CN103146048A - 一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及功能母粒技术领域，尤其是一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒及其制备方法，其包括按重量百分比计算的纳米半导体材料5%～50%、偶联剂0.1%～0.5%、润滑分散剂1%～10%、基体树脂39.5%～93.9％，并通过分批投入密炼机或捏合机中密炼或捏合后，再入到挤出机进行熔融挤出，最后经冷却切粒干燥制得；本发明的多功能色母粒与相应的树脂混合使用后，不但可制成具有屏蔽紫外光、抗菌和防污功能的塑料制品，而且可使塑料制品具有长久的抗菌和防污功能；可广泛应用于建筑门窗型材、户外塑料座椅、园林栅栏、人造草坪等领域。

Description

一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒及其制备方法

技术领域

本发明涉及功能母粒技术领域，尤其是一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒及其制备方法。

背景技术

随着塑料合成技术及加工工艺的不断进步，塑料在各个领域得到广泛应用，成为不可或缺的重要物资。但大多塑料不耐紫外线辐射，不能在户外长期使用；与人体或其它物体接触时易沾染汗渍、油渍或其它有机物，从而滋长细菌，造成交叉感染；在大气中也容易被大气污染物所覆盖，并在水和氧气的作用下长出有害微生物。为减轻以上问题，通常在塑料中添加紫外线吸收剂或抗菌剂。但紫外线吸收剂的分子量一般比较低，容易从塑料中析出而使抗紫外线性能慢慢丧失；常用的有机抗菌剂和无机抗菌剂的抗菌寿命有限，不能长久保持抗菌效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的之一在于提供了一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒；

本发明的目的之二在于提供了所述紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒的制备方法；

本发明的目的之三在于提供了一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能塑料。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比计算的如下原料：

其中，所述纳米半导体材料为掺杂型纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米硫化锌中的一种或多种混合物。

较佳地，所述纳米半导体材料的粒径为5nm～100nm。

较佳地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的任意一种。

较佳地，所述润滑分散剂为脂肪酸、脂肪酸盐、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚酰胺蜡、酯蜡中的一种或多种混合物。

较佳地，所述基体树脂为聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺中的任意一种。

制备所述多功能色母粒的制备方法：

步骤A、按所述量秤取各原料投入密炼机或捏合机中密炼或捏合10～20分钟，再投出料、冷却、破碎，得到混合物Ⅰ；

步骤B、将混合物Ⅰ投入挤出机中在150℃～250℃下进行熔融挤出，再经冷却切粒、干燥后即得到所述的多功能色母粒；所述密炼或捏合温度为150℃～250℃。

所述挤出机为平行双螺杆挤出机、往复式单螺杆挤出机或双阶式混炼挤出机。

所述冷却切粒工艺为水下拉条切粒、模面水环热切或模面风环热切。

含有所述多功能色母的塑料，由按重量百分比计算的多功能色母粒5%～50%和树脂50%～95%组成。

所述树脂为聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺中的一种或几种组合物。

本发明的技术方案是选用掺杂型纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米硫化锌作为紫外线屏蔽剂和抗菌防污剂，辅予合适的偶联剂、润滑分散剂和基体树脂，通过一系列有效的制备工艺制成所需母粒。该母粒与相应的树脂混合使用后，可制成具有屏蔽紫外光、抗菌和防污功能的塑料制品，适合于户内外场合长期使用。

本发明采用把纳米粉体先做成高浓度母粒的形式，解决了纳米粉体的分散问题；纳米半导体材料具有的高效紫外屏蔽作用，以它们代替普通的紫外线吸收剂，可使塑料制品具有长久的耐紫外辐照性能；并且纳米半导体材料具有的光催化效应，可使塑料制品具有长久的抗菌和防污功能，可广泛应用于建筑门窗型材、户外塑料座椅、园林栅栏、人造草坪等领域。

具体实施方式

实施例1

一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比计算的纳米氧化锌5%、铝酸酯偶联剂0.1%、脂肪酸盐1%、聚乙烯树脂93.9%。

所述纳米半导体材料的粒径为5nm。

制备所述多功能色母粒的方法，具体为：

步骤A、按所述量秤取各原料投入密炼机或捏合机中150℃下，密炼或捏合12分钟，再投出料、冷却、破碎，得到混合物Ⅰ；

步骤B、将混合物Ⅰ投入挤出机中在150℃～200℃下进行熔融挤出，再经水下拉条切粒、干燥后即得到所述的多功能色母粒。

一种多功能聚乙烯塑料，由按重量百分比计算的多功能色母粒50%和聚乙烯树脂50%组成。

实施例2

一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比计算的掺杂型纳米二氧化钛50%、硅烷偶联剂0.5%、脂肪酸10%、聚苯乙烯39.5%；

