CN107236223A - 一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料及其制备方法。本发明所述的抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，具有良好的耐腐蚀性能、耐磨性能和耐高温性能，抗菌性能良好，加工性能优异，易加工成型，可生物降解，降解周期短，安全环保，对环境友好；制备方法简单易行，工艺成本低，产品质量稳定，环保无有毒物质产生，适于工业化生产。

Description

一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的飞速发展，高分子材料的运用越来越广泛。高分子材料也成为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再添加其他助剂所构成的材料。高分子材料在电气电子工业、航天工业、建筑业、医疗器械、医药包装、交通运输业、家用电器、农业等各行各业都有广泛的应用。
可降解高分子材料是一种环保高分子材料，随着国家环保政策和人民环保意识的加强，可降解高分子材料越来越受关注。能从根本上解决废弃物所造成的环境污染问题，但是现有的高分子材料还存在加工性能和物理性能较差，成本高，抗菌性能、耐腐蚀性能等综合性能较差等技术问题。
发明内容
发明目的：为了克服以上问题，本发明的目的是提供一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料及其制备方法。
技术方案：本发明的一个目的在于提供一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，包括以下重量份的组分：聚氯乙烯树脂30-40份、聚苯胺25-35份、聚丁二酸丁二醇酯15-25份、富勒烯微纳米纤维10-20份、电气石负离子粉6-8份、三氯均二苯脲1-3份、可生物降解高分子材料10-20份、海藻酸钙纤维素1-3份、槐豆胶4-6份、亚麻油3-5份、过氧化苯甲酰2-4份、偶联剂2-4份、增韧剂1-3份、相容剂1-2份。
优选地，包括以下重量份的组分：聚氯乙烯树脂35份、聚苯胺30份、聚丁二酸丁二醇酯20份、富勒烯微纳米纤维15份、电气石负离子粉7份、三氯均二苯脲2份、可生物降解高分子材料15份、海藻酸钙纤维素2份、槐豆胶5份、亚麻油4份、过氧化苯甲酰3份、偶联剂3份、增韧剂2份、相容剂2份。
优选地，所述的可生物降解高分子材料包括交联淀粉、甲壳质、聚乳酸、3-羟基丁酸酯，且其重量份数为交联淀粉20-30份、甲壳质30-40份、聚乳酸15-25份、3-羟基丁酸酯15-25份。
优选地，所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
优选地，所述的增韧剂为CPE135A和纳米级碳酸钙中的一种。
优选地，所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃或苯乙烯类马来酸酐接枝物。提升材料的热稳定性，平衡刚性及韧性，有效提升材料的机械性能。
优选的，所述的聚氯乙烯树脂通过以下工艺制得：
1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，搅拌状态下用高纯氩气充分置换；
2）将聚合釜升温到60-70℃，加入催化剂镁化合物和有机硅化合物；
3）将聚合釜升温至70-80℃后，加入铝化合物和α-烯烃类单体；
4）将聚合釜降温至60-70℃，控制聚合釜中压力为0.4-0.6MPa，连续通入氯乙烯进行共聚反应，聚合反应时间为3-5h；
5）蒸馏脱去庚烷即得聚氯乙烯树脂。
本发明的另一个目的在于提供所述的抗菌耐腐蚀可生物降解型高分子材料的制备方法，包括以下方法步骤：
（1）称取配方量的聚氯乙烯树脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微纳米纤维、电气石负离子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸钙纤维素、槐豆胶、亚麻油、过氧化苯甲酰、偶联剂、增韧剂、相容剂；
（2）将步骤（1）中称取的原料同时放入到搅拌釜中加热到130-150℃搅拌混合均匀得到共混物，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为5-15min；
（3）将步骤（2）共混物降温至60-80℃，继续搅拌3-5min后加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为260-280℃，挤出速率为100-150r/min；
（4）将步骤（3）挤出造粒物放入热压温度为160-180℃热压机热压成型，热压时间为5-8min，自然冷却即得。
上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，具有良好的耐腐蚀性能、耐磨性能和耐高温性能，抗菌性能良好，加工性能优异，易加工成型，可生物降解，降解周期短，安全环保，对环境友好；制备方法简单易行，工艺成本低，产品质量稳定，环保无有毒物质产生，适于工业化生产。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例所述的一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，包括以下重量份的组分：聚氯乙烯树脂30份、聚苯胺25份、聚丁二酸丁二醇酯15份、富勒烯微纳米纤维10份、电气石负离子粉6份、三氯均二苯脲1份、可生物降解高分子材料10份、海藻酸钙纤维素1份、槐豆胶4份、亚麻油3份、过氧化苯甲酰2份、偶联剂2份、增韧剂1份、相容剂1份。
