CN107474398A - 环保抗菌聚丙烯复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保抗菌聚丙烯复合材料，由包括下述重量份原料制备而成：均聚聚丙烯10‑20份、共聚聚丙烯30‑40份、POE树脂1‑5份、玻璃纤维10‑20份、季戊四醇硬脂酸酯1‑5份、抗菌剂0.2‑0.6份、滑石粉15‑25份、三元乙丙橡胶1‑5份。本发明环保抗菌聚丙烯复合材料，抗菌性能好，力学性能好，综合性能强。

Description

环保抗菌聚丙烯复合材料
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯塑料，具体涉及一种环保抗菌聚丙烯复合材料。
背景技术
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物(macromolecules)，俗称塑料(plastics)或树脂(resin)，可以自由改变成分及形体样式，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成。塑料不同性能决定了其在生活在工业中的用途，随着技术的进步，对塑料改性一直没有停止过研究。希望不远的将来，塑料通过改性后的可以有更广泛的应用，甚至可代替钢铁等材料并对环境不再污染。
聚丙烯为无毒、无臭、无味的乳白色高结晶的聚合物，是目前所有塑料中最轻的品种之一。它对水特别稳定，在水中的吸水率仅为0.01％，分子量约8-15万。成型性好，制品表面光泽好。
聚丙烯的化学稳定性很好，除能被浓硫酸、浓硝酸侵蚀外，对其它各种化学试剂都比较稳定，但低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃等能使聚丙烯软化和溶胀，同时它的化学稳定性随结晶度的增加还有所提高，所以聚丙烯适合制作各种化工管道和配件，防腐蚀效果良好。
抗菌塑料是指在塑料中添加抗菌剂，使塑料本身具有抗菌性，可在一定时间内将沾污在塑料上的细菌杀死或抑制，与常规的化学和物理方法相比，使用抗菌塑料杀菌时效长，既经济又方便。抗菌剂可分无机、有机和天然生物抗菌剂3种类型。由于不同的抗菌剂对同种病原菌的抗菌作用机理和有效性的不同，以及同种抗菌剂对于不同的病原菌的抗菌作用机制和抑制范围也不同，因此，要研究出既长效又广谱、既高效又安全的抗菌剂，对抗菌机理的研究十分重要。
然而，现有的聚丙烯塑料抗菌性能并不佳。
发明内容
本发明采用如下技术方案：
一种环保抗菌聚丙烯复合材料，由包括下述重量份原料制备而成：均聚聚丙烯10-20份、共聚聚丙烯30-40份、POE树脂1-5份、玻璃纤维10-20份、季戊四醇硬脂酸酯1-5份、抗菌剂0.2-0.6份、滑石粉15-25份、三元乙丙橡胶1-5份。
所述抗菌剂为无机抗菌剂、有机抗菌剂或天然抗菌剂。
所述天然抗菌剂主要来自天然植物的提取，如甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等。
优选的，所述抗菌剂为银离子抗菌剂、铜离子抗菌剂、锌离子抗菌剂、季胺盐类抗菌剂、咪唑类抗菌剂、吡啶类抗菌剂、酚类抗菌剂、香草醛、乙基香草醛类化合物、醋酸洗必泰或甲氧苯青霉素。
所述酚类抗菌剂为三氯生、双氯酚、氯苄酚、香芹酚或氯甲酚。
优选的，所述抗菌剂为氯苄酚(CAS号：120-32-1)、香芹酚(CAS号：499-75-2)和香草醛(CAS号：121-33-5)中的一种或其混合物。所述抗菌剂为氯苄酚、香芹酚和香草醛按照质量比(3-1)：(3-1)：(3-1)混合而成。
抗菌剂是指能够在一定时间内，使某些微生物(细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等)的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。
添加到塑料中的塑料抗菌剂不仅需要满足抗菌的要求，而且要有极好的相容性，并能在加工过程中保持高热稳定性，尽量不降低最终的塑料制品的力学性能。
所述环保抗菌聚丙烯复合材料可以采用常规方法制备而成，例如采用下述步骤：
(1)将各原料加入搅拌机中，搅拌混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料投入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得到所述环保抗菌聚丙烯复合材料。
本发明环保抗菌聚丙烯复合材料，抗菌性能好，力学性能好，综合性能强，可通过注塑工艺轻易加工成各种形状的零部件。
具体实施方式
均聚聚丙烯，采用上海石化牌号T300通用级均聚聚丙烯。
共聚聚丙烯，采用埃克森美孚牌号7032E3共聚聚丙烯。
POE树脂，采用美国陶氏公司牌号8842的POE树脂。
玻璃纤维，采用深圳市亚泰达科技有限公司提供的E级玻璃纤维，单丝直径13μm，短切长度3㎜，水分含量<0.3％。
三元乙丙橡胶，采用美国陶氏公司型号3745P的三元乙丙橡胶。
滑石粉，采用灵寿县勇昌矿产品加工厂提供的细度为1250目的滑石粉。
季戊四醇硬脂酸酯，采用嘉德乐公司生产的优质品季戊四醇硬脂酸酯PETS。
实施例1：
一种环保抗菌聚丙烯复合材料，包括下述重量份原料：均聚聚丙烯15份、共聚聚丙烯35份、POE树脂3份、玻璃纤维15份、季戊四醇硬脂酸酯3份、氯苄酚0.15份、香芹酚0.15份、滑石粉20份、三元乙丙橡胶3份。
聚丙烯复合材料制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料加入搅拌机中，在400转/分的转速下搅拌5分钟混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料投入双螺杆挤出机中，螺杆转速为400转/分，双螺杆挤出机的加工温度为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区200℃、Ⅴ区205℃、Ⅵ区205℃、Ⅶ区205℃、机头温度215℃；
