CN103756111B - 一种抗菌抗静电eva/淀粉/pe复合发泡材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌抗静电eva/淀粉/pe复合发泡材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料及其制备方法，以能够完全降解的淀粉和EVA、PE、相容剂、弹性体在密炼机中共混，并加入功能添加剂抗菌剂和抗静电剂和无机填料、交联剂、发泡剂等助剂，制得抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料。本发明将抗菌剂和抗静电剂融入发泡材料中，配方科学合理，使产品既具有抗菌性又具有抗静电性，能满足生活和某些特殊环境。

Description

一种抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料及其制备方法。
背景技术
乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA），一般醋酸乙烯（VA）含量在5-40%，由于在分子链中引入醋酸乙烯链段，降低了结晶性，提高了柔韧性和抗冲击性能，使得发泡材料具有良好的压缩回弹、耐挠曲、保温、防震等性能，使其能广泛应用于各个行业中。由于EVA属于烷烃类聚合物，在自然环境中难以降解，造成白色污染。淀粉是一种天然高分子，其来源广泛，是可再生资源，在自然环境中容易分解，添加到聚烯烃类材料中能够促进材料的降解。高密度聚乙烯（HDPE）是一种少数短支链结构聚合物，强度大，加入到基体中能增加材料的力学性能。
高分子材料具有绝缘性，在摩擦时容易形成电荷的迁移，产生静电作用，轻则吸尘灰尘，重则燃烧引起火灾，因此对防静电材料的需求越来越多。人们在使用此类材料的过程中，由于在水分和适宜的温度下微生物迅速繁殖，严重危害人们的健康，因此对材料的抗菌性能提出要求。
现有的EVA发泡材料功能单一，在某些使用环境中其物理力学性能可能达到要求，但是材料不具有抗菌抗静电的效果，不能在某些特殊环境中得到充分应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料及其制备方法，本发明配方科学合理，工艺流程简单实用，生产出的材料具有回弹性好、拉伸强度高、撕裂强度高、断裂伸长率大、耐挠曲、密度低、压缩变形量小等特点。产品既具有抗菌性又具有抗静电性，能满足生活和某些特殊环境下的使用，并且在自然环境中能够降解，起到一定的环境保护作用，具有广阔的应用前景和市场需求。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料的原料组分及各组分的质量份数为：EVA100份、PE10-30份、相容剂10-40份、弹性体10-40份、淀粉10-60份、增塑剂2-10份、发泡剂6-12份、交联剂0.5-4份、表面处理剂0-2.5份、抗菌剂1-4份、抗静电剂5-40份、其他助剂为1-10份。
所述的相容剂为乙烯-丙烯酸共聚物、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或多种的混合物；所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或两种的混合物；所述的淀粉为木薯淀粉或玉米淀粉；所述的增塑剂为甘油、甲酰胺、尿素中的一种或两种的混合物；所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺；所述的交联剂为过氧化二苯甲酰；所述的表面处理剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或两种的混合物；所述的抗菌剂为纳米银系抗菌粉或银离子沸石；所述的抗静电剂为炭黑、碳纤维中的一种或两种；所述的其他助剂为硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌和EVA快熟剂CH-09，其质量比为0.4-1:0.6-1:1.5-3:0.5-1.5。
制备如上所述的抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料的方法包括以下步骤：
（1）将淀粉与增塑剂在常温下高速搅拌后，在常温密封状态下放置24h以上；
（2）将表面处理剂用丙酮或乙醇溶解后，与抗菌剂在60-80℃下高速搅拌，在常温下密封放置24h以上；
（3）将抗静电剂加入到质量分数为30-70%的硝酸中，在40-100℃下反应6-24h；
（4）将步骤（1）增塑的淀粉与EVA、PE、相容剂、弹性体、步骤（2）处理后的抗菌剂和步骤（3）处理后的抗静电剂及其他助剂加入到密炼机中在90-130℃下密炼5-15min，再用开炼机在60-90℃开炼，加入发泡剂和交联剂开炼混合拉片，最后用平板硫化机在160-190℃下发泡5-10min制得所述的抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料。
本发明的显著优点在于：本发明配方科学合理，工艺流程简单实用，生产出的材料具有回弹性好、拉伸强度高、撕裂强度高、断裂伸长率大、耐挠曲、密度低、压缩变形量小等特点。产品既具有抗菌性又具有抗静电性，能满足生活和某些特殊环境下的使用，并且在自然环境中能够降解，起到一定的环境保护作用，具有广阔的应用前景和市场需求。
具体实施方式
下面以具体实施例来对本发明做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
将淀粉与增塑剂在常温下高速搅拌后，在常温密封状态下放置24h以上后，得到增塑的淀粉；用丙酮或乙醇溶解表面处理剂后将溶液与抗菌剂在60-80℃下高速搅拌后，在常温下密封放置24h以上后得到处理过的抗菌剂；将抗静电剂加入30-70%的浓硝酸中，在40-100℃下反应6-24h，得到处理后的抗静电剂；
实施例1-3
将增塑的淀粉与EVA、PE、相容剂、弹性体、处理后的抗菌剂和抗静电剂及其他助剂加入到密炼机中在90-130℃下密炼5-15min，混合得到塑化的复合材料，再用开炼机在60-90℃开炼，加入发泡剂和交联剂开炼混合拉片，最后用平板硫化机在160-190℃下发泡5-10min制得所述的抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料。
表1抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料配方
其中相容剂为乙烯-丙烯酸共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，乙烯-丙烯酸共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯的比例为4:1。弹性体为乙烯-辛烯共聚物，处理后的抗静电剂为处理后的炭黑，处理后的抗菌剂为表面处理过的银离子沸石，表面处理剂为铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂的比例为1:1，其他助剂硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌、EVA快熟剂CH-09的比例为0.5:1:1.5:1。
实施例4-6
按表2中的原料成分组成取各原料，加工步骤与工艺参数同实施例1，制得抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料。
表2抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料配方
其中相容剂为乙烯-丙烯酸共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯，乙烯-丙烯酸共聚物和马来酸酐接枝聚丙烯的比例为4:1。弹性体为乙烯-辛烯共聚物，处理后的抗静电剂为处理后的炭黑和碳纤维，处理后的炭黑和碳纤维的比例为10:1。处理后的抗菌剂为表面处理过的纳米银系抗菌粉，表面处理剂为铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂，铝酸酯偶联剂和钛酸酯偶联剂的比例为1:1，其他助剂硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌、EVA快熟剂CH-09的比例为0.5:1:1.5:1。
所得的抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料的性能检测结果见如下表格：
表3抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料的性能检测结果
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (1)

