CN101787167B - 一种高性能抗菌木塑复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高性能抗菌木塑复合材料及其制备方法,涉及由表面接枝改性植物纤维粉与塑料粉共混而得的复合材料。该高性能抗菌木塑复合材料包含表面接枝多种抗菌剂的改性植物纤维粉及回收塑料粉等组分。通过高能辐射将多种活性抗菌单体接枝到植物纤维粉表面,可显著提高木塑复合材料抗菌的长效性和力学性能。本发明的高性能抗菌木塑复合材料是所述组分通过塑料加工中通用的熔融共混方法而制备。该木塑复合材料不仅具有良好的长效抗菌性,而且由于植物纤维表面的化学接枝改性,显著改善了木塑复合材料中的木、塑界面,使材料力学性能和抗吸水性能得到大大提高。本发明的木塑复合材料可应用于室内外装饰、家具及包装等领域。
Description
技术领域
本发明涉及木塑复合材料,具体涉及一种用废旧塑料粉、表面接枝改性植物纤维粉制备高性能抗菌木塑复合材料及其制备方法。
背景技术
木塑复合材料是木质纤维与热固性或热塑性聚合物的组合材料。两种材料的混合弱化了他们原有的性能缺陷。与木材相比,木塑复合材料产品不易吸水、更易设计以及更少需要维护等等;与塑料相比,木塑复合材料更硬、更廉价、更轻以及更小的热变形。然而另一方面,两种材料的复合给最终材料也带来了新的缺陷。与木材相比,木塑复合材料的杨氏模量更低、密度更高而且更贵。木塑复合材料是一种各向异性材料,比塑料更脆,更易变色、更容易吸水。
相对稳定的颜色以及不需要象木材那样进行化学防腐处理,现在木塑复合材料越来越多的被用于装饰材料,特别是户外装饰。在美国,木塑复合材料被看成是一种可以替代防腐处理木材的由回收塑料和回收木料制备的廉价材料。而在欧洲,木塑复合材料被看成是一种由可再生材料制备的可替代热带硬木的高科技产品。而在中国,由于价格及生产技术的问题,木塑复合材料尚未得到广泛的应用。
木塑复合材料出现之初,其中的木质纤维粒子被认为能够被塑料完全包裹,所以水及真菌、霉菌都不能与木塑复合材料中的木质成分接触。但这种最初的假设被后来的事实证明是错误的。因为木塑复合材料在湿热条件下长期使用也会象木材一样被微生物进攻而发霉、长菌。特别是在木塑复合材料的后加工表面、表面缺陷处有木质纤维裸露的部位,更容易发霉、长菌。
由于木质纤维粒子与聚合物间的界面粘结力差,木质纤维粒子没有能够被塑料很好的包覆,界面间存在着大量微小的裂纹。在潮湿的条件下,水份能够沿着小裂纹不断渗入木塑复合材料的内部,并不断被木质纤维粒子所吸收。木质纤维粒子为各类细菌的滋生提供炭源,木塑复合材料逐渐被微生物腐化,逐渐褪色、发霉、长菌,力学性能不断下降。最终,由于木质纤维粒子的深度降解而导致木塑复合材料的解体。
目前,都是通过外加抗菌防腐剂的方式改善木塑复合材料的抗菌性能。但由于木塑复合材料加工温度高达两百多度,一般的抗菌防腐剂在木塑复合材料加工过程中会发生分解,从而失去抗菌防腐作用。耐高温抗菌防腐剂即使在加工过程中能够较好的保持抗菌防霉功能,但在木塑复合材料的使用过程中,小分子抗菌防霉剂也会逐渐迁移到木塑复合材料表面,并不断被雨水冲刷而带走,抗菌防腐效果也会逐渐消失。制备具有长效抗菌防腐功能的木塑复合材料一直是一个具有挑战性的工作。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有木塑复合材料长期使用抗菌性能差的缺点,通过高能辐射在植物纤维粒子表面接枝活性抗菌单体,提高活性抗菌单体的稳定性和长效性,从而实现木塑复合材料抗菌性能的长效性。
本发明还提供上述高性能抗菌木塑复合材料的制备方法。
一种高性能抗菌木塑复合材料,其特征是由以下重量份的原料混合、挤出造粒而制得:
10~60目的粉状回收塑料 100份;
表面改性的60~500目的植物纤维粉 20~180份;
活性碳酸钙 10~80份;
相容剂 5~30份;
硬脂酸钙 1~8份;
硬脂酸锌 1~8份;
PE蜡 1~10份;
抗氧剂 1~5份;
光稳定剂 1~5份;
色粉 1~5份。
进一步的,回收塑料为回收PVC、回收PE、回收PP、回收PS、回收PMMA、回收PET中的一种或一种以上的组合物。
进一步的,植物纤维粉为木粉、竹粉、谷糠、椰壳粉、秸秆粉、玉米秆粉中的一种或一种以上的组合物。
进一步的,所述植物纤维粉表面接枝了季铵盐活性抗菌单体和恶唑烷酮类活性抗菌单体。
进一步的,所述的植物纤维粉的表面处理过程如下:
将季铵盐活性抗菌单体重量含量为1~15%、恶唑烷酮类活性抗菌单体重量含量为1~10%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维粉重量的5~10%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy产生表面接枝改性植物纤维粉。