所述纳米半导体材料的粒径为100nm。

制备所述多功能色母粒的方法，具体为：

步骤A、按所述量秤取各原料投入密炼机或捏合机中200℃下，密炼或捏合10分钟，再投出料、冷却、破碎，得到混合物Ⅰ；

步骤B、将混合物Ⅰ投入挤出机中在180℃～230℃下进行熔融挤出，再经水下拉条切粒、干燥后即得到所述的多功能色母粒。

一种多功能聚苯乙烯塑料，由按重量百分比计算的多功能色母粒5%和聚苯乙烯树脂95%组成。

实施例3

一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比计算的纳米半导体材料10%（其中，含有纳米半导体材料为掺杂型纳米二氧化钛8%、纳米硫化锌2%）、偶联剂0.3%（其中，含有硅烷偶联剂0.1%%、铝酸酯偶联剂0.2%）、润滑分散剂5.7%（其中，含有聚酰胺蜡0.7%、酯蜡5%）、聚酰胺84%；

所述纳米半导体材料的粒径为10nm。

制备所述多功能色母粒的方法，具体为：

步骤A、按所述量秤取各原料投入密炼机或捏合机中250℃下，密炼或捏合20分钟，再投出料、冷却、破碎，得到混合物Ⅰ；

步骤B、将混合物Ⅰ投入挤出机中在200℃～250℃下进行熔融挤出，再经模面水环热切、干燥后即得到所述的多功能色母粒。

一种多功能树脂，由按重量百分比计算的多功能色母粒25%和聚酰胺树脂75%组成。

实施例4

一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比计算的纳米半导体材料30%（其中，含有纳米半导体材料为掺杂型纳米二氧化钛15%、纳米氧化锌15%）、铝酸酯偶联剂0.2%、酯蜡6.8%、聚乙烯43%、聚丙烯20%；

所述纳米半导体材料的粒径为50nm。

制备所述多功能色母粒的方法，具体为：

步骤A、按所述量秤取各原料投入密炼机或捏合机中200℃下，密炼或捏合15分钟，再投出料、冷却、破碎，得到混合物Ⅰ；

步骤B、将混合物Ⅰ投入挤出机中在180℃～220℃下进行熔融挤出，再经模面风环热切、干燥后即得到所述的多功能色母粒。

一种多功能塑料，由按重量百分比计算的多功能色母粒40%和复合树脂60%（其中，含有聚乙烯20%、聚丙烯80%）。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。

将所得多功能树脂在注塑机上注塑成色牌，用于性能检测。

对比例

将100%聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯在注塑机上注塑成色牌，用于性能检测。

将上述所制备的各塑料色牌进行未经老化试验和经老化试验（老化试验条件：100小时的紫外光照射），以及在色牌表面涂上油渍，然后对相应性能进行检测，结果如下表：

从上表可以看出，本发明制得的塑料产品，在耐紫外线、抗污和杀菌方面较没有含有本发明所述功能色母粒的塑料有很明显的优势。

Claims (10)

1.一种紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，其特征在于，包括按重量百分比计算的如下原料：

其中，所述纳米半导体材料为掺杂型纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米硫化锌中的一种或多种混合物。

2.根据权利要求1所述的多功能色母粒，其特征在于，所述纳米半导体材料的粒径为5nm～100nm。

3.根据权利要求1所述的多功能色母粒，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂、锆酸酯偶联剂中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的多功能色母粒，其特征在于，所述润滑分散剂为脂肪酸、脂肪酸盐、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、聚酰胺蜡、酯蜡中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求1所述的多功能色母粒，其特征在于，所述基体树脂为聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺中的任意一种。

6.制备权利要求1中所述多功能色母粒的方法，其特征在于，具体为：

步骤A、按所述量秤取各原料投入密炼机或捏合机中密炼或捏合10～20分钟，再出料、冷却、破碎，得到混合物Ⅰ；

步骤B、将混合物Ⅰ投入挤出机中在150℃～250℃下进行熔融挤出，再经冷却切粒、干燥后即得到所述的多功能色母粒。

7.根据权利要求6所述多功能色母粒的制备方法，其特征在于，所述挤出机为平行双螺杆挤出机、往复式单螺杆挤出机或双阶式混炼挤出机。

8.根据权利要求6所述多功能色母粒的制备方法，其特征在于，所述冷却切粒工艺为水下拉条切粒、模面水环热切或模面风环热切。

9.根据权利要求6所述多功能色母粒的制备方法，其特征在于，所述密炼或捏合温度为150℃～250℃。

10.含有权利要求1～8中任意一项所述多功能色母粒的塑料，其特征在于，由按重量百分比计算的如下原料组成：

多功能色母粒    5%～50%

树脂            50%～95%

所述树脂为聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺中的一种或几种组合物。