了一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法。
[0005] 本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现： 一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其包括以下步骤： (1) 预处理聚乳酸原料:将聚乳酸原料粉碎成300目粉末，分散于纯水中，超声1小时后， 边超声边微波辐照30min;洗涤，出料，干燥，即得预处理聚乳酸； (2) 在加热温度(50~60°C)下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶 液;在超声搅拌下(500~800W超声功率，500~800rpm搅拌速度），滴加浓度为0.1~0.5mol/L的 抗菌复合物水分散液，超声搅拌(200~300W超声功率，200~300rpm搅拌速度)30~60min，得抗 菌聚乳酸混合液;然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200~300ml/min的速度将抗菌聚乳 酸混合液喷射到喷雾干燥器中，干燥得抗菌母粒； 该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中，500~ 800rpm搅拌1~2h;逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘 干； (3) 在加热温度(50~60°C)下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶 液;在超声搅拌下（500~800W超声功率，500~800rpm搅拌速度），滴加浓度为1~2g/L的硅藻 土 /无机氧化物水分散液，超声搅拌(200~300W超声功率，200~300rpm搅拌速度)30~60min， 得除甲醛聚乳酸混合液;然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200~300ml/min的速度将除 甲醛聚乳酸混合液喷射到喷雾干燥器中，干燥得除甲醛母粒； 所述娃藻土/无机氧化物进行偶联剂预处理，具体为:娃藻土/无机氧化物加入到无水 乙醇中，500~800rpm搅拌1~2h;逐滴滴加占娃藻土/无机氧化物质量分数2%的偶联剂，继续 搅拌1~2h，过滤后烘干。
[0006] 所述硅藻土/无机氧化物制备方法如下：混合以下重量百分比的原料：Zr02 5%， Ti02 8%，Si02 16%，V205 4%，K20 2%，Sn02 3%，Cr203 3%，A1203 13%，Fe203 ll%，MgO 20%， Na208%，Mn02 7%，投入到PUHLER公司开发的大流量循环卧式砂磨机中进行研磨，控制粒径 在10~300nm之间；将硅藻土分散在120ml的水溶液中，加入无机氧化物，100~200W超声100~ 300rpm搅拌2h，让纳米材料充分进入娃藻土孔隙中，多次抽滤清洗，干燥得娃藻土/无机氧 化物;其中所述硅藻土与无机氧化物的重量比为1~2:3~5。
[0007] (4)将步骤(2)(3)制得的母粒混合拌匀获得的混合物倒入双螺杆挤出机的料斗 中，经双螺杆挤出机挤出成线状，经过0~5°C的冷却水槽冷却后，吹风机风干，所述吹风机 出风口温度保持在10~20°C，最后造粒获得所述聚乳酸抗菌除甲醛母粒。
[0008]偶联剂为硅烷偶联剂、钦酸酯偶联剂或其混合物。
[0009]在本发明中，一种抗菌复合材料的制备方法包括以下步骤： (1)制备石墨烯量子点悬浮液:称取〇. 5~0.8g C60粉末，量取50~100ml质量分数为98% 的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以300~500rpm的速 度搅拌，得混合液;称取〇. 5~3g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换 成水浴，保持水浴温度30~40 °C，反应5~8h;快速加入100~200ml纯水，过滤，然后用截留分子 量为1000的透析袋透析3天，得石墨稀量子点悬浮液；lOOrpm速度搅拌石墨稀量子点悬浮 液，同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W。
[0010] (2)制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌(300~500W超声功率，200~300rpm搅拌 速度)50~60ml石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001~0.005mol/L硝酸银溶液，控制反应 温度为45~60 °C，滴加浓度为0.01~0.08mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌60~ 120min;陈化，清洗，烘干得负载银的石墨烯量子点;石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二 水合梓檬酸三钠的体积比为3~4:2~3:1~2。
