一种纳米抗菌型刷丝材料及其拉丝工艺及在毛刷中的应用的制作方法

本技术涉及刷丝材料领域，更具体地说，它涉及一种纳米抗菌型刷丝材料及其拉丝工艺及在毛刷中的应用。

背景技术：

1、纳米抗菌型刷丝材料一般由基体材料、抗菌剂等组成。其中，基体材料可以是塑料、橡胶、纤维等；抗菌剂可以是银、锌、天然植物提取物等。

2、纳米抗菌型刷丝材料是一种新型的抗菌材料，相比传统抗菌材料，它具有以下优点：1.广谱抗菌：纳米抗菌型刷丝材料能够杀死多种细菌和霉菌，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等常见细菌的抗菌率高达99％以上。

3、2.适应性强：该材料能够在高温、高湿、酸性、碱性等恶劣环境下保持良好的抗菌性能。

4、3.易于加工：纳米抗菌型刷丝材料可采用常规的塑料加工工艺进行生产，如注塑、挤出、吹塑等，加工过程简单方便。

5、但是纳米抗菌型刷丝材料也存在对抗菌剂依赖的缺点，如果抗菌剂流失或失效，将导致材料抗菌性能下降。

6、尤其是用于清洁的刷丝材料，在某些特殊场景需要强有力地对污垢区域进行清洁。在高强度的清洁下，刷丝的抗菌剂很容易流失，导致失去或削弱抗菌效果，从而影响清洁质量。因此，还有待改善。

技术实现思路

1、为了改善上述问题，本技术提供一种纳米抗菌型刷丝材料及其拉丝工艺及在毛刷中的应用。

2、第一方面，本技术提供一种纳米抗菌型刷丝材料，采用如下的技术方案：

3、一种纳米抗菌型刷丝材料，按照质量份数，包括以下制备原料：90-110份尼龙、1-5份

4、羟基磷灰石、5-15份钛合金、1-3份偶联剂。

5、通过采用上述技术方案，选用特定的羟基磷灰石、钛合金与尼龙共同配合，生成的刷丝材料具有更高的强度和刚性，钛合金颗粒、羟基磷灰石颗粒与尼龙基体紧密结合，形成一种类似“钢筋混凝土”的结构，使得刷丝材料的耐磨度大幅度得到提升。该刷丝材料能够对污垢区域进行强有力的清洁。且，由于耐磨性得到提高，刷丝材料中的发挥抗菌效果的组分也不会那么容易因使用而流失，延长了抗菌有效性。

6、而关于抗菌效果，在羟基磷灰石、钛合金特定用量的共同配合下，可以与细菌表面的磷酸根离子发生反应，从而改变细菌的粘附能力，从而起到杀菌、抑菌的作用。并且，具有一定粗糙度和几何形状的羟基磷灰石、钛合金还能切割、磨损、撞击菌体，有效破坏细菌的菌膜，同时与细菌表面的物质产生互相作用，干扰细菌的代谢和生长，从而有效抑制细菌生长。

7、优选的，按照质量份数，所述尼龙为100份，羟基磷灰石为2.5-4.0份，钛合金为8-12份。

8、通过采用上述技术方案，进一步限定尼龙、羟基磷灰石、钛合金在特定的用量下配合，使得羟基磷灰石、钛合金能够与尼龙之间具有更加紧密的结合，并且在尼龙体系中均匀分散，刷丝材料具有更高的耐磨性和更长效、更强劲的抗菌效果。

9、第二方面，本技术提供一种纳米抗菌型刷丝材料的拉丝工艺，采用如下的技术方案：

10、一种纳米抗菌型刷丝材料的拉丝工艺，包括以下步骤：

11、步骤1：将尼龙、羟基磷灰石、钛合金混合，加热至80-120℃处理15-45min；

12、步骤2：使用稀释剂稀释偶联剂，得到偶联剂溶液，然后与步骤1的物料搅拌混合；

13、步骤3：将步骤2的物料置于150-180℃的加热条件处理15-45min；

14、步骤4：将步骤3的物料于230-265℃条件下熔融、挤出，拉伸成丝，切断成型，得到刷丝材料。

15、优选的，偶联剂为硅烷偶联剂。

16、优选的，稀释剂可以为丙酮、乙醇中的一种。

17、优选的，偶联剂与稀释剂的质量比为1：(25-35)，以偶联剂的质量为基准。

18、优选的，所述羟基磷灰石、钛合金在与尼龙混合前，还包括以下处理：

19、步骤01：将羟基磷灰石与醇溶液超声混合，得到混合溶液；

20、步骤02：以浸涂方式在钛合金表面涂覆混合溶液；

21、步骤03：浸涂完成后，干燥步骤02得到的物料；

22、步骤04：将步骤03的物料在850-900℃的条件下烧结，得到复合物；

23、复合物与尼龙混合。

24、将羟基磷灰石、钛合金提前混合，制备得到复合物。通过采用上述技术方案，羟基磷灰石与钛合金表面接触，两者之间产生一定的相互作用力，羟基磷灰石包覆在钛合金表面，形成一层羟基磷灰石层。