进一步的,所述季铵盐活性抗菌单体为丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基二乙基氯化铵、丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵或二丙烯酰氧乙基-苄基-甲基氯化铵中的一种或一种以上的组合物。
进一步的,所述恶唑烷酮类活性抗菌单体为4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮、4-丙烯酰氧基甲基-4-乙基-1,3恶唑烷-2-酮或1-丙烯基-海因中的一种或一种以上的组合物。
进一步的,所述的木塑复合材料是采用以下工艺步骤进行制备:
将各组份原料按重量比称取后投入到高速混合机中,在90~110℃下、50~100转/分钟的转速下,高速混合10~20分钟;将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒得到高性能抗菌木塑复合材料,挤出温度是130~220℃、螺杆转速是30~60转/分钟。
本发明制得的木塑复合材料具有良好长效抗菌性能,同时还具有很高的力学性能。本发明专利所提供的方法能够在保证木塑复合材料具优异力学性能的前提下,赋予其更优异的长效抗菌性,使木塑复合材料能够更好的满足室内外装饰、家具、包装等领域的应用。
本发明与已有技术相比具有以下优点:
(1)更优异的长效抗菌性能:通过表面接枝改性技术,在植物纤维粒子表面接枝上两种具有不同抗菌功能的活性抗菌单体。活性抗菌单体通过化学键连接在植物纤维粒子的表面,在加工过程中,抗菌单体具有更好的稳定性,最大程度的减少了抗菌单体的分解,很好的保持了抗菌单体的功能性。使用过程中,由于活性抗菌单体与植物纤维粒子是通过化学键结合在一起的,因此很好的避免了小分子抗菌单体的迁移现象。因此,活性抗菌单体在植物纤维粒子表面的化学接枝,为木塑复合材料的长效抗菌性能提供了最有利的保证。另外,接枝两种具有不同功能的活性抗菌单体,使木塑复合材料具有更广谱的抗菌性能。
(2)高效而简单的表面接枝改性:应用高能辐射进行表面接枝是一种高效而简单的表面接枝手段。高能辐射技术应用于表面接枝改性已经获得了巨大成功,被广泛应用于各类用途的表面接枝改性领域。通过高能辐射进行表面接枝活性抗菌单体,不仅能够实现活性抗菌单体的有效接枝,而且操作简单、成本低廉,适于工业化生产。
(3)良好的木、塑界面:应用活性抗菌单体对木质纤维粒子进行表面接枝,不仅提高了木质纤维粒子的抗菌性能,而且改善了木质纤维粒子与塑料的两相界面,提高了木、塑界面的粘结强度,使木塑复合材料具有更好的力学性能,木塑复合材料吸水性同时也得到了明显的改善。
(4)简单高效的加工方法:本发明木塑复合材料的制备工艺简单,对设备要求低,生产能耗低、成本低、性能高,具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式
下面给出实施例以对本发明进行具体的描述,有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明,不能理解为对本发明保护范围的限制,该领域的技术人员根据本发明内容对本发明做出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
按重量配比称取干燥好的粒径为10目的回收PE塑料粉100份,粒径为60目的经丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵和4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮表面接枝的木粉20份,活性碳酸钙80份,相容剂PE-g-MAH 10份,硬脂酸钙6份,硬脂酸锌8份,PE蜡10份,抗氧剂1010 3份,光稳定剂770 4份,色粉2份,将上述原料投入到高速混合机中,在90℃下、90转/分钟的转速下,高速混合18分钟。将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机各段温度分别为:140℃、170℃、190℃、190℃、195℃和195℃(机头温度),螺杆转速是30转/分钟。粒料经压制法制成标准样条,进行各项力学性能和抗菌性能的测试。配方、测试标准及结果如表7所示,各组分均以重量份数计。
植物纤维木粉的表面接枝过程如下:
将丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵重量含量为1%、4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮重量含量为10%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维木粉重量的5%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改性木粉。