[0011] (3)将0.卜0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（500~1000W超声功率，300~ 500rpm搅拌速度)分散于乙醇中；之后加入体积比3~5 :1的水和氨水，搅拌均勾后加入正娃 酸乙酯（与负载银的石墨烯量子点的质量比为1~2:1，调节pH值为9~10,反应温度为20~25 °C，反应1~3小时;进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;将该沉淀在90°C下干 燥3h，以得到Si〇2包覆的负载银的石墨稀量子点。
[0012] (4 )将0.1~0.3mo 1 /L钛源(钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛)加 入到1 mo 1 /L硫酸溶液中，混合均勾;加入步骤(3)制得的Si〇2包覆载银石墨稀量子点，升温 至100~110°C，反应2~4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/ 二氧化钛石墨烯量子点。
[0013] (5)载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理:将0.005~O.Olg氧化石墨加入到5~ lOmL的分散剂(DMSO)中，超声搅拌(300~500W超声功率，200~300rpm搅拌速度)并加入0.1~ 〇.3g载银/二氧化钛石墨稀量子点，继续超声搅拌10~30min，移至内衬为聚四氟乙稀的微波 水热反应釜(50 mL)中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200~400W，200~240 °C下反应60~90min;冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。
[0014] (6)称取多孔石墨稀（2~5层，孔大小约3~6nm)配制成浓度为0.2~0.8mg/ml的石墨 烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜;超声搅拌(500~1000W超声功率，600~800rpm搅 拌速度)80~100ml石墨烯分散溶液，加入步骤(5)制得的载银/二氧化钛石墨烯量子点，超声 搅拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在80~120°C下保温15~30min;冷却，离心， 清洗，烘干得抗菌复合材料。
[0015] 本发明具有如下有益效果： 本发明先制备负载银/二氧化钛的石墨烯量子点，然后表面处理，最后附着在多孔石墨 烯上，可以更好地负载并固定银纳米粒子和二氧化钛，防止其团聚，显著提高银纳米粒子和 二氧化钛的稳定性，使银纳米粒子和二氧化钛具有更长效的抗菌活性；同时复合了银粒子、 二氧化钛抗菌性能，相比于单一的银纳米抗菌剂有着更好的抗菌效果，抗菌持久； 本发明采用的无机氧化物主要成分有镁、铝、铁等10多种对人体有利的微量元素，由 于它是一种结构特殊的极性结晶体，自身能长期产生电离子，并永久释放空气负离子，达到 除臭净化空气的效果。将无机氧化物研磨后并浸入到硅藻土里面，可以有效的提高其稳定 性，同时硅藻土还可以吸附空气中有害气体特别是甲醛，进一步提高净化空气的效果； 本发明经过合理的搭配硅藻土 /无机氧化物和抗菌复合材料，功能添加剂之间的协同 作用，使得聚乳酸母粒具有优异抗菌和除臭性能以及抗甲醛特性，满足多功能聚乳酸母粒 的需求，进一步拓宽聚乳酸母粒的应用。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式， 不是对本发明的限定。
[0017] 实施例！ 一种多孔石墨烯载银/二氧化钛抗菌复合材料的制备方法，其包括以下步骤： (1)制备石墨烯量子点悬浮液:称取0.5g C60粉末，量取100ml质量分数为98%的浓硫 酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500rpm的速度搅拌，得混 合液;称取3g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴 温度30~40 °C，反应5h;快速加入200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3 天，得石墨稀量子点悬浮液；lOOrpm速度搅拌石墨稀量子点悬浮液，同时激光福照30min，激 光辐照功率为2W。
[0018] (2)制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌(500W超声功率，300rpm搅拌速度)50ml 石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.005mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为50°C，滴加浓度 为0.08mol/L二水合梓檬酸三钠，继续超声搅拌90min;陈化，清洗，烘干得负载银的石墨稀 量子点;石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为4:2:1。
[0019] (3)将O.lg负载银的石墨烯量子点超声搅拌（1000W超声功率，500rpm搅拌速度） 分散于乙醇中；之后加入体积比5:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，与负载银的 石墨烯量子点的质量比为1:1，调节pH值为9~10,反应温度为20~25°C，反应2小时;进行离 心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;将该沉淀在90°C下干燥3h，以得到Si02包覆的负 载银的石墨烯量子点。
