CN107011582A - 一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材及其制备方法，基本配方和重量比组成为：聚丙烯25‑35份、偶联剂改性抗菌纤维14‑22份、单官能团环氧化合物5‑16份、改性橡胶粉10‑18份、马来酸酐接枝共聚物4‑12份、稀土偶联剂6‑14份、偶联剂改性填料8‑15份、抗氧剂1‑4份。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，经双螺杆经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材。本发明制得的抗菌增韧聚丙烯管材，力学强度高、韧性和抗菌效果好，适用于建筑水管，家用自来水管等领域。

Description

一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料管材领域，尤其涉及一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材及其制备方法。
背景技术
聚丙烯是一种半结晶的热塑性塑料。具有较高的耐冲击性，机械性质强韧，抗多种有机溶剂和酸碱腐蚀。在工业界有广泛的应用，是平常常见的高分子材料之一。聚丙烯本身并不具备抗菌的作用，因此开发具有抗菌性能的新型聚丙烯材料，对环保事业及人们的身体健康有着十分重要的现实意义。
然而，目前还没有环保型聚丙烯管材专用料，塑料行业都是在聚丙烯原料中加入抗菌剂来制备抗菌聚丙烯，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，抗菌效果不持久，而且聚丙烯中抗菌剂分散不均匀，严重影响制品的机械性能，一定程度上限制了聚丙烯的应用。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材,其力学强度高、韧性和抗菌效果好。
同时，本发明还提供了一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材的制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：聚丙烯 25-35份、偶联剂改性抗菌纤维14-22份、单官能团环氧化合物5-16份、改性橡胶粉10-18份、马来酸酐接枝共聚物 4-12份、稀土偶联剂 6-14份、偶联剂改性填料 8-15份、抗氧剂1-4份。
优选的，所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯。
优选的，所述偶联剂改性抗菌纤维为硅烷偶联剂改性甲克素纤维。
优选的，所述单官能团环氧化合物为环氧丁烷、环氧戊烷的至少一种。
优选的，所述改性橡胶粉为纳米氧化银改性EPDM粉末。
优选的，所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝EPDM中的至少一种。
优选的，所述稀土偶联剂为端羟基树枝状聚酯稀土配合物。
优选的，所述偶联剂改性填料为偶联剂改性纳米炭黑，目数为1000-3000目。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，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）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为160-210℃，螺杆转速为400-600转/分钟，喂料速度为200-400转/分钟。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明制备的抗菌增韧聚丙烯管材，加入了偶联剂改性抗菌纤维，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。加入了纳米氧化银改性EPDM粉末，提高了材料韧性和弹性，并进一步提升了材料的抗菌性。加入了端羟基树枝状聚酯稀土配合物，不仅能够起偶联剂作用，其结构末端的羟基能够与聚丙烯结构中不饱和双键发生反应，使材料形成网状交联结构，从而提高了材料的力学强度。本发明制得的抗菌增韧聚丙烯管材，力学强度高、韧性和抗菌效果好，适用于建筑水管，家用自来水管等领域。
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
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯 25份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维14份、环氧丁烷5份、纳米氧化银改性EPDM粉末10份、马来酸酐接枝SEBS 4份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物 6份、偶联剂改性纳米炭黑 8份、抗氧剂1份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，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）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为160℃，螺杆转速为400转/分钟，喂料速度为200转/分钟。
实施例2
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯 35份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维22份、环氧戊烷16份、纳米氧化银改性EPDM粉末18份、马来酸酐接枝EPDM 12份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物 14份、偶联剂改性纳米炭黑 15份、抗氧剂4份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，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）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为210℃，螺杆转速为600转/分钟，喂料速度为400转/分钟。
实施例3
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯 30份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维17份、环氧戊烷10份、纳米氧化银改性EPDM粉末14份、马来酸酐接枝SEBS 8份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物 10份、偶联剂改性纳米炭黑 12份、抗氧剂2份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，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）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为180℃，螺杆转速为500转/分钟，喂料速度为300转/分钟。
实施例4
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯 27份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维16份、环氧戊烷7份、纳米氧化银改性EPDM粉末12份、马来酸酐接枝SEBS 5份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物 7份、偶联剂改性纳米炭黑 10份、抗氧剂2份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，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）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为180℃，螺杆转速为450转/分钟，喂料速度为250转/分钟。
实施例5
一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，基本配方和重量比组成为：无规共聚聚丙烯 33份、硅烷偶联剂改性甲克素纤维20份、环氧丁烷 14份、纳米氧化银改性EPDM粉末16份、马来酸酐接枝SEBS 10份、端羟基树枝状聚酯稀土配合物 12份、偶联剂改性纳米炭黑 13份、抗氧剂3份。
上述的抗菌增韧聚丙烯管材，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50min，混合均匀；
（2）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为200℃，螺杆转速为550转/分钟，喂料速度为350转/分钟。
对比例1
与实施例1不同的是，加工过程不加硅烷偶联剂改性甲克素纤维，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，加工过程不加环氧丁烷，其它条件不变。
对比例3
与实施例1不同的是，加工过程不加纳米氧化银改性EPDM粉末，其它条件不变。
对比例4
与实施例1不同的是，加工过程不加马来酸酐接枝SEBS，其它条件不变。
对比例5
与实施例1不同的是，加工过程不加端羟基树枝状聚酯稀土配合物，其它条件不变。
对比例6
与实施例1不同的是，加工过程以未改性纳米炭黑替代偶联剂改性纳米炭黑，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1-6，实施例1-5的拉伸强度、缺口冲击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，本发明制备的抗菌增韧聚丙烯管材，力学强度高、韧性和抗菌效果好。
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)

1.一种建筑用抗菌增韧聚丙烯管材，其特征在于，基本配方和重量比组成为：聚丙烯25-35份、偶联剂改性抗菌纤维14-22份、单官能团环氧化合物5-16份、改性橡胶粉10-18份、马来酸酐接枝共聚物 4-12份、稀土偶联剂 6-14份、偶联剂改性填料 8-15份、抗氧剂1-4份。
2.根据权利要求1所述的抗菌增韧聚丙烯管材，其特征在于：所述聚丙烯为无规共聚聚丙烯。
3.根据权利要求1所述的抗菌增韧聚丙烯管材，其特征在于：所述偶联剂改性抗菌纤维为硅烷偶联剂改性甲克素纤维。
4.根据权利要求1所述的抗菌增韧聚丙烯管材，其特征在于：所述单官能团环氧化合物为环氧丁烷、环氧戊烷的至少一种。
5.根据权利要求1所述的抗菌增韧聚丙烯管材，其特征在于：所述改性橡胶粉为纳米氧化银改性EPDM粉末。
6.根据权利要求1所述的抗菌增韧聚丙烯管材，其特征在于：所述马来酸酐接枝共聚物为马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝EPDM中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的抗菌增韧聚丙烯管材，其特征在于：所述稀土偶联剂为端羟基树枝状聚酯稀土配合物。
8.根据权利要求1所述的抗菌增韧聚丙烯管材，其特征在于：所述偶联剂改性填料为偶联剂改性纳米炭黑，目数为1000-3000目。
9.根据权利要求1所述的抗菌增韧聚丙烯管材的制备方法，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）将上述步骤（1）混合后的物料加入到双螺杆挤出机中，经过熔融、挤出，即得聚丙烯管材；加工工艺如下：加工温度为160-210℃，螺杆转速为400-600转/分钟，喂料速度为200-400转/分钟。
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CN103627088A (zh) * 2013-12-02 2014-03-12 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 增强增韧抗菌聚丙烯组合物及其制备方法

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