一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法，首先采用含乙烯基表面改性剂对天然负离子粉进行表面处理，得到表面含乙烯基天然负离子粉体，再引发叔胺单体-酰胺单体混合物在所述表面含乙烯基负离子粉表面进行接枝共聚合反应，得到叔胺化负离子粉，最后将叔胺化负离子粉与季铵盐化试剂反应，经处理得到季铵盐化负离子粉，即抗菌型塑料负离子添加剂。本发明专利技术的制备方法简单易行，所得产品集广谱抗菌性能和负离子保健性能于一体，适合于聚氨酯泡沫等聚合物生产上的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法
本专利技术涉及多功能塑料添加剂制备领域，具体涉及一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法。
技术介绍
清新、洁净的环境，可维持身心平衡，保持健康。空气、水、阳光被誉为生命三大构成要素，其中空气为首要因素。然而，现代工业环境的污染，使空气的洁净度遭受到极大的损害，空气中正负离子的平衡被破坏，日益增多的微粒粉尘和污染物、各种机械及电器产生的正离子，使能够给我们舒适生活环境的空气负离子数目急剧减少，人类的健康受到莫大的威胁。因此，世界各国科学家、工程技术人员开始了负离子与健康、释放负离子材料开发、负离子环境评价等研究。负离子粉是多种元素混合而成的矿物质，其具有热电性和压电性，温度和压力的微小变化，就会引起负离子粉成分之间的电势差，从而使空气中的分子发生电离产生电子，电子附着于其它未电离的分子上即产生负离子。负离子可以净化空气、消除空气中的异味和有害气体；可以刺激人体的大脑皮层，消除疲劳，促进人体的新陈代谢。因此，有效利用天然负离子粉体，开发对人体有益的产品具有重要的意义和经济价值。目前，负离子粉应用的主要不足之处为：1、负离子粉在塑料基体材料中的分散性较差，降低负离子效果；2、负离子粉与塑料基体材料结合力较差，使用过程容易脱落；3、只能赋予塑料单一的负离子保健功能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集广谱抗菌性能和负离子保健性能于一体的抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法，所述抗菌型塑料负离子添加剂是一种季铵盐化的负离子粉。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法，包括以下步骤：1）在惰性气体保护下，采用含乙烯基表面改性剂对天然负离子粉进行表面修饰，从而在负离子粉表面引入可参与自由基聚合反应的乙烯基，并保证负离子粉颗粒的稳定分散，得到表面含乙烯基天然负离子粉，所述含乙烯基表面改性剂的重量为天然负离子粉重量的5-100%，反应温度25-100℃；2）在惰性气体保护下，采用常规的自由基聚合技术，在自由基引发剂存在下，引发叔胺单体-酰胺单体混合物在步骤1）得到的表面含乙烯基天然负离子粉表面共聚合，得到叔胺化负离子粉，所述叔胺单体-酰胺单体混合物中叔胺单体与酰胺单体的重量比为1-15：1，所述叔胺单体-酰胺单体混合物重量为天然负离子粉重量的50-1500%，所述自由基引发剂重量为叔胺单体-酰胺单体混合物重量的1-10%，反应温度50-100℃；3）将季铵盐化试剂溶解于有机溶剂中，得到铵盐化试剂溶液；然后在惰性气体保护下，将步骤2）得到的叔胺化负离子粉加入上述铵盐化试剂溶液中，进行季铵化反应，所述季铵盐化试剂与有机溶剂的重量比为1：1-5，所述叔胺化负离子粉与铵盐化试剂溶液的重量比为1：3-10，反应温度25-80℃，所得产物经洗涤、干燥，得到季铵盐化负离子粉，即抗菌型塑料负离子添加剂。所述步骤1）、2）、3）中的惰性气体为氮气、氩气或氦气。