[0020] (4)将0.3mol/L钛源(钛源为氟钛酸钾）加入到1 mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加 入步骤(3)制得的Si02包覆载银石墨烯量子点，升温至100°C，反应2h后，用浓氨水溶液调pH 值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。
[0021] (5)载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理:将0.005g氧化石墨加入到10mL的分 散剂(DMS0)中，超声搅拌(500W超声功率，300rpm搅拌速度)并加入0.3g载银/二氧化钛石墨 烯量子点，继续超声搅拌30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜(50 mL)中，密封 后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为200W，240°C下反应60min;冷却，过滤，烘干得 表面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。
[0022] (6)称取多孔石墨稀（2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm)配制成浓度为 0.2mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（1000W超声功率， 800rpm搅拌速度）100ml石墨稀分散溶液，加入步骤（5)制得的载银/二氧化钛石墨稀量子 点，超声搅拌30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100°C下保温30min;冷却，离心，清 洗，烘干得抗菌复合材料。
[0023] 实施例2 一种多孔石墨烯载银/二氧化钛抗菌复合材料的制备方法，其包括以下步骤： (1)制备石墨烯量子点悬浮液:称取〇. 6g C60粉末，量取50~100ml质量分数为98%的浓 硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500rpm的速度搅拌，得 混合液;称取lg高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水 浴温度30~40°C，反应7h;快速加入200ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透 析3天，得石墨烯量子点悬浮液；lOOrpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照 45min，激光辐照功率为1.2W。
[0024] (2)制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌(500W超声功率，300rpm搅拌速度)60ml 石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.003mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为50°C，滴加浓度 为0.05mol/L二水合梓檬酸三钠，继续超声搅拌90min;陈化，清洗，烘干得负载银的石墨稀 量子点;石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3:3:2。
[0025] (3)将0.3g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（1000W超声功率，500rpm搅拌速度） 分散于乙醇中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，与负载银的 石墨烯量子点的质量比为2:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25°C，反应1小时;进行离 心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;将该沉淀在90°C下干燥3h，以得到Si0 2包覆的负 载银的石墨烯量子点。
[0026] (4 )将0.2mo 1 /L钛源(钛源为氟钛酸铵）加入到1 mo 1 /L硫酸溶液中，混合均匀；加 入步骤(3)制得的Si02包覆载银石墨烯量子点，升温至100°C，反应3h后，用浓氨水溶液调pH 值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点。
[0027] (5)载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理:将0.008g氧化石墨加入到8mL的分 散剂(DMS0冲，超声搅拌(500W超声功率，300rpm搅拌速度)并加入0.2g载银/二氧化钛石墨 烯量子点，继续超声搅拌30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜(50 mL)中，密封 后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为300W，220°C下反应60min;冷却，过滤，烘干得表 面处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。
