CN106883593A - 一种高强度抗菌热塑性弹性体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度抗菌热塑性弹性体及其制备方法，基本配方和重量比组成为：热塑性聚氨酯 25~35%、抗菌纤维 15~25%、端羟基超支化聚合物 6~12%、马来酸酐接枝共聚物 5~10%、填充油 20~30%、偶联剂改性填料 8~15%、抗氧剂 0.1~2%。本发明的制备方法是将混合均匀后的物料送入双螺杆挤出机加料斗中，经双螺杆挤出、造粒。本发明制得的热塑性弹性体，力学强度高、抗菌效果好、环保无毒，适用于建筑材料、医疗设施与医疗器械等领域。

Description

一种高强度抗菌热塑性弹性体及其制备方法
技术领域
本发明涉及热塑性弹性体领域，尤其涉及一种高强度抗菌热塑性弹性体及其制备方法。
背景技术
抗菌塑料是一种新型功能材料，已广泛应用于家电、食品包装、文化用品、厨卫用品、汽车配件等多个领域。发展和研究具有抗菌性能的新型塑料制品，对于改善人们的生活环境、减少疾病发生率、保护人类身体健康等方面都具有十分重要的现实意义。
热塑性弹性体是一种具有橡胶的高弹性、高强度、高回弹性，又具有可注塑加工的特征的材料。具有环保无污染、适用范围广、弹性好、触感柔软等优点，耐候性、抗疲劳性和耐热性较好，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低成本，广泛的使用于电子电器、家居、玩具等领域。
然而，目前还没有环保型抗菌热塑性弹性体专用料，弹性体行业都是在热塑性弹性体原料中加入抗菌剂来制备抗菌热塑性弹性体，制得的产品成本高、质量不稳定，虽然具有抗菌功能，但是抗菌剂毒性大、持续时间短，一定程度上限制了热塑性弹性体的应用。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种高强度抗菌热塑性弹性体,其力学强度高、抗菌效果好、环保无毒。
同时，本发明还提供了一种高强度抗菌热塑性弹性体的制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高强度抗菌热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：
热塑性聚氨酯 25~35%
抗菌纤维 15~25%
端羟基超支化聚合物 6~12%
马来酸酐接枝共聚物 5~10%
填充油 20~30%
偶联剂改性填料 8~15%
抗氧剂 0.1~2%。
优选地，所述热塑性聚氨酯为聚酯型热塑性聚氨酯。
优选地，所述抗菌纤维为壳聚糖纤维。
优选地，所述端羟基超支化聚合物为端羟基超支化聚酰胺酯、端羟基超支化聚酯中的至少一种。
优选地，所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝EPDM、马来酸酐接枝SEBS中的至少一种。
优选地，所述马来酸酐接枝共聚物的接枝率为18-25%。
优选地，所述填充油为橄榄油。
优选地，所述偶联剂改性填料为偶联剂改性纳米滑石粉，目数为1000-3000目。
上述的高强度抗菌热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌10~60min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为200-230℃，模头温度控制在160-180℃之间。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明制备的热塑性弹性体，加入了端羟基超支化聚合物，其结构末端的羟基能够与聚酯型热塑性聚氨酯结构中羧基、氨基发生反应，使材料形成网状交联结构，从而提高了材料的拉伸强度。加入了壳聚糖纤维，提高了材料的拉伸强度和抗菌性，抗菌长效性好、对人体无危害。本发明制得的热塑性弹性体，力学强度高、抗菌效果好、环保无毒，适用于建筑材料、医疗设施与医疗器械等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种高强度抗菌热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：聚酯型热塑性聚氨酯 35%、壳聚糖纤维 25%、端羟基超支化聚酰胺酯6%、马来酸酐接枝EPDM 5%、橄榄油 20%、偶联剂改性纳米滑石粉 8%、抗氧剂 1%。
上述的的高强度抗菌热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌10min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为200-210℃，模头温度控制在160℃。
实施例2
一种高强度抗菌热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：聚酯型热塑性聚氨酯 25%、壳聚糖纤维 15%、端羟基超支化聚酯 12%、马来酸酐接枝SEBS 10%、橄榄油 21%、偶联剂改性纳米滑石粉 15%、抗氧剂 2%。
