CN107177105A - 一种抗菌耐候pp复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌耐候pp复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种抗菌耐候PP复合材料及其制备方法，PP复合材料按重量分由以下组分组成：PP为80份‑100份；抗菌剂为4份‑8份；耐候母粒为10份‑16份；抗氧剂为0.1份‑0.5份；润滑剂为0.1份‑0.3份。耐候母粒中的纳米TiO2作用主要有两点：①纳米二氧化钛本身具有优异的抗紫外性能，它的加入可以进一步加强耐候母粒的耐候性能。②纳米二氧化钛可以促进PP的异性成核，增强PP复合材料的强度和刚性。

Description

一种抗菌耐候PP复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是一种抗菌耐候PP复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)是综合性能优良的工程塑料，其尺寸稳定性好,绝缘性佳，耐油，成型加工性能比较好。尽管PP的综合性能非常优异，但是在一些特殊的应用领域，对抗菌性能、老化性能有很高的要求，普通PP不能满足这种要求，这就大大限制了PP复合材料的应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种抗菌耐候PP复合材料及其制备方法，以解决现有PP复合材料的抗菌及抗老化性能不能满足需要的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抗菌耐候PP复合材料，按重量分由以下组分组成：
所述耐候母粒的制备方法如下：
(1)称取一定量的聚丙烯、纳米TiO2、光稳定剂及抗氧剂；
(2)将步骤(1)中各组成投入高速搅拌机混合，待混合均匀，放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干既得耐候母粒。
步骤(1)中的所述聚丙烯、所述纳米TiO2、所述光稳剂及所述抗氧剂的质量比为(80-100)：(10-16)：(6-10)：(2-4)。
步骤(1)中所述聚丙烯为PP Z30S,所述光稳剂为受阻胺光稳定剂Tinuvin 622LD，所述抗氧剂为Irganox1010。
步骤(2)中所述高速搅拌机转速为280～320r/min，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度200～220℃，三区温度200～220℃，四区温度200～220℃，五区温度200～220℃，六区温度200～220℃，机头温度200～220℃；螺杆转速180～260r/min。
所述抗菌剂为无机银系抗菌剂Ionpure。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
上述任一项的抗菌耐候PP复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取80份-100份的PP、4份-8份抗菌剂、10份-16份耐候母粒、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒，即得到PP复合材料。
所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度210～230℃，三区温度210～230℃，四区温度210～230℃，五区温度210～230℃，六区温度210～230℃，机头温度210～230℃,螺杆转速200～280r/min。
本发明的有益效果是：
1、耐候母粒中的纳米TiO2作用主要有两点：①纳米二氧化钛本身具有优异的抗紫外性能，它的加入可以进一步加强耐候母粒的耐候性能。②纳米二氧化钛可以促进PP的异性成核，增强PP复合材料的强度和刚性。
2、抗菌剂的加入有利于提高PP复合材料的抗菌性能。
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。
本申请的各实施例中所用的原料如下：
PP(型号Z30S),茂名石化；抗菌剂(型号Ionpure)，日本石冢硝子公司；纳米TiO2，南京天行新材料有限公司；光稳定剂(型号Tinuvin 622LD)，巴斯夫有限公司；抗氧剂(型号Irganox168、Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化；硬脂酸锌，汉维新材料；硬脂酸钙，武汉万荣科技；硬脂酸钾，邦诺化工。
本申请各实施例中所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪，东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器仪表有限公司。
本申请提供一种抗菌耐候PP复合材料，按重量分由以下组分组成：
耐候母粒的制备方法如下：
(1)称取一定量的聚丙烯、纳米TiO2、光稳定剂及抗氧剂，其中的聚丙烯、纳米TiO2、光稳剂及抗氧剂的质量比为(80-100)：(10-16)：(6-10)：(2-4)；聚丙烯为PP Z30S,光稳剂为受阻胺光稳定剂Tinuvin 622LD，抗氧剂为Irganox1010。
(2)将步骤(1)中各组成投入高速搅拌机混合，待混合均匀，放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干既得耐候母粒，其中高速搅拌机转速为280～320r/min，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度200～220℃，三区温度200～220℃，四区温度200～220℃，五区温度200～220℃，六区温度200～220℃，机头温度200～220℃；螺杆转速180～260r/min。
抗菌剂为无机银系抗菌剂Ionpure。
抗氧剂为巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330)中的一种或几种的混合。
润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
上述任一项的抗菌耐候PP复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)称取80份-100份的PP、4份-8份抗菌剂、10份-16份耐候母粒、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒，即得到PP复合材料。
步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度210～230℃，三区温度210～230℃，四区温度210～230℃，五区温度210～230℃，六区温度210～230℃，机头温度210～230℃,螺杆转速200～280r/min。
实施例1
