CN102382372A - 一种阻燃抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阻燃抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法。阻燃抗菌聚丙烯复合材料按重量百分比由以下原材料制成：聚丙烯78.6-86.7％；线性低密度聚乙烯6.0-10.0％；白油0.1-0.2％；阻燃剂6.0-9.0％；抗菌剂0.2-0.5％；分散剂0.5-0.8％；润滑剂0.4-0.7％；抗氧剂0.1-0.2％。按上述重量百分比称取各原料后，混合均匀，经双螺杆机熔融挤出，造粒。本发明的方法工艺简单，成本低廉，制成材料的综合性能优异，同时具有阻燃和抗菌性能，材料的性价比高。

Description

一种阻燃抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种小家电外壳用阻燃抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法。 
背景技术
聚丙烯是五大通用塑料之一，具有生产成本低，综合力学性能好，无毒、质轻、耐腐蚀、易于加工和回收等特点，因此被广泛应用于生产和生活领域，但其属于易燃材料，存在安全隐患，因此赋予其阻燃性能是很有必要的。目前，很多小家电外壳材料都陆续采用V0级阻燃的PP制备。大多数阻燃PP以卤系阻燃为主，多采用溴/锑/滑石粉阻燃体系，这类体系燃烧时形成大量黑烟且或多或少含有有毒气体，还有高密度、高成本等缺点。普通的无卤阻燃PP，一般都要添加25-30％的阻燃剂才能达到V0级的阻燃效果，阻燃剂添加量大，很容易影响到材料的物理机械性能，存在性能差，比重大等缺点。所以，性能较好，低成本和无卤环保将是阻燃PP未来发展的方向。 
在人们的日常生活中，不可避免地会接触到细菌，随着人们健康意识的增强，抗菌塑料也将会得到越来越多的应用。抗菌塑料中起抗菌作用的抗菌剂，主要可分为有机抗菌剂和无机抗菌剂，有机抗菌剂耐热性差，分解产物和挥发产物对人体有害，而无机抗菌剂耐热性好，安全性高，抗菌谱广，非常适合用于小家电外壳材料中。 
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种阻燃抗菌聚丙烯复合材料及其制备 方法。 
为解决上述技术问题，本发明的目的是通过以下技术方案实现的。 
一种阻燃抗菌聚丙烯复合材料，其组成按重量配比为： 
聚丙烯            78.6-86.7％； 
线性低密度聚乙烯  6.0-10.0％； 
白油              0.1-0.2％； 
阻燃剂            6.0-9.0％； 
抗菌剂            0.2-0.5％； 
分散剂            0.5-0.8％； 
润滑剂            0.4-0.7％； 
抗氧剂            0.1-0.2％； 
上述各组分满足重量配比之和为100％。 
优选的，所述聚丙烯为熔体流动速率大于9g/10min的共聚聚丙烯。 
优选的，所述阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂。 
优选的，所述抗菌剂为无机纳米银抗菌剂，具有抗变色性。 
优选的，所所述的分散剂为N，N-乙撑双硬脂酰胺。 
优选的，所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。 
一种如上所述的阻燃抗菌聚丙烯复合材料制备方法，包括步骤： 
a：按重量配比称取聚丙烯，线性低密度聚乙烯，白油，阻燃剂，抗菌剂，分散剂，润滑剂，抗氧剂，并在混合机中搅拌混合均匀； 
b：将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融挤出造粒。 
优选的，步骤b中的工艺条件为：一区温度为140-150℃，二区温度为140-150℃，三区温度为130-160℃，四区温度为130-160℃，机头温度170-200℃，停留时间3-4min，压力为12-18MPa。 
本发明具有以下有益效果： 
本发明采用阻燃剂和抗菌剂复配的方法，得到了同时具有阻燃和抗菌作用的聚丙烯材料，克服了传统阻燃材料比重大，发烟量大，而且生产成本降低，比起一般的无卤阻燃PP性能更优异，而且还具有抗菌的功能，符合现代人健康环保的生活理念，所以性价比非常高，可广泛应用于小家电外壳以前其它电器材料 
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。 
在下列实施例中，聚丙烯(PP)选用中国茂名石化的EPC30R-H；阻燃剂选用深圳市华尔信化工原料有限公司的磷氮复合纳米阻燃剂；抗菌剂选用北京艾斯尔科技有限公司的纳米银抗菌母粒IONPURE，无毒，无刺激性，对大肠杆菌和金葡萄球菌的抗菌率≥99％，具有抗变色性；分散剂为N，N-乙撑双硬脂酰胺(EBS)，选用广州市雅源化工有限公司的TAS-2A；润滑剂选用N，N-乙撑双硬脂酰胺，选自产地印尼；抗氧剂四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯，采用中国台湾双键化工集团1010。 
实施例1： 
按重量配比进行混合，PP 86.7％；LLDPE 6.0％；白油0.1％；阻燃剂6.0％；抗菌剂0.2％；分散剂0.5％；润滑剂0.4％；抗氧剂0.1％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：140℃；二区：140℃；三区：150℃；四区：160℃；机头：180℃；停留时间3～4min。压力为15MPa。 
实施例2： 
按重量配比进行混合，PP 83.3％；LLDPE 8.0％；白油0.1％；阻燃剂7.0％； 抗菌剂0.3％；分散剂0.6％；润滑剂0.5％；抗氧剂0.2％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：140℃；二区：150℃；三区：150℃；四区：160℃；机头：170℃；停留时间3～4min。压力为15MPa。 
实施例3： 
按重量配比进行混合，PP 80.9％；LLDPE 9.0％；白油0.2％；阻燃剂8.0％；抗菌剂0.4％；分散剂0.7％；润滑剂0.6％；抗氧剂0.2％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：150℃；二区：150℃；三区：160℃；四区：160℃；机头：180℃；停留时间3～4min。压力为15MPa。 
实施例4： 
按重量配比进行混合，PP 78.6％；LLDPE 10.0％；白油0.2％；阻燃剂9.0％；抗菌剂0.5％；分散剂0.8％；润滑剂0.7％；抗氧剂0.2％。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为：一区温度：150℃；二区：150℃；三区：160℃；四区：170℃；机头：180℃；停留时间3～4min。压力为15MPa。 
性能测试： 
拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm)：(176±2)(长)×(12.6±0.2)(端部宽度)×(3.05±0.2)(厚度)，拉伸速度为50mm/min； 
悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸(mm)：(63±2)×(12.45±0.2)×(3.1±0.2)；缺口类型为A类，缺口剩余厚度为1.9mm； 
抗菌性能检测参照中华人民共和国轻工行业标准QB/T2591-2003用贴膜法，考察样品24h的抑菌率，菌落总数的测定参照GB/T4789.2-2003计数。将 已注塑好的抗菌样板制成50mm×50mm。抗菌率的计算式如下： 
R(％)＝(B-C)/B×100 
式中：R-抗菌率，％； 
B-空白对照样品平均回收菌数，cfu/片； 
C-抗菌塑料样品平均回收菌数，cfu/片。 
其他测试：熔融指数按照ASTM D1238测试。 
实施例1～4配方及材料性能见表1： 
表1 
由上表可以看出，线性低密度聚乙烯、阻燃剂，抗菌剂的含量在本发明范围内变化时，得到的小家电用阻燃抗菌聚丙烯材料的阻燃性能和拉伸性能没有明显变化，强度和韧性都比较好，比重较低，阻燃和抗菌性能逐渐变好。综合成本和性能考虑，当PP 80.9％；LLDPE 9.0％；白油0.2％；阻燃剂8.0％；抗菌剂0.4％；分散剂0.7％；润滑剂0.6％；抗氧剂0.2％时，制得的阻燃抗菌聚丙烯材料阻燃和抗菌性能都比较好，且强度和韧性较好。本发明通过选择合适的树脂原材料以及各种助剂的添加配比，得到了具有阻燃和抗菌复合性能的聚丙烯材料，可广泛应用于小家电行业。 
以上对本发明所提供的一种阻燃抗菌聚丙烯材料及其制备方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。 