所述的可生物降解高分子材料包括交联淀粉、甲壳质、聚乳酸、3-羟基丁酸酯，且其重量份数为交联淀粉20份、甲壳质30份、聚乳酸15份、3-羟基丁酸酯15份。
所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂。
所述的增韧剂为CPE135A。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃。
所述的聚氯乙烯树脂通过以下工艺制得：
1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，搅拌状态下用高纯氩气充分置换；
2）将聚合釜升温到60℃，加入催化剂镁化合物和有机硅化合物；
3）将聚合釜升温至70℃后，加入铝化合物和α-烯烃类单体；
4）将聚合釜降温至60℃，控制聚合釜中压力为0.4MPa，连续通入氯乙烯进行共聚反应，聚合反应时间为3h；
5）蒸馏脱去庚烷即得聚氯乙烯树脂。
所述的抗菌耐腐蚀可生物降解型高分子材料的制备方法，包括以下方法步骤：
（1）称取配方量的聚氯乙烯树脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微纳米纤维、电气石负离子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸钙纤维素、槐豆胶、亚麻油、过氧化苯甲酰、偶联剂、增韧剂、相容剂；
（2）将步骤（1）中称取的原料同时放入到搅拌釜中加热到130℃搅拌混合均匀得到共混物，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为15min；
（3）将步骤（2）共混物降温至60℃，继续搅拌5min后加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为260℃，挤出速率为100r/min；
（4）将步骤（3）挤出造粒物放入热压温度为160℃热压机热压成型，热压时间为8min，自然冷却即得。
实施例2
本实施例所述的一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，包括以下重量份的组分：聚氯乙烯树脂40份、聚苯胺35份、聚丁二酸丁二醇酯25份、富勒烯微纳米纤维20份、电气石负离子粉8份、三氯均二苯脲3份、可生物降解高分子材料20份、海藻酸钙纤维素3份、槐豆胶6份、亚麻油5份、过氧化苯甲酰4份、偶联剂4份、增韧剂3份、相容剂2份。
所述的可生物降解高分子材料包括交联淀粉、甲壳质、聚乳酸、3-羟基丁酸酯，且其重量份数为交联淀粉30份、甲壳质40份、聚乳酸25份、3-羟基丁酸酯25份。
所述的偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述的增韧剂为纳米级碳酸钙。
所述的相容剂为苯乙烯类马来酸酐接枝物。
所述的聚氯乙烯树脂通过以下工艺制得：
1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，搅拌状态下用高纯氩气充分置换；
2）将聚合釜升温到70℃，加入催化剂镁化合物和有机硅化合物；
3）将聚合釜升温至80℃后，加入铝化合物和α-烯烃类单体；
4）将聚合釜降温至70℃，控制聚合釜中压力为0.6MPa，连续通入氯乙烯进行共聚反应，聚合反应时间为5h；
5）蒸馏脱去庚烷即得聚氯乙烯树脂。
所述的抗菌耐腐蚀可生物降解型高分子材料的制备方法，包括以下方法步骤：
（1）称取配方量的聚氯乙烯树脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微纳米纤维、电气石负离子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸钙纤维素、槐豆胶、亚麻油、过氧化苯甲酰、偶联剂、增韧剂、相容剂；
（2）将步骤（1）中称取的原料同时放入到搅拌釜中加热到150℃搅拌混合均匀得到共混物，搅拌速度为300r/min，搅拌时间为15min；
（3）将步骤（2）共混物降温至80℃，继续搅拌3min后加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为280℃，挤出速率为150r/min；
（4）将步骤（3）挤出造粒物放入热压温度为180℃热压机热压成型，热压时间为5min，自然冷却即得。
实施例3
本实施例所述的一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，包括以下重量份的组分：聚氯乙烯树脂35份、聚苯胺30份、聚丁二酸丁二醇酯20份、富勒烯微纳米纤维15份、电气石负离子粉7份、三氯均二苯脲2份、可生物降解高分子材料15份、海藻酸钙纤维素2份、槐豆胶5份、亚麻油4份、过氧化苯甲酰3份、偶联剂3份、增韧剂2份、相容剂2份。
所述的可生物降解高分子材料包括交联淀粉、甲壳质、聚乳酸、3-羟基丁酸酯，且其重量份数为交联淀粉25份、甲壳质35份、聚乳酸20份、3-羟基丁酸酯20份。
所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂。
所述的增韧剂为CPE135A。
所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃。
所述的聚氯乙烯树脂通过以下工艺制得：
1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，搅拌状态下用高纯氩气充分置换；
