CN106832566A - 一种抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料及其制备方法，其由下述组分按重量份数制备而成：聚丙烯60‑85份、硫酸钡5‑15份、高效无锑无析出型阻燃剂5‑10份、除味母粒5‑15份、抗菌剂0.5‑1.5份、抗氧剂0.3‑0.6份、成核剂0.1‑0.5份、润滑剂0.5‑1.0份。本发明制备的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料具有高效抗菌性，且抗菌率大于99%。另外，本发明制备的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料有气味等级小于3.5级、阻燃性达到UL94 V‑2等级。

Description

一种抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，具体涉及一种抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂，通常为半透明无色固体，有无臭无毒。由于其结构规整而高度结晶化，故熔点高达167℃，具有耐热，耐腐蚀的优点；另外聚丙烯的密度小，是最轻的通用塑料，但是PP的低温冲击性差，成型收缩大。
抗菌塑料是一类在使用环境中对玷污其本身的细菌、霉菌、酵母菌、藻类甚至病毒等起到抑制或杀灭作用的塑料，是公知的宜于健康、卫生的新型材料。随着人们对产品安全与卫生意识的增强，全球抗菌塑料市场的规模不断扩大。相关研究报告预测，到2015年，全球抗菌塑料的工业应用市场规模达到21.7亿美元，用于消费品的产品价值为16.0亿美元，全球20％的塑料制品具有抗菌功能，抗菌塑料应用日益广泛。
家用电器火灾一直是我们生产、生活中主要灾难之一。近年来，因为家用电器的原因引起的火灾事故不断,造成了巨大的经济损失。根据公安部消防局的统计数据看,每年我国因为电器火灾发生的事故都超过30000起,占到火灾事故总数的20％多,其中很多事故由家用电器中与电接触部件材料不阻燃引起的火灾。
随着人们生活水平的提高，产品消费升级，消费者对产品提出了更高的要求，如美观性，健康，舒适性等。如在选购、使用产品过程中，有明显气味的话，会严重影响消费者购买热情和产品美誉度，所以材料方面低气味也是一大发展趋势。
综合上述，开发一种抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，材料具有抗菌，高效阻燃，易加工，低气味等特性，可广泛应用于家用电器，卫生洁具，儿童玩具，医疗器械等领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有抗菌、阻燃、低气味等特点，同时具有良好的加工性能聚丙烯复合料及其制备方法。
为实现上述目的本发明采用如下技术方案：
一种抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其由下述组分按重量份数制备而成：
进一步方案，所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
所述的硫酸钡是经沉淀法制备的纯度大于98％的硫酸钡，其目数为5000-8000目。
所述的高效无锑无析出型阻燃剂是P、N、Br复合体系阻燃剂。
所述除味母粒是由多孔聚合物吸附低沸点易挥发的气提剂组成。
所述抗菌剂为银系无机抗菌剂，是由在无机磷酸盐离子交换体上负载银离子构成。
所述的抗氧剂为(2,4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按重量比为1:1复配而成。
所述的成核剂为2，2′-亚甲基双(4，6-特丁基苯酚)膦铝盐或二环庚烷二羧酸盐。
所述润滑剂为PE蜡或乙撑双硬脂酰胺。
本发明的另一个发明目的是提供上述抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料的制备方法，其包括以下步骤：
(1)按配比，将聚丙烯、硫酸钡、高效无锑无析出型阻燃剂、除味母粒、抗菌剂、抗氧剂、成核剂和润滑剂加入高混机中高速混合2～4分钟；
(2)将混合物投入平行双螺杆挤出机中熔融，挤出造粒得聚丙烯复合料；其中挤出机的机筒温度为：180～210℃，螺杆转速为400～600r/min熔体压力为1.5～2.5MPa；真空度为-0.04～-0.1MPa。
本发明制得抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料具有以下优点：
1、本发明采用的银系无机抗菌剂为粒度均匀的超细粉末，独特的智能控制银离子缓释技术，物理化学性能十分稳定，具有良好的抗变色性能和持久的抗菌性能。采用QB/T2591-2003抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果方法评判，本发明制得抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料的抗菌率大于99％。
2、本发明采用的高效无锑无析出型阻燃剂是P、N、Br复合体系阻燃剂，其中不添加三氧化二锑，比目前通用溴系阻燃剂制备的阻燃PP成本更有优势；且无析出、添加量低、与高聚物相容性好、热稳定性好。采用UL94方法检测，本发明制得抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料达到V2阻燃等级(2.0MM)，符合RoHS环保要求。
3、本发明采用的除味母粒对材料其它性能没有影响，最终制品性能良好；无需额外的设备投资；可以非常高效和可靠地降低最终制品的气味。采用大众标准PV3900方法检测，本发明制得抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料的气味等级小于3.5级。
具体实施方式
下面实施例中硫酸钡选用佛山成吉化工LC-330；
高效无锑无析出型阻燃剂选用东莞创之源化工有限公司高效阻燃剂FR8000；
除味母粒选用合肥创新轻质材料有限公司的除味母粒LDV 1040；
抗菌剂选用上海润和纳米材料科技有限公司银系无机抗菌剂RHA-1；
成核剂选用美林肯HPN-68L成核剂；
抗氧剂为(2,4二叔丁基苯基)亚磷酸三酯(抗1010)与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(抗168)按1:1的重量比复配而成的混合物；
润滑剂为PE蜡或乙撑双硬脂酰胺(EBS)。
实施例1：
(1)按配方比例分别称取各种原料；
(2)将上述聚丙烯树脂、硫酸钡、高效无锑无析出型阻燃剂、除味母粒、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、成核剂加入高混机中高速混合2分钟；