Claims (8)

1.一种阻燃抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，其组成按重量配比为：
聚丙烯            78.6-86.7％；
线性低密度聚乙烯  6.0-10.0％；
白油              0.1-0.2％；
阻燃剂            6.0-9.0％；
抗菌剂            0.2-0.5％；
分散剂            0.5-0.8％；
润滑剂            0.4-0.7％；
抗氧剂            0.1-0.2％；
上述各组分满足重量配比之和为100％。
2.如权利要求1所述的阻燃抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于：所述聚丙烯为熔体流动速率大于9g/10min的共聚聚丙烯。
3.如权利要求1所述的阻燃抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于：所述阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂。
4.如权利要求1所述的阻燃抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗菌剂为无机纳米银抗菌剂，具有抗变色性。
5.如权利要求1所述的阻燃抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于：所所述的分散剂为N，N-乙撑双硬脂酰胺。
6.如权利要求1所述的阻燃抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
7.一种如权利要求1所述的阻燃抗菌聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，包括步骤：
a：按重量配比称取聚丙烯，线性低密度聚乙烯，白油，阻燃剂，抗菌剂，分散剂，润滑剂，抗氧剂，并在混合机中搅拌混合均匀；
b：将搅拌好的混合物置于双螺杆机中熔融挤出造粒。
8.如权利要求7所述的阻燃抗菌聚丙烯复合材料制备方法，其特征在于，步骤b中的工艺条件为：一区温度为140-150℃，二区温度为140-150℃，三区温度为130-160℃，四区温度为130-160℃，机头温度170-200℃，停留时间3-4min，压力为12-18MPa。
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