2）将聚合釜升温到65℃，加入催化剂镁化合物和有机硅化合物；
3）将聚合釜升温至75℃后，加入铝化合物和α-烯烃类单体；
4）将聚合釜降温至65℃，控制聚合釜中压力为0.5MPa，连续通入氯乙烯进行共聚反应，聚合反应时间为4h；
5）蒸馏脱去庚烷即得聚氯乙烯树脂。
所述的抗菌耐腐蚀可生物降解型高分子材料的制备方法，包括以下方法步骤：
（1）称取配方量的聚氯乙烯树脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微纳米纤维、电气石负离子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸钙纤维素、槐豆胶、亚麻油、过氧化苯甲酰、偶联剂、增韧剂、相容剂；
（2）将步骤（1）中称取的原料同时放入到搅拌釜中加热到140℃搅拌混合均匀得到共混物，搅拌速度为250r/min，搅拌时间为10min；
（3）将步骤（2）共混物降温至70℃，继续搅拌4min后加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为270℃，挤出速率为135r/min；
（4）将步骤（3）挤出造粒物放入热压温度为170℃热压机热压成型，热压时间为6min，自然冷却即得。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，其特征在于：包括以下重量份的组分：聚氯乙烯树脂30-40份、聚苯胺25-35份、聚丁二酸丁二醇酯15-25份、富勒烯微纳米纤维10-20份、电气石负离子粉6-8份、三氯均二苯脲1-3份、可生物降解高分子材料10-20份、海藻酸钙纤维素1-3份、槐豆胶4-6份、亚麻油3-5份、过氧化苯甲酰2-4份、偶联剂2-4份、增韧剂1-3份、相容剂1-2份。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，其特征在于：包括以下重量份的组分：聚氯乙烯树脂35份、聚苯胺30份、聚丁二酸丁二醇酯20份、富勒烯微纳米纤维15份、电气石负离子粉7份、三氯均二苯脲2份、可生物降解高分子材料15份、海藻酸钙纤维素2份、槐豆胶5份、亚麻油4份、过氧化苯甲酰3份、偶联剂3份、增韧剂2份、相容剂2份。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，其特征在于：所述的可生物降解高分子材料包括交联淀粉、甲壳质、聚乳酸、3-羟基丁酸酯，且其重量份数为交联淀粉20-30份、甲壳质30-40份、聚乳酸15-25份、3-羟基丁酸酯15-25份。
4.根据权利要求1或2所述的一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，其特征在于：所述的偶联剂为铝酸酯偶联剂或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
5.根据权利要求1或2所述的一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，其特征在于：所述的增韧剂为CPE135A和纳米级碳酸钙中的一种。
6.根据权利要求1或2所述的一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，其特征在于：所述的相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃或苯乙烯类马来酸酐接枝物。
7.根据权利要求1或2所述的一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料，其特征在于：所述的聚氯乙烯树脂通过以下工艺制得：
1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，搅拌状态下用高纯氩气充分置换；
2）将聚合釜升温到60-70℃，加入催化剂镁化合物和有机硅化合物；
3）将聚合釜升温至70-80℃后，加入铝化合物和α-烯烃类单体；
4）将聚合釜降温至60-70℃，控制聚合釜中压力为0.4-0.6MPa，连续通入氯乙烯进行共聚反应，聚合反应时间为3-5h；
5）蒸馏脱去庚烷即得聚氯乙烯树脂。
8.一种如权利要求1或2所述的抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料的制备方法，其特征在于：包括以下方法步骤：
（1）称取配方量的聚氯乙烯树脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微纳米纤维、电气石负离子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸钙纤维素、槐豆胶、亚麻油、过氧化苯甲酰、偶联剂、增韧剂、相容剂；
（2）将步骤（1）中称取的原料同时放入到搅拌釜中加热到130-150℃搅拌混合均匀得到共混物，搅拌速度为200-300r/min，搅拌时间为5-15min；
（3）将步骤（2）共混物降温至60-80℃，继续搅拌3-5min后加入到双螺杆挤出机中熔融挤出造粒，挤出温度为260-280℃，挤出速率为100-150r/min；
（4）将步骤（3）挤出造粒物放入热压温度为160-180℃热压机热压成型，热压时间为5-8min，自然冷却即得。
CN201710594263.3A 2017-07-20 2017-07-20 一种抗菌耐腐蚀可生物降解高分子材料及其制备方法 Pending CN107236223A (zh)

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