上述的的高强度抗菌热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌60min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为220℃，模头温度控制在180℃。
实施例3
一种高强度抗菌热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：聚酯型热塑性聚氨酯 30%、壳聚糖纤维 20%、端羟基超支化聚酰胺酯 9%、马来酸酐接枝EPDM 5%、橄榄油 27.5%、偶联剂改性纳米滑石粉 8%、抗氧剂 0.5%。
上述的的高强度抗菌热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌30min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为210-220℃，模头温度控制在170℃。
实施例4
一种高强度抗菌热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：聚酯型热塑性聚氨酯 28%、壳聚糖纤维 20%、端羟基超支化聚酯 6%、马来酸酐接枝EPDM 8%、橄榄油 25%、偶联剂改性纳米滑石粉 12%、抗氧剂 1%。
上述的的高强度抗菌热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌40min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为200-220℃，模头温度控制在180℃。
实施例5
一种高强度抗菌热塑性弹性体，基本配方和重量比组成为：聚酯型热塑性聚氨酯 32%、壳聚糖纤维 18%、端羟基超支化聚酯 10%、马来酸酐接枝EPDM 5%、橄榄油 22%、偶联剂改性纳米滑石粉 11%、抗氧剂 2%。
上述的的高强度抗菌热塑性弹性体，其制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌20min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为200-220℃，模头温度控制在160。
对比例1
与实施例1不同的是，加工过程不加壳聚糖纤维，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，加工过程不加端羟基超支化聚酰胺酯，其它条件不变。
对比例3
与实施例1不同的是，加工过程不加马来酸酐接枝EPDM，其它条件不变。
对比例4
与实施例1不同的是，加工过程以未改性纳米滑石粉替代偶联剂改性纳米滑石粉，其它条件不变。
性能测试
测试结果见表1所示：
表1
从表1中可以看出，对比实施例1-5和对比例1-4，实施例1-5的拉伸强度和断裂伸长率有明显的提高，压缩永久变形降低，抗菌性能提高。从以上数据说明，本发明制备的热塑性弹性体具有良好的力学强度、弹性和抗菌性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高强度抗菌热塑性弹性体，其特征在于，基本配方和重量比组成为：
热塑性聚氨酯 25~35%
抗菌纤维 15~25%
端羟基超支化聚合物 6~12%
马来酸酐接枝共聚物 5~10%
填充油 20~30%
偶联剂改性填料 8~15%
抗氧剂 0.1~2%。
2.根据权利要求1所述的高强度抗菌热塑性弹性体，其特征在于：所述热塑性聚氨酯为聚酯型热塑性聚氨酯。
3.根据权利要求1所述的高强度抗菌热塑性弹性体，其特征在于：所述抗菌纤维为壳聚糖纤维。
4.根据权利要求1所述的高强度抗菌热塑性弹性体，其特征在于：所述端羟基超支化聚合物为端羟基超支化聚酰胺酯、端羟基超支化聚酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高强度抗菌热塑性弹性体，其特征在于：所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝EPDM、马来酸酐接枝SEBS中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的高强度抗菌热塑性弹性体，其特征在于：所述马来酸酐接枝共聚物的接枝率为18-25%。
7.根据权利要求1所述的高强度抗菌热塑性弹性体，其特征在于：所述填充油为橄榄油。
8.根据权利要求1所述的高强度抗菌热塑性弹性体，其特征在于：所述偶联剂改性填料为偶联剂改性纳米滑石粉，目数为1000-3000目。
9.根据权利要求1所述的高强度抗菌热塑性弹性体的制备方法，其特征是制备的工艺步骤如下：
（1）按重量配比称取好配方中的原料加入高混机，搅拌10~60min，混合均匀；
（2）将步骤（1）中混合好的原料投入到双螺杆挤出机的加料斗中，经熔融挤出，造粒；加工工艺如下：双螺杆挤出机机筒温度范围为200-230℃，模头温度控制在160-180℃之间。
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