所述步骤1）中，所述含乙烯基表面改性剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷或乙烯基三乙酰氧基硅烷。所述步骤1）中，所述负离子粉为电气石粉、六环石粉、蛋白石粉、奇冰石粉或奇才石粉。所述步骤2）中，所述自由基引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化二苯甲酰。所述步骤2）中，所述叔胺单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或4-乙烯基吡啶。所述步骤2）中，所述所述酰胺单体为丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺或N-羟甲基丙烯酰胺。所述步骤3）中，所述季铵盐化试剂为苄基溴、碘甲烷、溴乙烷、溴代正丁烷、溴代十二烷或硫酸二甲酯。所述步骤3）中，所述有机溶剂为乙腈、乙二醇、丙酮、乙醇或二氯甲烷。本专利技术采用以上技术方案，首先采用含乙烯基表面改性剂对天然负离子粉进行表面处理，得到表面含乙烯基天然负离子粉体，再引发叔胺单体-酰胺单体混合物在所述表面含乙烯基负离子粉表面进行接枝共聚合反应，得到叔胺化负离子粉，最后将叔胺化负离子粉与季铵盐化试剂反应，经处理得到季铵盐化负离子粉，即本专利技术所述抗菌型塑料负离子添加剂。本专利技术的制备方法简单易行，所得产品集广谱抗菌性能（季铵盐）和负离子保健性能于一体，适合于聚氨酯泡沫等聚合物生产上的应用。本专利技术提出抗菌型塑料负离子添加剂的设计方法，在天然负离子粉表面共聚接枝季铵盐聚合物，具有如下有益效果：（1）采用季铵盐聚合物对负离子粉进行表面改性，可以提高负离子粉在聚合物基体中的分散及相容性，有效发挥负离子的性能；（2）在负离子粉表面接枝聚合物分子链中引入聚丙烯酰胺链段，表面的氨基可以参与基体材料（如聚氨酯）的聚合反应，从而使得负离子功能粉体和基体材料之间紧密相连，不容易脱落；（3）负离子粉表面的季铵盐可以赋予其广谱抗菌性能。具体实施方式一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法，包括以下步骤：1）在惰性气体保护下，采用含乙烯基表面改性剂对天然负离子粉进行表面修饰，从而在负离子粉表面引入可参与自由基聚合反应的乙烯基，并保证负离子粉颗粒的稳定分散，得到表面含乙烯基天然负离子粉，所述含乙烯基表面改性剂的重量为天然负离子粉重量的5-100%，反应温度25-100℃；2）在惰性气体保护下，采用常规的自由基聚合技术，在自由基引发剂存在下，引发叔胺单体-酰胺单体混合物在步骤1）得到的表面含乙烯基天然负离子粉表面共聚合，得到叔胺化负离子粉，所述叔胺单体-酰胺单体混合物中叔胺单体与酰胺单体的重量比为1-15：1，所述叔胺单体-酰胺单体混合物重量为天然负离子粉重量的50-1500%，所述自由基引发剂重量为叔胺单体-酰胺单体混合物重量的1-10%，反应温度50-100℃；3）将季铵盐化试剂溶解于有机溶剂中，得到铵盐化试剂溶液；然后在惰性气体保护下，将步骤2）得到的叔胺化负离子粉加入上述铵盐化试剂溶液中，进行季铵化反应，所述季铵盐化试剂与有机溶剂的重量比为1：1-5，所述叔胺化负离子粉与铵盐化试剂溶液的重量比为1：3-10，反应温度25-80℃，所得产物经洗涤、干燥，得到季铵盐化负离子粉，即抗菌型塑料负离子添加剂。所述步骤1）、2）、3）中的惰性气体为氮气、氩气或氦气。所述步骤1）中，所述含乙烯基表面改性剂为乙烯基三氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷或乙烯基三乙酰氧基硅烷。所述步骤1）中，所述负离子粉为电气石粉、六环石粉、蛋白石粉、奇冰石粉或奇才石粉。所述步骤2）中，所述自由基引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈或过氧化二苯甲酰。