通过琼脂板菌落计数方法,测定高性能抗菌木塑复合材料对褐腐菌在作用一段时间后的抗菌性能,其结果如表1所示。可见本实施例所提供的高性能抗菌木塑复合材料对褐腐菌具有良好的长效抗菌性能。
表1实施例1高性能抗菌木塑复合材料的抗菌性能
实施例2
按重量配比称取干燥好的粒径为20目的回收PP塑料粉100份,粒径为150目的经甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵和4-丙烯酰氧基甲基-4-乙基-1,3恶唑烷-2-酮表面接枝的竹粉40份,活性碳酸钙60份,相容剂PP-g-MAH 15份,硬脂酸钙8份,硬脂酸锌6份,PE蜡6份,抗氧剂1076 4份,光稳定剂292 4份,色粉3份,将上述原料投入到高速混合机中,在95℃下、100转/分钟的转速下,高速混合12分钟。将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机各段温度分别为:180℃、200℃、210℃、210℃、215℃和215℃(机头温度),螺杆转速是35转/分钟。粒料经压制法制成标准样条,进行各项力学性能和抗菌性能的测试。配方、测试标准及结果如表7所示,各组分均以重量份数计。
植物纤维竹粉的表面接枝过程如下:
将甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵重量含量为5%、4-丙烯酰氧基甲基-4-乙基-1,3恶唑烷-2-酮重量含量为8%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维竹粉重量的6%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改性竹粉。
实施例3
按重量配比称取干燥好的粒径为30目的回收PVC塑料粉100份,粒径为200目的经甲基丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵和1-丙烯基-海因表面接枝的谷糠80份,活性碳酸钙40份,相容剂CPE-g-MAH 30份,硬脂酸钙8份,硬脂酸锌8份,PE蜡10份,抗氧剂300 5份,光稳定剂765 5份,色粉4份,将上述原料投入到高速混合机中,在105℃下、80转/分钟的转速下,高速混合16分钟。将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机各段温度分别为:160℃、180℃、190℃、190℃、195℃和195℃(机头温度),螺杆转速是40转/分钟。粒料经压制法制成标准样条,进行各项力学性能和抗菌性能的测试。配方、测试标准及结果如表7所示,各组分均以重量份数计。
植物纤维谷糠的表面接枝过程如下:
将甲基丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵重量含量为15%、1-丙烯基-海因重量含量为10%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维谷糠表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维谷糠重量的10%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改性谷糠。
通过琼脂板菌落计数方法,测定高性能抗菌木塑复合材料对白腐菌在作用一段时间后的抗菌性能,其结果如表2所示。可见本实施例所提供的高性能抗菌木塑复合材料对白腐菌具有良好的长效抗菌性能。
表2实施例3高性能抗菌木塑复合材料的抗菌性能
实施例4
按重量配比称取干燥好的粒径为40目的回收PS塑料粉100份,粒径为250目的经甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二乙基氯化铵和4-丙烯酰氧基甲基-4-乙基-1,3恶唑烷-2-酮表面接枝的椰壳粉100份,活性碳酸钙20份,相容剂PS-g-MAH 5份,硬脂酸钙3份,硬脂酸锌2份,PE蜡4份,抗氧剂330 2份,光稳定剂622 4份,色粉2份,将上述原料投入到高速混合机中,在110℃下、90转/分钟的转速下,高速混合11分钟。将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机各段温度分别为:150℃、170℃、190℃、190℃、195℃和195℃(机头温度),螺杆转速是40转/分钟。粒料经压制法制成标准样条,进行各项力学性能和抗菌性能的测试。配方、测试标准及结果如表7所示,各组分均以重量份数计。
植物纤维椰壳粉的表面接枝过程如下:
将甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二乙基氯化铵重量含量为6%和4-丙烯酰氧基甲基-4-乙基-1,3恶唑烷-2-酮重量含量为4%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维椰壳粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维椰壳粉重量的6%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改性椰壳粉。
实施例5
按重量配比称取干燥好的粒径为50目的回收PMMA塑料粉100份,粒径为300目的经丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵和4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮表面接枝的秸秆粉130份,活性碳酸钙10份,相容剂PE-g-MAH 20份,硬脂酸钙1份,硬脂酸锌1份,PE蜡1份,抗氧剂1098 5份,光稳定剂3346 1份,色粉1份,将上述原料投入到高速混合机中,在105℃下、100转/分钟的转速下,高速混合15分钟。将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机各段温度分别为:160℃、170℃、185℃、185℃、190℃和190℃(机头温度),螺杆转速是60转/分钟。粒料经压制法制成标准样条,进行各项力学性能和抗菌性能的测试。配方、测试标准及结果如表7所示,各组分均以重量份数计。
植物纤维粉秸秆粉的表面接枝过程如下:
将丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵重量含量为1%和4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮重量含量为10%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维秸秆粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维秸秆粉重量的8%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改性秸秆粉。
通过琼脂板菌落计数方法,分别测定高性能抗菌木塑复合材料对白腐菌和褐腐菌在作用一段时间后的抗菌性能,其结果如表3和表4所示。可见本实施例所提供的高性能抗菌木塑复合材料对白腐菌和褐腐菌都有良好的长效抗菌性能。
表3实施例5高性能抗菌木塑复合材料的抗菌性能
表4实施例5高性能抗菌木塑复合材料的抗菌性能
实施例6
按重量配比称取干燥好的粒径为60目的回收PET塑料粉100份,粒径为350目的经甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二乙基氯化铵和4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮表面接枝的玉米秆粉150份,活性碳酸钙30份,相容剂PE-g-MAH 25份,硬脂酸钙5份,硬脂酸锌5份,PE蜡8份,抗氧剂B225 4份,光稳定剂701 5份,色粉5份,将上述原料投入到高速混合机中,在100℃下、60转/分钟的转速下,高速混合18分钟。将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机各段温度分别为:180℃、200℃、210℃、210℃、215℃和215℃(机头温度),螺杆转速是50转/分钟。粒料经压制法制成标准样条,进行各项力学性能和抗菌性能的测试。配方、测试标准及结果如表7所示,各组分均以重量份数计。
植物纤维玉米秆粉的表面接枝过程如下:
将甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二乙基氯化铵重量含量为5%和4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮重量含量为8%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维玉米秆粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维玉米秆粉重量的10%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改性玉米秆粉。
通过琼脂板菌落计数方法,测定高性能抗菌木塑复合材料对白腐菌在作用一段时间后的抗菌性能,其结果如表5所示。可见本实施例所提供的高性能抗菌木塑复合材料对黑曲霉菌具有良好的长效抗菌性能。
表5实施例6高性能抗菌木塑复合材料的抗菌性能
实施例7