25、复合物与尼龙体系混合时，位于最外层的羟基磷灰石层中的部分钙离子能够快速与尼龙表面的羧基发生配位作用，形成稳定牢固的化学键合作用，使得复合物整体牢固地固定在尼龙体系内，既可以有效提高刷丝材料的强度、耐磨性，羟基磷灰石、钛合金也不容易从尼龙体系中脱落，能够长效抑菌。

26、并且，在后续长时间、高强度使用刷丝时，若发生磨损，也是先将最外层的部分羟基磷灰石磨掉，在内部的钛合金依旧可以起到良好的抗菌作用。而又由于复合物是与尼龙体系共同混合，即便刷丝最外侧发生磨损，裸露出来的新的最外侧也含有众多均匀分散、紧密结合的复合物发挥抑菌抗菌作用。

27、优选的，所述步骤01中，羟基磷灰石与醇溶液的混合条件为300-400w、15-20khz、5-15min。

28、优选的，醇溶液为乙醇溶液。

29、优选的，羟基磷灰石与醇溶液的质量比为1：(15-25)，以羟基磷灰石的质量为基准。

30、通过采用上述技术方案，进一步限定羟基磷灰石与醇溶液的混合条件，使羟基磷灰石在体系中均匀分散，后续浸涂时，在钛合金表面均匀包覆，生成品质更好的复合物。

31、优选的，所述步骤02的浸涂方式包括：将钛合金浸泡在混合溶液内5-15min，然后以1-3mm/s的提拉速度将浸泡过的钛合金取出。

32、通过采用上述技术方案，进一步限定浸涂时，钛合金的浸泡时间及提拉速度，使羟基磷灰石有充分时间包覆于钛合金表面。

33、优选的，所述钛合金在浸涂前，还需要进行预处理，预处理包括打磨、清洗、酸蚀、干燥。

34、具体为，采用砂纸机械打磨钛合金表面，砂纸可以采用300-500目的。

35、然后使用丙酮对打磨后的钛合金进行超声清洗、离子水冲洗。

36、再将冲洗后的钛合金投入酸蚀液中酸蚀。

37、然后再用乙醇对酸蚀过的钛合金进行超声清洗，随后干燥。

38、上述预处理属于常规选择、操作，主要是为了清除部分钛合金表面的杂质，便于羟基磷灰石在钛合金表面良好附着。

39、优选的，所述复合物的粒径为15-45nm。

40、通过采用上述技术方案，进一步限定烧结后所得到复合物的粒径，使复合物的粒径处于纳米级别，后续在尼龙体系中具有更好的分布作用，并发挥良好的抗菌作用。

41、第三方面，本技术提供一种纳米抗菌型刷丝材料在毛刷中的应用。

42、本技术采用特殊的原料、特殊的工艺去制备得到刷丝材料，羟基磷灰石、钛合金与尼龙体系紧密结合，赋予刷丝材料更高的强度、耐磨性，具有抑菌、抗菌的成分不容易脱落。同时，羟基磷灰石、钛合金之间形成特殊结构，具有强效杀菌、抑菌作用，并且可以长效发挥作用；即便刷丝材料被部分磨损，对抗菌效果影响较小，能够有效改善刷丝材料抗菌剂在使用时容易流失的现象。

43、本技术所提供给的刷丝材料具有良好的强度、耐磨性和有效、长效的抗菌作用，能够适用于某些需要强有力去除污垢的清洁场景，适合在本领域中推广使用。

44、综上所述，本技术具有以下有益效果：

45、1、本技术采用羟基磷灰石、钛合金与尼龙在特定用量下共同配合，钛合金颗粒、羟基磷灰石颗粒与尼龙基体紧密结合，使得刷丝材料的耐磨度、强度大幅度得到提升。

46、2、本技术中优选采用羟基磷灰石、钛合金，能够破坏细菌的菌膜，改变细菌的粘附能力，干扰细菌的代谢与生长，起到强有力的抗菌作用。

47、3、本技术采用特殊的原料、特殊的工艺去制备得到刷丝材料，使羟基磷灰石、钛合金与尼龙结合紧密，改善刷丝材料的力学性能，抗菌有效成分不容易脱落，从而能够适用于某些需要强有力去除污垢的清洁场景。