[0028] (6)称取多孔石墨稀（2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm)配制成浓度为 0.5mg/ml的石墨稀分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（1000W超声功率， 800rpm搅拌速度)80ml石墨稀分散溶液，加入步骤(5)制得的载银/二氧化钛石墨稀量子点， 超声搅拌30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100°C下保温30min;冷却，离心，清洗， 烘干得抗菌复合材料。
[0029] 实施例3 一种多孔石墨烯载银/二氧化钛抗菌复合材料的制备方法，其包括以下步骤： (1)制备石墨烯量子点悬浮液:称取〇. 8g C60粉末，量取100ml质量分数为98%的浓硫 酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500rpm的速度搅拌，得混 合液;称取0.5g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水 浴温度30~40°C，反应8h;快速加入100ml纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透 析3天，得石墨烯量子点悬浮液；lOOrpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照 60min，激光辐照功率为1W。
[0030] (2)制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌(500W超声功率，300rpm搅拌速度)50ml 石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.001m〇l/L硝酸银溶液，控制反应温度为50°C，滴加浓度 为0.01mol/L二水合梓檬酸三钠，继续超声搅拌90min;陈化，清洗，烘干得负载银的石墨稀 量子点;石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3:2:1。
[0031] (3)将0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌（1000W超声功率，500rpm搅拌速度） 分散于乙醇中；之后加入体积比3:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，与负载银的 石墨烯量子点的质量比为1:1，调节pH值为9~10,反应温度为20~25°C，反应3小时;进行离 心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;将该沉淀在90°C下干燥3h，以得到Si0 2包覆的负 载银的石墨烯量子点。
[0032] (4)将0.1mol/L钛源(钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛)加入到 1 mo 1/L硫酸溶液中，混合均勾；加入步骤(3)制得的Si〇2包覆载银石墨稀量子点，升温至 110°C，反应4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛 石墨稀量子点。
[0033] (5)载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理:将O.Olg氧化石墨加入到5mL的分散 剂(DMS0)中，超声搅拌(500W超声功率，300rpm搅拌速度)并加入0. lg载银/二氧化钛石墨烯 量子点，继续超声搅拌30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜(50 mL)中，密封后 置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为400W，200°C下反应60min;冷却，过滤，烘干得表面 处理的载银/二氧化钛石墨烯量子点。
[0034] (6)称取多孔石墨稀（2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm)配制成浓度为 0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌（1000W超声功率， 800rpm搅拌速度）100ml石墨稀分散溶液，加入步骤（5)制得的载银/二氧化钛石墨稀量子 点，超声搅拌30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100°C下保温30min;冷却，离心，清 洗，烘干得抗菌复合材料。