1.一种抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料，其特征在于：原料组分及各组分的质量份数为：EVA100份、PE10-30份、相容剂10-40份、弹性体10-40份、淀粉10-60份、增塑剂2-10份、发泡剂6-12份、交联剂0.5-4份、表面处理剂0-2.5份、抗菌剂1-4份、抗静电剂5-40份、其他助剂为1-10份；
所述的相容剂为乙烯-丙烯酸共聚物、马来酸酐接枝丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、马来酸酐接枝聚丙烯中的一种或多种的混合物；
所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种或两种的混合物；
所述的淀粉为木薯淀粉或玉米淀粉；
所述的增塑剂为甘油、甲酰胺、尿素中的一种或两种的混合物；
所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺；
所述的交联剂为过氧化二苯甲酰；
所述的表面处理剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或两种的混合物；
所述的抗菌剂为纳米银系抗菌粉或银离子沸石；
所述的抗静电剂为炭黑、碳纤维中的一种或两种；
所述的其他助剂为硬脂酸、硬脂酸锌、氧化锌和EVA快熟剂CH-09，其质量比为0.4-1:0.6-1:1.5-3:0.5-1.5；
制备方法的具体步骤如下：
（1）将淀粉与增塑剂在常温下高速搅拌后，在常温密封状态下放置24h以上；
（2）将表面处理剂用丙酮或乙醇溶解后，与抗菌剂在60-80℃下高速搅拌，在常温下密封放置24h以上；
（3）将抗静电剂加入到质量分数为30-70%的硝酸中，在40-100℃下反应6-24h；
（4）将步骤（1）增塑的淀粉与EVA、PE、相容剂、弹性体、步骤（2）处理后的抗菌剂和步骤（3）处理后的抗静电剂及其他助剂加入到密炼机中在90-130℃下密炼5-15min，再用开炼机在60-90℃开炼，加入发泡剂和交联剂开炼混合拉片，最后用平板硫化机在160-190℃下发泡5-10min制得所述的抗菌抗静电EVA/淀粉/PE复合发泡材料。
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