CN105949564A - 一种高硬度耐摩擦抗菌pe合金及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高硬度耐摩擦抗菌PE合金，按重量份由以下组分组成：PE为50份‑70份；PMMA为10份‑30份；相容剂为0.2份‑0.6份；抗氧剂为0.1份‑0.5份；抗菌剂为4份‑10份；润滑剂为0.1份‑0.3份。通过添加聚甲基丙烯酸甲酯这种高表面硬度材料，可以改善聚乙烯材料表面硬度低的缺点，达到改善耐磨擦的效果。通过溴化亚铜或者氯化银的加入改善了材料的抗菌性能，溴化亚铜或者氯化银在材料中，Cu+1、Ag+1溶出，逐渐游离，与霉菌体接触时，就会和菌体内活性蛋白结合使之失去活性，从而达到杀死霉菌作用。

Description

一种高硬度耐摩擦抗菌PE合金及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种高硬度耐摩擦抗菌PE合金及其制备方法。
背景技术
聚乙烯(PE)是一种重要的热塑性聚合物，尺寸稳定性好，绝缘性佳，耐水、耐油，广泛应用于家用电器、机械配件、办公用品和通讯器材等领域。但是在一些特殊的领域，需要PE具备高硬度、良好的耐摩擦性能和抗菌性能，单纯用PE就无法满足这些需求。
为了提高聚乙烯的使用范围，提高聚乙烯的硬度，现通过使用高密度聚乙烯，高密度聚乙烯的硬度基本能够满足现对聚乙烯硬度的要求，但是高密度聚乙烯的价格较高，进而提高以高密度聚乙烯为原料的产品的生产成本，另一方面高密度聚乙烯的绝缘性不高，同时也不具有抗菌性能。
CN201410328788.9公开了一种可以直接电镀使用的树脂组合物，该组合物使用的热塑树脂选自ABS、PC、PP、PE、PA、PBT、PET、PMMA、ASA、AES或其合金树脂，但是该组合物仅实现能够直接电镀，而与提高绝缘性能及抗菌性能没有提高。CN200510043010.4公开了一种纳米吸波塑料材料及其产品的制备方法，该技术方案的组合物包括ABS、POM、PE、PA、PC、PMMA、PS、PVC及PTEE等，同样并没有提高组合物的绝缘性能及抗菌性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种高硬度耐摩擦抗菌PE合金及其制备方法，制备的PE合金的硬度、面摩擦性能及抗菌性能均有不同程度提高。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高硬度耐摩擦抗菌PE合金，按重量份由以下组分组成：
所述PE的结晶度为55％-65％。
所述相容剂为PE-g-MAH。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯与四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的复配，重量比例为1:1。
所述抗菌剂为溴化亚铜或者氯化银。
所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺或二甲基硅油中的一种。
上述任一项高硬度耐摩擦抗菌PE合金的制备方法，包括以下步骤，
1)按设定配比称取PE、PMMA、相容剂、抗氧剂、抗菌剂及润滑剂；
2)将步骤1)中所有物料通过高速搅拌机搅拌10-12分钟，形成混合物料；
3)将步骤2)的混合物料投入到双螺杆挤出机中，经过熔融反应，然后挤出、造粒得到高硬度耐摩擦抗菌PE合金。
所述高速搅拌机温度为70～120℃，转速120～240r/min。
所述双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：第一区温度150～180℃，第二区温度170～200℃，第三区温度170～200℃，第四区温度170～200℃，第五区温度170～200℃，第六区温度170～200℃，机头温度170～200℃；螺杆转速180～240r/min。
本发明的有益效果是：
通过添加聚甲基丙烯酸甲酯这种高表面硬度材料，可以改善聚乙烯材料表面硬度低的缺点，达到改善耐磨擦的效果。
PE-g-MAH的加入在PE和PMMA之间起到桥梁作用，形成模量梯度的界面过渡层，使PE和PMMA之间的相容性得到很好的改善。
溴化亚铜或者氯化银的加入改善了材料的抗菌性能，溴化亚铜或者氯化银在材料中，Cu+1、Ag+1溶出，逐渐游离，与霉菌体接触时，就会和菌体内活性蛋白结合使之失去活性，从而达到杀死霉菌作用。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方案的限制。
本发明提供一种高硬度耐摩擦抗菌PE合金，按重量份由以下组分组成：
所述PE的结晶度为55％-65％。在本申请中，PMMA为聚甲基丙烯酸甲酯。
所述相容剂为PE-g-MAH，在本申请中，优选为PE接枝马来酸杆。
所述抗氧剂为巴斯夫生产的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)与四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)的复配，复配时两种抗氧剂的重量比例为1:1。
所述抗菌剂为溴化亚铜或者氯化银。
所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺或二甲基硅油中的一种。
实施例1
称取50份PE、10份PMMA、0.2份PE-g-MAH、0.05份Irganox1010、0.05份Irganox168、4份溴化亚铜及0.1份乙撑双硬脂酰胺。
将称取的上述物料通过高速搅拌机搅拌10分钟，形成混合物料。
将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出，造粒。
其中高速搅拌机温度为70℃，转速120r/min。双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：第一区温度150℃，第二区温度170℃，第三区温度170℃，第四区温度170℃，第五区温度170℃，第六区温度170℃，机头温度170℃；螺杆转速180r/min。
实施例2
称取70份PE、30份PMMA、0.6份PE-g-MAH、0.25份Irganox1010、0.25份Irganox168、10份氯化银及0.3份二甲基硅油。