[0035] 对比例1 一种多孔石墨烯载银/二氧化钛抗菌复合材料的制备方法，其包括以下步骤:称取多孔 石墨稀(2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm)配制成浓度为0.8mg/ml的石墨稀分散溶 液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜;超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅拌速度)80ml石墨烯 分散溶液，滴加浓度为0.001m 〇l/L硝酸银溶液，控制反应温度为50°C，滴加浓度为0.0 lmol/ L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌90min;陈化，清洗，烘干得抗菌复合材料。
[0036] 对比例2 一种多孔石墨烯载银/二氧化钛抗菌复合材料的制备方法，其包括以下步骤： (1)配制浓度为0.00lmol/L硝酸银溶液，控制反应温度为50°C，滴加浓度为0.0 lmol/L 二水合柠檬酸三钠，超声搅拌90min，硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为2:1;之后 加入体积比3:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，与负载银的石墨烯量子点的质量 比为1:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25°C，反应3小时;进行离心并依次用丙酮和去 离子水清洗获得沉淀;将该沉淀在90°C下干燥3h，以得到Ag/Si0 2; (2 )将0.1 m ο 1 / L钛源（钛源为氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛）加入到1 mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（1)制得的Ag/Si02,升温至110°C，反应4h后，用浓氨 水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到Ag/Si0 2/二氧化钛； (3)称取多孔石墨稀(2~5层，孔大小约3~6nm，层大小100~500nm)配制成浓度为0.8mg/ ml的石墨稀分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜;超声搅拌（1000W超声功率，800rpm搅 拌速度）l〇〇ml石墨稀分散溶液，加入步骤(3)制得的Ag/Si〇2/二氧化钛，超声搅拌30min，然 后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在l〇〇°C下保温30min;冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材 料。
[0037] 本发明所制备出的抗菌复合材料的抗菌活性评价的具体过程和步骤如下： 测试的细菌分别为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌；参照最小抑菌浓度（minimal inhibitory concentration , MIC)的测试方法（Xiang Cai , Shaozao Tan ,Ai 1 i Yu, Jinglin Zhang, Jiahao Liu, Wenjie Mai, Zhenyou Jiang. Sodiuml-naphthalenesulfonate- functioned reduced graphene oxide stabilize the silver nanoparticles with lower cytotoxicity and long-term antibacterial activity.Chemistry-An Asian Journal. 2012，7(7):1664_1670·)，先用电子天平称取 一定量的各实施例和对比例所制备的抗菌复合材料，将抗菌复合材料用ΜΗ肉汤对倍系列稀 释到不同浓度，分别加入到含有一定菌量的ΜΗ培养液中，使最终菌液的浓度约为10 6个/mL， 然后在37°C下振荡培养24h，观察其结果，如表1所示。不加抗菌样品的试管作为对照管，无 菌生长的实验管液体透明，以不长菌管的抗菌剂计量为该抗菌剂的最低抑菌浓度(MIC)。
[0038] 表1:实施例1~3和对比例1、2抗菌复合材料的抗菌性能
长效性试验:在40°C恒温水槽中放一锥形瓶，瓶内加入lg各实施例和对比例所制备的 抗菌复合材料样品和200mL盐水(0.9mass%)，并分别在水中浸泡6、24、72h后取样，测定其最 低抑菌浓度，如表2所示。
[0039] 表2:实施例1~3和对比例1、2抗菌复合材料的长效抗菌活性