按重量配比称取干燥好的粒径为30目的回收PE塑料粉50份,粒径为60目的回收PET塑料粉为50份,粒径350目的经丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵和4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮表面接枝的玉米秆粉100份,粒径400目的经丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵和1-丙烯基-海因表面接枝的竹粉80份,活性碳酸钙10份,相容剂PE-g-MAH 30份,硬脂酸钙8份,硬脂酸锌8份,PE蜡10份,抗氧剂1010 1份,光稳定剂1084 5份,色粉5份,将上述原料投入到高速混合机中,在110℃下、90转/分钟的转速下,高速混合16分钟。将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机各段温度分别为:180℃、200℃、210℃、210℃、215℃和215℃(机头温度),螺杆转速是60转/分钟。粒料经压制法制成标准样条,进行各项力学性能和抗菌性能的测试。配方、测试标准及结果如表7所示,各组分均以重量份数计。
植物纤维玉米秆粉的表面接枝过程如下:
将丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵重量含量为10%和4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮重量含量为5%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维玉米秆粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维玉米秆粉重量的8%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改性玉米秆粉。
植物纤维竹粉的表面接枝过程如下:
将丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵重量含量为15%和1-丙烯基-海因重量含量为8%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维竹粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维竹粉重量的5%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改竹粉。
通过琼脂板菌落计数方法,测定高性能抗菌木塑复合材料对白腐菌在作用一段时间后的抗菌性能,其结果如表6所示。可见本实施例所提供的高性能抗菌木塑复合材料对绿粘帚霉菌具有良好的长效抗菌性能。
表6实施例7高性能抗菌木塑复合材料的抗菌性能
实施例8
按重量配比称取干燥好的粒径为20目的回收PE塑料粉20份,粒径为30目的回收PP塑料粉40份,粒径为50目的回收PET塑料粉为40份,粒径500目的经二丙烯酰氧乙基-苄基-甲基氯化铵和1-丙烯基-海因表面接枝的木粉80份,粒径450目的经甲基丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵和1-丙烯基-海因表面接枝的椰壳粉70份,活性碳酸钙15份,相容剂PE-g-MAH 10份,PP-g-MAH 16份,硬脂酸钙7份,硬脂酸锌6份,PE蜡9份,抗氧剂1076 3份,抗氧剂300 2份,光稳定剂765 4份,色粉4份,将上述原料投入到高速混合机中,在105℃下、100转/分钟的转速下,高速混合15分钟。将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒,挤出机各段温度分别为:180℃、200℃、215℃、215℃、220℃和220℃(机头温度),螺杆转速是40转/分钟。粒料经压制法制成标准样条,进行各项力学性能和抗菌性能的测试。配方、测试标准及结果如表7所示,各组分均以重量份数计。
植物纤维木粉的表面接枝过程如下:
将二丙烯酰氧乙基-苄基-甲基氯化铵重量含量为6%和1-丙烯基-海因重量含量为8%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维木粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维木粉重量的10%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改性木粉。
植物纤维椰壳粉的表面接枝过程如下:
将甲基丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵重量含量为12%和1-丙烯基-海因重量含量为6%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维椰壳粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维椰壳粉重量的5%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy得到表面接枝改性椰壳粉。
表7:各实施例组分及性能
实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | |
回收塑料/重量份 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
植物纤维粉/重量份 | 20 | 40 | 80 | 100 | 130 | 150 | 180 | 150 |
活性碳酸钙/重量份 | 80 | 60 | 40 | 20 | 10 | 30 | 10 | 15 |
相容剂/重量份 | 10 | 15 | 30 | 5 | 20 | 25 | 30 | 26 |
硬脂酸钙/重量份 | 6 | 8 | 8 | 3 | 1 | 5 | 8 | 7 |
硬脂酸锌/重量份 | 8 | 6 | 8 | 2 | 1 | 5 | 8 | 6 |
PE蜡/重量份 | 10 | 6 | 10 | 4 | 1 | 8 | 10 | 9 |
抗氧剂/重量份 | 3 | 4 | 5 | 2 | 5 | 4 | 1 | 5 |
光稳定剂/重量份 | 4 | 4 | 5 | 4 | 1 | 5 | 5 | 4 |
色粉/重量份 | 2 | 3 | 4 | 2 | 1 | 5 | 5 | 4 |
拉伸强度/MPaGB/T1040-92 | 13.4 | 16.8 | 16.1 | 15.6 | 15.7 | 14.2 | 14.9 | 15.3 |
拉伸模量/MPaGB/T1040-92 | 371 | 513.6 | 468.4 | 519.1 | 603.1 | 427.4 | 399.7 | 482.6 |
简支梁无口冲击强度/kJ/m2GB/T1043-93 | 8.7 | 9.4 | 10.2 | 10.8 | 11.1 | 9.8 | 12.1 | 11.7 |
吸水率%GB1034-86 | 1.9 | 2.7 | 2.9 | 3.1 | 3.2 | 3.3 | 3.8 | 3.6 |
Claims (7)
1.一种高性能抗菌木塑复合材料,其特征在于由以下重量份的原料混合、挤出造粒而制得:
10~60目的粉状回收塑料 100份;
表面改性的60~500目的植物纤维粉 20~180份;
活性碳酸钙 10~80份;
相容剂 5~30份;
硬脂酸钙 1~8份;
硬脂酸锌 1~8份;
PE蜡 1~10份;
抗氧剂 1~5份;
光稳定剂 1~5份;
色粉 1~5份;
植物纤维粉表面接枝了季铵盐活性抗菌单体和恶唑烷酮类活性抗菌单体。
2.根据权利要求1所述的高性能抗菌木塑复合材料,其特征在于植物纤维粉的表面处理过程如下:
将季铵盐活性抗菌单体重量含量为1~15%、恶唑烷酮类活性抗菌单体重量含量为1~10%的无水乙醇溶液喷洒到植物纤维粉表面,无水乙醇溶液的用量为植物纤维粉重量的5~10%,在搅拌下经65~80℃干燥,通入氮气置换空气,经Co60辐照至20-70KGy产生表面接枝改性植物纤维粉。
3.根据权利要求2所述的高性能抗菌木塑复合材料,其特征在于所述季铵盐活性抗菌单体为丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二乙基氯化铵、丙烯酰氧乙基-三甲基氯化铵或二丙烯酰氧乙基-苄基-甲基氯化铵中的一种或一种以上的组合物。
4.权利要求2所述的高性能抗菌木塑复合材料,其特征在于所述恶唑烷酮类活性抗菌单体为4-甲基丙烯酰氧甲基-4-乙基-1,3-恶唑烷-2-酮、4-丙烯酰氧基甲基-4-乙基-1,3恶唑烷-2-酮或1-丙烯基-海因中的一种或一种以上的组合物。
5.根据权利要求1至4任一项所述的高性能抗菌木塑复合材料,其特征在于回收塑料为回收PVC、回收PE、回收PP、回收PS、回收PMMA、回收PET中的一种或一种以上的组合物。
6.根据权利要求1至4任一项所述的高性能抗菌木塑复合材料,其特征在于植物纤维粉为木粉、竹粉、谷糠、椰壳粉、秸秆粉、玉米秆粉中的一种或一种以上的组合物。
7.权利要求1所述高性能抗菌木塑复合材料的制备方法,其特征在于是采用以下工艺步骤进行制备:
将各组份原料按重量比称取后投入到高速混合机中,在90~110℃下、50~100转/分钟的转速下,高速混合10~20分钟;将混合物料放出并加入到平行双螺杆挤出机中挤出造粒得到高性能抗菌木塑复合材料,挤出温度是130~220℃、螺杆转速是30~60转/分钟。
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