(1)称取80份PP、4份Ionpure、10份耐候母粒、0.1份Irganox168、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度180℃，二区温度210℃，三区温度210℃，四区温度210℃，五区温度210℃，六区温度210℃，机头温度210℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
(1)称取100份PP、8份Ionpure、16份耐候母粒、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.15份硬脂酸钙、0.15份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，机头温度230℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
(1)称取90份PP、6份Ionpure、13份耐候母粒、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.1份硬脂酸钾、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP复合材料P3。其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度190℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃；螺杆转速240r/min。
实施例4
(1)称取85份PP、7份Ionpure、12份耐候母粒、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸钙、0.1份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP复合材料P4。其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度185℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃；螺杆转速250r/min。
实施例5
(1)称取95份PP、8份Ionpure、15份耐候母粒、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330、0.1份硬脂酸钙、0.2份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP复合材料P5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度195℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃；螺杆转速255r/min。
对比例1
(1)称取称取80份PP、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox168、0.1份硬脂酸钙、0.2份硬脂酸锌混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP复合材料D1。其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度195℃，二区温度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃，机头温度215℃；螺杆转速255r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1制备的PP复合材料用注塑机制成样条测试，测试数据如下表：
从上表可以看出，从表中还可以看出实施例1-5的抗菌性能、耐候性能、强度和刚性都要好于对比例1，扩展了PP复合材料的应用领域，具有非常重要的意义。
以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种抗菌耐候PP复合材料，其特征在于，按重量分由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述的抗菌耐候PP复合材料，其特征在于，所述耐候母粒的制备方法如下：
(1)称取一定量的聚丙烯、纳米TiO2、光稳定剂及抗氧剂；
(2)将步骤(1)中各组成投入高速搅拌机混合，待混合均匀，放入双螺杆挤出机中挤出造粒，烘干既得耐候母粒。
3.根据权利要求2所述的抗菌耐候PP复合材料，其特征在于，步骤(1)中的所述聚丙烯、所述纳米TiO2、所述光稳剂及所述抗氧剂的质量比为(80-100)：(10-16)：(6-10)：(2-4)。
4.根据权利要求2所述的抗菌耐候PP复合材料，其特征在于，步骤(1)中所述聚丙烯为PP Z30S,所述光稳剂为受阻胺光稳定剂Tinuvin 622LD，所述抗氧剂为Irganox1010。
5.根据权利要求2所述的抗菌耐候PP复合材料，其特征在于，步骤(2)中所述高速搅拌机转速为280～320r/min，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度140～160℃，二区温度200～220℃，三区温度200～220℃，四区温度200～220℃，五区温度200～220℃，六区温度200～220℃，机头温度200～220℃；螺杆转速180～260r/min。
6.根据权利要求1所述的抗菌耐候PP复合材料，其特征在于，所述抗菌剂为无机银系抗菌剂Ionpure。
7.根据权利要求1所述的抗菌耐候PP复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
8.根据权利要求1所述的抗菌耐候PP复合材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙或硬脂酸钾中的一种或多种。
9.上述权利要求1至8中任一项的抗菌耐候PP复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取80份-100份的PP、4份-8份抗菌剂、10份-16份耐候母粒、0.1份-0.5份抗氧剂、0.1份-0.3份润滑剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
(2)将步骤(1)中得到的混合料从挤出机中挤出造粒，即得到PP复合材料。
10.根据权利要求9所述的抗菌耐候PP复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)具体为：
将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度180～200℃，二区温度210～230℃，三区温度210～230℃，四区温度210～230℃，五区温度210～230℃，六区温度210～230℃，机头温度210～230℃,螺杆转速200～280r/min。
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