实施例4 一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其包括以下步骤： (1) 预处理聚乳酸原料:将聚乳酸原料粉碎成300目粉末，分散于纯水中，超声1小时后， 边超声边微波辐照30min;洗涤，出料，干燥，即得预处理聚乳酸； (2) 在加热温度(60°C)下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液； 在超声搅拌下(800W超声功率，800rpm搅拌速度），滴加3mL浓度为0. lmol/L的实施例2抗菌 复合物水分散液，超声搅拌(300W超声功率，300rpm搅拌速度)60min，得抗菌聚乳酸混合 液;然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以300ml/min的速度将抗菌聚乳酸混合液喷射到喷雾 干燥器中，干燥得抗菌母粒;该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到 无水乙醇中，800rpm搅拌2h;逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌lh，过 滤后烘干； (3) 在加热温度(60°C)下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液； 在超声搅拌下(800W超声功率，800rpm搅拌速度），滴加3mL浓度为2g/L的娃藻土/无机氧化 物水分散液，超声搅拌(300W超声功率，300rpm搅拌速度)60min，得除甲醛聚乳酸混合液； 然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以300ml/min的速度将除甲醛聚乳酸混合液喷射到喷雾 干燥器中，干燥得除甲醛母粒;所述硅藻土/无机氧化物进行偶联剂预处理，具体为：硅藻 土/无机氧化物加入到无水乙醇中，800rpm搅拌2h;逐滴滴加占娃藻土/无机氧化物质量分 数2%的偶联剂，继续搅拌lh，过滤后烘干。所述硅藻土 /无机氧化物制备方法如下:混合以下 重量百分比的原料：Zr02 5%，Ti02 8%，Si02 16%，V205 4%，K20 2%，Sn02 3%，Cr203 3%， A1203 13%，Fe203 ll%，MgO 20%，Na208%，Mn02 7%，投入到PUHLER公司开发的大流量循环卧 式砂磨机中进行研磨，控制粒径在10~300nm之间；将硅藻土分散在120ml的水溶液中，加入 无机氧化物，200W超声300rpm搅拌2h，让纳米材料充分进入娃藻土孔隙中，多次抽滤清洗， 干燥得硅藻土 /无机氧化物;其中所述硅藻土与无机氧化物的重量比为1:4。
[0040] (4)将步骤(2)(3)制得的母粒混合拌匀获得的混合物倒入双螺杆挤出机的料斗 中，经双螺杆挤出机挤出成线状，经过0~5°C的冷却水槽冷却后，吹风机风干，所述吹风机 出风口温度保持在10~20°C，最后造粒获得所述聚乳酸抗菌除甲醛母粒。
[0041 ] 实施例5 一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其包括以下步骤： (1) 预处理聚乳酸原料:将聚乳酸原料粉碎成300目粉末，分散于纯水中，超声1小时后， 边超声边微波辐照30min;洗涤，出料，干燥，即得预处理聚乳酸； (2) 在加热温度(60°C)下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液； 在超声搅拌下(800W超声功率，800rpm搅拌速度），滴加3mL浓度为0.3mol/L的实施例2抗菌 复合物水分散液，超声搅拌(300W超声功率，300rpm搅拌速度)60min，得抗菌聚乳酸混合 液;然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以300ml/min的速度将抗菌聚乳酸混合液喷射到喷雾 干燥器中，干燥得抗菌母粒;该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到 无水乙醇中，800rpm搅拌2h;逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌lh，过 滤后烘干； (3)在加热温度(60°C)下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液； 在超声搅拌下(800W超声功率，800rpm搅拌速度），滴加3mL浓度为1.5g/L的娃藻土/无机氧 化物水分散液，超声搅拌（300W超声功率，300rpm搅拌速度)60min，得除甲醛聚乳酸混合 液;然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以300ml/min的速度将除甲醛聚乳酸混合液喷射到喷 雾干燥器中，干燥得除甲醛母粒;所述硅藻土 /无机氧化物进行偶联剂预处理，具体为:硅藻 土/无机氧化物加入到无水乙醇中，800rpm搅拌2h;逐滴滴加占娃藻土/无机氧化物质量分 数2%的偶联剂，继续搅拌lh，过滤后烘干。所述硅藻土 /无机氧化物制备方法如下:混合以下 重量百分比的原料：Zr02 5%，Ti02 8%，Si02 16%，V205 4%，K20 2%，Sn02 3%，Cr203 3%， A1203 13%，Fe203 ll%，MgO 20%，Na208%，Mn02 7%，投入到PUHLER公司开发的大流量循环卧 式砂磨机中进行研磨，控制粒径在10~300nm之间；将硅藻土分散在120ml的水溶液中，加入 无机氧化物，200W超声300rpm搅拌2h，让纳米材料充分进入娃藻土孔隙中，多次抽滤清洗， 干燥得硅藻土 /无机氧化物;其中所述硅藻土与无机氧化物的重量比为1:4。
[0042] (4)将步骤(2)(3)制得的母粒混合拌匀获得的混合物倒入双螺杆挤出机的料斗 中，经双螺杆挤出机挤出成线状，经过0~5°C的冷却水槽冷却后，吹风机风干，所述吹风机 出风口温度保持在10~20°C，最后造粒获得所述聚乳酸抗菌除甲醛母粒。