(3)将混好的各组分投入平行双螺杆挤出机中熔融，挤出造粒，挤出机的机筒温度为：190℃，螺杆转速为500r/min，熔体压力为1.6MPa；真空度为-0.04～-0.06MPa，即制得抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料。
实施例2：
(1)按配方比例分别称取各种原料；
(2)将上述聚丙烯树脂、硫酸钡、高效无锑无析出型阻燃剂、除味母粒、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、成核剂加入高混机中高速混合3分钟；
(3)将混好的各组分投入平行双螺杆挤出机中熔融，挤出造粒，挤出机的机筒温度为：200℃，螺杆转速为550r/min，熔体压力为1.8MPa；真空度为-0.06～-0.08MPa，即制得抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料。
实施例3：
(1)按配方比例分别称取各种原料；
(2)将上述聚丙烯树脂、硫酸钡、高效无锑无析出型阻燃剂、除味母粒、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、成核剂加入高混机中高速混合2分钟；
(3)将混好的各组分投入平行双螺杆挤出机中熔融，挤出造粒，挤出机的机筒温度为：200℃，螺杆转速为600r/min，熔体压力为1.7MPa；真空度为-0.07～-0.09MPa，即制得抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料。
实施例4：
(1)按配方比例分别称取各种原料；
(2)将上述聚丙烯树脂、硫酸钡、高效无锑无析出型阻燃剂、除味母粒、抗菌剂、抗氧剂、润滑剂、成核剂加入高混机中高速混合3分钟；
(3)将混好的各组分投入平行双螺杆挤出机中熔融，挤出造粒，挤出机的机筒温度为：210℃，螺杆转速为550r/min，熔体压力为1.6MPa；真空度为-0.05～-0.07MPa，即制得抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料。
实施例1-4制得抗菌低气味阻燃聚丙烯主要物性指标见下表：
物理性能 测试标准 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
熔体流动速率g/10min GB/T3682 25 22 20 18
拉伸强度MPa GB/T1040 35 34 33 32
断裂伸长率％ GB/T1040 15 10 8 10
弯曲强度MPa GB/T9341 40 42 43 45
弯曲模量MPa GB/T9341 1700 1780 1850 2000
悬臂梁缺口冲击KJ/m2 GB/T1843 3.5 3.0 2.8 2.5
密度g/cm3 GB/T1033 0.93 0.96 0.98 1.03
抗菌率(％) QB/T2591-2003 >99 >99 >99 >99
阻燃性 UL94(2.0mm) V2 V2 V2 V2
气味性 VW PV3900 3.0 3.5 3.0 3.5
添加紫外光吸收剂、光稳定剂、抗静电剂、着色剂等功能助剂到该配方体系，使抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料具有相应特性亦受本发明保护。
从上表可看出，由于本发明采用一种无机磷酸盐离子交换体上负载银离子做为抗菌剂，其具有高效，高安全和超耐热性，从而使本发明制备的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料具有高效抗菌性，且抗菌率大于99％。另外，本发明制备的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料有气味等级小于3.5级、阻燃性达到UL94V-2等级。
上述对实施例的描述为本发明的优选实施方式。本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其特征在于：其由下述组分按重量份数制备而成：
聚丙烯 60-85份
硫酸钡 5-15份
高效无锑无析出型阻燃剂 5-10份
除味母粒 5-15份
抗菌剂 0.5-1.5份
抗氧剂 0.3-0.6份
成核剂 0.1-0.5份
润滑剂 0.5-1.0份。
2.根据权利要求1所述的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其特征在于：所述的聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其特征在于：所述的硫酸钡是经沉淀法制备的纯度大于98%的硫酸钡，其目数为5000-8000目。
4.根据权利要求1所述的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其特征在于：所述的高效无锑无析出型阻燃剂是P、N、Br复合体系阻燃剂。
5.根据权利要求1所述的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其特征在于：所述除味母粒是由多孔聚合物吸附低沸点易挥发的气提剂组成。
6.根据权利要求1所述的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其特征在于：所述抗菌剂为银系无机抗菌剂，是由在无机磷酸盐离子交换体上负载银离子构成。
7.根据权利要求1所述的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其特征在于：所述的抗氧剂为（2,4二叔丁基苯基）亚磷酸三酯与四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯按重量比为1:1复配而成。
8.根据权利要求1所述的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其特征在于：所述的成核剂为2，2′-亚甲基双(4，6-特丁基苯酚)膦铝盐或二环庚烷二羧酸盐。
9.根据权利要求1所述的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料，其特征在于：所述润滑剂为PE蜡或乙撑双硬脂酰胺。
10.如权利要求1-9任一项所述的抗菌低气味阻燃聚丙烯复合料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）按配比，将聚丙烯、硫酸钡、高效无锑无析出型阻燃剂、除味母粒、抗菌剂、抗氧剂、成核剂和润滑剂加入高混机中高速混合2～4分钟；
（2）将混合物投入平行双螺杆挤出机中熔融，挤出造粒得聚丙烯复合料；其中挤出机的机筒温度为：180～210℃，螺杆转速为400～600r/min 熔体压力为1.5～2.5MPa；真空度为-0.04～-0.1MPa。
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