将称取的上述物料通过高速搅拌机搅拌12分钟，形成混合物料。
将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出，造粒。
其中高速搅拌机温度为120℃，转速240r/min。双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：第一区温度180℃，第二区温度200℃，第三区温度200℃，第四区温度200℃，第五区温度200℃，第六区温度200℃，机头温度200℃；螺杆转速240r/min。
实施例3
称取60份PE、20份PMMA、0.4份PE-g-MAH、0.15份Irganox1010、0.15份Irganox168、7份氯化银及0.2份二甲基硅油。
将称取的上述物料通过高速搅拌机搅拌11分钟，形成混合物料。
将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出，造粒。
其中高速搅拌机温度为95℃，转速180r/min。双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：第一区温度165℃，第二区温度185℃，第三区温度185℃，第四区温度185℃，第五区温度185℃，第六区温度185℃，机头温度185℃；螺杆转速210r/min。
实施例4
称取65份PE、25份PMMA、0.3份PE-g-MAH、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox168、6份氯化银及0.2份乙撑双硬脂酰胺。
将称取的物料通过高速搅拌机搅拌10分钟，形成混合物料。
将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出，造粒。
其中高速搅拌机温度为80℃，转速170r/min。双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：第一区温度165℃，第二区温度190℃，第三区温度185℃，第四区温度190℃，第五区温度190℃，第六区温度190℃，机头温度190℃；螺杆转速200r/min。
实施例5
称取70份PE、20份PMMA、0.3份PE-g-MAH、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox168、6份氯化银及0.3份乙撑双硬脂酰胺。
将称取的物料通过高速搅拌机搅拌11分钟，形成混合物料。
将混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出，造粒。
其中高速搅拌机温度为90℃，转速180r/min。双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：第一区温度165℃，第二区温度200℃，第三区温度185℃，第四区温度190℃，第五区温度185℃，第六区温度190℃，机头温度190℃；螺杆转速190r/min。
对比例1
称取70份PE、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox168及0.2份乙撑双硬脂酰胺。
将称取的物料通过高速搅拌机搅拌10分钟，形成混合物料。
将混合好的混合物料投入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融反应，然后挤出，造粒。
其中高速搅拌机温度为90℃，转速190r/min。双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：第一区温度175℃，第二区温度200℃，第三区温度185℃，第四区温度190℃，第五区温度185℃，第六区温度190℃，机头温度190℃；螺杆转速190r/min。
性能测试：
将实施例1－5与对比例1制备的PE合金材料按相关测试标准分别测试，其产品性能数据如下表所示：
通过上表对比可看出，本发明制得的PE合金较对比例中PE相比，其硬度、耐摩擦效果、抗菌性均得到了不同程度的提高。这大大扩展PE合金材料的应用领域。
以上所述仅是本发明的优选实施方式的描述，应当指出，由于文字表达的有限性，而在客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高硬度耐摩擦抗菌PE合金，其特征在于：按重量份由以下组分组成：
所述PE的结晶度为55％-65％。
2.根据权利要求1所述的高硬度耐摩擦抗菌PE合金，其特征在于：所述相容剂为PE-g-MAH。
3.根据权利要求1所述的高硬度耐摩擦抗菌PE合金，其特征在于：所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯与四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯的复配，重量比例为1:1。
4.根据权利要求1所述的高硬度耐摩擦抗菌PE合金，其特征在于：所述抗菌剂为溴化亚铜或者氯化银。
5.根据权利要求1所述的高硬度耐摩擦抗菌PE合金，其特征在于：所述的润滑剂为乙撑双硬脂酰胺或二甲基硅油中的一种。
6.上述权利要求1至5中任一项高硬度耐摩擦抗菌PE合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
1)按设定配比称取PE、PMMA、相容剂、抗氧剂、抗菌剂及润滑剂；
2)将步骤1)中所有物料通过高速搅拌机搅拌10-12分钟，形成混合物料；
3)将步骤2)的混合物料投入到双螺杆挤出机中，经过熔融反应，然后挤出、造粒得到高硬度耐摩擦抗菌PE合金。
7.根据权利要求6所述的高硬度耐摩擦抗菌PE合金的制备方法，其特征在于：所述高速搅拌机温度为70～120℃，转速120～240r/min。
8.根据权利要求6所述的高硬度耐摩擦抗菌PE合金的制备方法，其特征在于：所述双螺杆挤出机包含六个区，其中各区温度及螺杆转速分别为：第一区温度150～180℃，第二区温度170～200℃，第三区温度170～200℃，第四区温度170～200℃，第五区温度170～200℃，第六区温度170～200℃，机头温度170～200℃；螺杆转速180～240r/min。
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