[0043] 实施例6 一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其包括以下步骤： (1) 预处理聚乳酸原料:将聚乳酸原料粉碎成300目粉末，分散于纯水中，超声1小时后， 边超声边微波辐照30min;洗涤，出料，干燥，即得预处理聚乳酸； (2) 在加热温度(60°C)下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液； 在超声搅拌下(800W超声功率，800rpm搅拌速度），滴加3mL浓度为0.5mol/L的实施例2抗菌 复合物水分散液，超声搅拌(300W超声功率，300rpm搅拌速度)60min，得抗菌聚乳酸混合 液;然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以300ml/min的速度将抗菌聚乳酸混合液喷射到喷雾 干燥器中，干燥得抗菌母粒;该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到 无水乙醇中，800rpm搅拌2h;逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌lh，过 滤后烘干； (3) 在加热温度(60°C)下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液； 在超声搅拌下(800W超声功率，800rpm搅拌速度），滴加3mL浓度为1 g/L的娃藻土/无机氧化 物水分散液，超声搅拌(300W超声功率，300rpm搅拌速度)60min，得除甲醛聚乳酸混合液； 然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以300ml/min的速度将除甲醛聚乳酸混合液喷射到喷雾 干燥器中，干燥得除甲醛母粒;所述硅藻土/无机氧化物进行偶联剂预处理，具体为：硅藻 土/无机氧化物加入到无水乙醇中，800rpm搅拌2h;逐滴滴加占娃藻土/无机氧化物质量分 数2%的偶联剂，继续搅拌lh，过滤后烘干。所述硅藻土 /无机氧化物制备方法如下:混合以下 重量百分比的原料：Zr02 5%，Ti02 8%，Si02 16%，V205 4%，K20 2%，Sn02 3%，Cr203 3%， A1203 13%，Fe203 ll%，MgO 20%，Na208%，Mn02 7%，投入到PUHLER公司开发的大流量循环卧 式砂磨机中进行研磨，控制粒径在10~300nm之间；将硅藻土分散在120ml的水溶液中，加入 无机氧化物，200W超声300rpm搅拌2h，让纳米材料充分进入娃藻土孔隙中，多次抽滤清洗， 干燥得硅藻土 /无机氧化物;其中所述硅藻土与无机氧化物的重量比为1:4。
[0044] (4)将步骤(2)(3)制得的母粒混合拌匀获得的混合物倒入双螺杆挤出机的料斗 中，经双螺杆挤出机挤出成线状，经过0~5°C的冷却水槽冷却后，吹风机风干，所述吹风机 出风口温度保持在10~20°C，最后造粒获得所述聚乳酸抗菌除甲醛母粒。
[0045] 对比例3 基于实施例6的制备方法，不同之处在于:未添加抗菌复合物。
[0046] 对比例4 基于实施例6的制备方法，不同之处在于:未添加硅藻土 /无机氧化物。
[0047] 对实施例4~6和对比例3、4聚乳酸材料的抗菌除臭及甲醛净化性能进行测试，结果 如下：
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此 而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方 案，均应落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其包括以下步骤： (1) 预处理聚乳酸原料:将聚乳酸原料粉碎成300目粉末，分散于纯水中，超声1小时后， 边超声边微波辐照30min;洗涤，出料，干燥，即得预处理聚乳酸； (2) 在加热温度下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液;在超声 搅拌下，滴加浓度为〇. 1~〇. 5mol/L的抗菌复合物水分散液，超声搅拌30~60min，得抗菌聚乳 酸混合液;然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200~300ml/min的速度将抗菌聚乳酸混合 液喷射到喷雾干燥器中，干燥得抗菌母粒； (3) 在加热温度下，将一半预处理聚乳酸溶解于有机溶剂中，得到聚乳酸溶液;在超声 搅拌下，滴加浓度为1~2g/L的娃藻土/无机氧化物水分散液，超声搅拌30~60min，得除甲醛 聚乳酸混合液;然后通入喷雾干燥器的贮备槽中，以200~300ml/min的速度将除甲醛聚乳 酸混合液喷射到喷雾干燥器中，干燥得除甲醛母粒； (4) 将步骤(2)(3)制得的母粒混合拌匀获得的混合物倒入双螺杆挤出机的料斗中，经 双螺杆挤出机挤出成线状，经过〇~5°C的冷却水槽冷却后，吹风机风干，所述吹风机出风口 温度保持在10~20°C，最后造粒获得所述聚乳酸抗菌除甲醛母粒。2. 根据权利要求1所述的聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其特征在于，所述抗菌复 合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中，500~800rpm搅拌1~2h; 逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过滤后烘干。3. 