所述步骤2）中，所述叔胺单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或4-乙烯基吡啶。所述步骤2）中，所述所述酰胺单体为丙烯酰胺、2-甲基丙烯酰胺、异丙基丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺或N-羟甲基丙烯酰胺。所述步骤3）中，所述季铵盐化试剂为苄基溴、碘甲烷、溴乙烷、溴代正丁烷、溴代十二烷或硫酸二甲酯。所述步骤3）中，所述有机溶剂为乙腈、乙二醇、丙酮、乙醇或二氯甲烷。实施例1一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法，包括以下步骤：1）在氮气保护下，采用乙烯基三甲氧基硅烷对电气石粉（500目）进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）在惰性气体保护下，采用含乙烯基表面改性剂对负离子粉进行表面修饰，从而在负离子粉表面引入可参与自由基聚合反应的乙烯基，得到表面含乙烯基负离子粉，所述含乙烯基表面改性剂的重量为负离子粉重量的5‑100%，反应温度25‑100℃；2）在惰性气体保护下，在自由基引发剂存在下，引发叔胺单体‑酰胺单体混合物在步骤1）得到的表面含乙烯基负离子粉表面共聚合，得到叔胺化负离子粉，所述叔胺单体‑酰胺单体混合物中叔胺单体与酰胺单体的重量比为1‑15：1，所述叔胺单体‑酰胺单体混合物重量为负离子粉重量的50‑1500%，所述自由基引发剂重量为叔胺单体‑酰胺单体混合物重量的1‑10 %，反应温度50‑100℃；3）将季铵盐化试剂溶解于有机溶剂中，得到铵盐化试剂溶液；然后在惰性气体保护下，将步骤2）得到的叔胺化负离子粉加入上述铵盐化试剂溶液中，进行季铵化反应，所述季铵盐化试剂与有机溶剂的重量比为1：1‑5，所述叔胺化负离子粉与铵盐化试剂溶液的重量比为1：3‑10，反应温度25‑80℃，所得产物经洗涤、干燥，得到季铵盐化负离子粉，即抗菌型塑料负离子添加剂。...

【技术特征摘要】
1.一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）在惰性气体保护下，采用含乙烯基表面改性剂对负离子粉进行表面修饰，从而在负离子粉表面引入可参与自由基聚合反应的乙烯基，得到表面含乙烯基负离子粉，所述含乙烯基表面改性剂的重量为负离子粉重量的5-100%，反应温度25-100℃；2）在惰性气体保护下，在自由基引发剂存在下，引发叔胺单体-酰胺单体混合物在步骤1）得到的表面含乙烯基负离子粉表面共聚合，得到叔胺化负离子粉，所述叔胺单体-酰胺单体混合物中叔胺单体与酰胺单体的重量比为1-15：1，所述叔胺单体-酰胺单体混合物重量为负离子粉重量的50-1500%，所述自由基引发剂重量为叔胺单体-酰胺单体混合物重量的1-10%，反应温度50-100℃；3）将季铵盐化试剂溶解于有机溶剂中，得到铵盐化试剂溶液；然后在惰性气体保护下，将步骤2）得到的叔胺化负离子粉加入上述铵盐化试剂溶液中，进行季铵化反应，所述季铵盐化试剂与有机溶剂的重量比为1：1-5，所述叔胺化负离子粉与铵盐化试剂溶液的重量比为1：3-10，反应温度25-80℃，所得产物经洗涤、干燥，得到季铵盐化负离子粉，即抗菌型塑料负离子添加剂。2.根据权利要求1所述的一种抗菌型塑料负离子添加剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1）、2）、3）中的惰性气体为氩气或氦气。3.根据权利要求1所述的一种抗菌型塑料...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡力锋，许明洪，
申请(专利权)人：福建越特新材料科技有限公司，莆田学院，
类型：发明
国别省市：福建;35