根据权利要求1所述的聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其特征在于，所述硅藻 土/无机氧化物进行偶联剂预处理，具体为:娃藻土/无机氧化物加入到无水乙醇中，500~ 800rpm搅拌1~2h;逐滴滴加占娃藻土 /无机氧化物质量分数2%的偶联剂，继续搅拌1~2h，过 滤后烘干。4. 根据权利要求1或3所述的聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其特征在于，所述硅 藻土/无机氧化物制备方法如下：混合以下重量百分比的原料：Zr02 5%，Ti02 8%，Si02 16%，V205 4%，K20 2%，Sn02 3%，Cr203 3%，A1203 13%，Fe203 ll%，MgO 20%，Na208%，Mn02 7%，投入到PUHLER公司开发的大流量循环卧式砂磨机中进行研磨，控制粒径在10~300nm之 间；将娃藻土分散在120ml的水溶液中，加入无机氧化物，100~200W超声100~300rpm搅拌2h， 让纳米材料充分进入娃藻土孔隙中，多次抽滤清洗，干燥得娃藻土/无机氧化物;其中所述 硅藻土与无机氧化物的重量比为1~2:3~5。5. 根据权利要求1所述的聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其特征在于，所述抗菌复 合物通过以下方法制得： (1) 制备负载银的石墨烯量子点：超声搅拌50~60ml石墨烯量子点悬浮液，滴加硝酸银 溶液，控制反应温度为45~60 °C，滴加，继续超声搅拌60~120min;陈化，清洗，烘干得负载银 的石墨烯量子点； (2) 将0.1~0.5g负载银的石墨烯量子点超声搅拌分散于乙醇中；之后加入体积比3~5:1 的水和氨水，搅拌均匀后加入正娃酸乙酯，调节pH值为9~10,反应温度为20~25°C，反应1~3 小时;进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀;干燥，得到Si0 2包覆的负载银的石 墨烯量子点； (3) 将0.1~0.3mol/L钛源加入到1 mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（2)制得的 Si02包覆载银石墨烯量子点，升温至100~110°C，反应2~4h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈 化，清洗，干燥，得到载银/二氧化钛石墨烯量子点； (4) 载银/二氧化钛石墨烯量子点的表面处理； (5) 称取多孔石墨烯配制成浓度为0.2~0.8mg/ml的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或 二甲基亚砜;超声搅拌80~100ml石墨烯分散溶液，加入步骤(4)制得的载银/二氧化钛石墨 烯量子点，超声搅拌10~30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在80~120°C下保温15~ 30min;冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合材料。6. 根据权利要求5所述的聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其特征在于，所述石墨烯 量子点悬浮液的制备方法如下：称取〇. 5~0.8g C60粉末，量取50~100ml质量分数为98 %的 浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以300~500rpm的速度 搅拌，得混合液;称取〇 . 5~3g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成 水浴，保持水浴温度30~40 °C，反应5~8h;快速加入100~200ml纯水，过滤，然后用截留分子量 为1000的透析袋透析3天，得石墨稀量子点悬浮液；lOOrpm速度搅拌石墨稀量子点悬浮液， 同时激光辐照30~60min，激光辐照功率为1~2W。7. 根据权利要求5所述的聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其特征在于，所述多孔石 墨稀为2~5层，孔大小约3~6nm的多孔石墨稀。8. 根据权利要求5所述的聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其特征在于，所述载银/ 二氧化钛石墨烯量子点的表面处理具体为:将0.005~0.0 lg氧化石墨加入到5~10mL的分散 剂中，超声搅拌并加入0.1~〇.3g载银/二氧化钛石墨烯量子点，继续超声搅拌10~30min，移 至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率 为200~400W，200~240 °C下反应60~90min;冷却，过滤，烘干得表面处理的载银/二氧化钛石 墨烯量子点。9. 根据权利要求5所述的聚乳酸抗菌除甲醛母粒的制备方法，其特征在于，所述钛源为 氟钛酸钾、氟钛酸铵、钛酸异丙酯或四氯化钛。
【文档编号】C08K3/22GK106084704SQ201610748633
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月29日
【发明人】陆庚
【申请人】佛山市高明区尚润盈科技有限公司