挤出、水冷、造粒，置于85℃烘箱中保温2小时，得到所述环保抗菌聚丙烯复合材料。
实施例2：
一种环保抗菌聚丙烯复合材料，包括下述重量份原料：均聚聚丙烯15份、共聚聚丙烯35份、POE树脂3份、玻璃纤维15份、季戊四醇硬脂酸酯3份、氯苄酚0.15份、香草醛0.15份、滑石粉20份、三元乙丙橡胶3份。
聚丙烯复合材料制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料加入搅拌机中，在400转/分的转速下搅拌5分钟混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料投入双螺杆挤出机中，螺杆转速为400转/分，双螺杆挤出机的加工温度为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区200℃、Ⅴ区205℃、Ⅵ区205℃、Ⅶ区205℃、机头温度215℃；
挤出、水冷、造粒，置于85℃烘箱中保温2小时，得到所述环保抗菌聚丙烯复合材料。
实施例3：
一种环保抗菌聚丙烯复合材料，包括下述重量份原料：均聚聚丙烯15份、共聚聚丙烯35份、POE树脂3份、玻璃纤维15份、季戊四醇硬脂酸酯3份、香芹酚0.15份、香草醛0.15份、滑石粉20份、三元乙丙橡胶3份。
聚丙烯复合材料制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料加入搅拌机中，在400转/分的转速下搅拌5分钟混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料投入双螺杆挤出机中，螺杆转速为400转/分，双螺杆挤出机的加工温度为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区200℃、Ⅴ区205℃、Ⅵ区205℃、Ⅶ区205℃、机头温度215℃；
挤出、水冷、造粒，置于85℃烘箱中保温2小时，得到所述环保抗菌聚丙烯复合材料。
实施例4：
一种环保抗菌聚丙烯复合材料，包括下述重量份原料：均聚聚丙烯15份、共聚聚丙烯35份、POE树脂3份、玻璃纤维15份、季戊四醇硬脂酸酯3份、氯苄酚0.1份、香芹酚0.1份、香草醛0.1份、滑石粉20份、三元乙丙橡胶3份。
聚丙烯复合材料制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料加入搅拌机中，在400转/分的转速下搅拌5分钟混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料投入双螺杆挤出机中，螺杆转速为400转/分，双螺杆挤出机的加工温度为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区200℃、Ⅴ区205℃、Ⅵ区205℃、Ⅶ区205℃、机头温度215℃；
挤出、水冷、造粒，置于85℃烘箱中保温2小时，得到所述环保抗菌聚丙烯复合材料。
实施例5：
一种环保抗菌聚丙烯复合材料，包括下述重量份原料：均聚聚丙烯10份、共聚聚丙烯40份、POE树脂1份、玻璃纤维20份、季戊四醇硬脂酸酯1份、氯苄酚0.6份、滑石粉15份、三元乙丙橡胶5份。
聚丙烯复合材料制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料加入搅拌机中，在400转/分的转速下搅拌5分钟混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料投入双螺杆挤出机中，螺杆转速为400转/分，双螺杆挤出机的加工温度为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区200℃、Ⅴ区205℃、Ⅵ区205℃、Ⅶ区205℃、机头温度215℃；
挤出、水冷、造粒，置于85℃烘箱中保温2小时，得到所述环保抗菌聚丙烯复合材料。
实施例6：
一种环保抗菌聚丙烯复合材料，包括下述重量份原料：均聚聚丙烯20份、共聚聚丙烯30份、POE树脂5份、玻璃纤维10份、季戊四醇硬脂酸酯5份、氯苄酚0.2份、滑石粉25份、三元乙丙橡胶1份。
聚丙烯复合材料制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料加入搅拌机中，在400转/分的转速下搅拌5分钟混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料投入双螺杆挤出机中，螺杆转速为400转/分，双螺杆挤出机的加工温度为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区200℃、Ⅴ区205℃、Ⅵ区205℃、Ⅶ区205℃、机头温度215℃；
挤出、水冷、造粒，置于85℃烘箱中保温2小时，得到所述环保抗菌聚丙烯复合材料。
对比例1：
一种环保聚丙烯复合材料，包括下述重量份原料：均聚聚丙烯15份、共聚聚丙烯35份、POE树脂3份、玻璃纤维15份、季戊四醇硬脂酸酯3份、滑石粉20份、三元乙丙橡胶3份。
聚丙烯复合材料制备方法，包括以下步骤：
(1)将各原料加入搅拌机中，在400转/分的转速下搅拌5分钟混合均匀，得到混合料；
(2)将混合料投入双螺杆挤出机中，螺杆转速为400转/分，双螺杆挤出机的加工温度为：Ⅰ区190℃、Ⅱ区195℃、Ⅲ区200℃、Ⅳ区200℃、Ⅴ区205℃、Ⅵ区205℃、Ⅶ区205℃、机头温度215℃；
挤出、水冷、造粒，置于85℃烘箱中保温2小时，得到所述环保聚丙烯复合材料。
测试例1
将抗菌聚丙烯复合材料，在90℃恒温烘箱中烘干9小时，然后在注塑温度210℃下注射成50mm×50mm×5mm的塑料样品，进行抗菌测试，测试数据见表1。抗菌测试标准：QB/T2591-2003A《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》。检测用菌：大肠杆菌(Escherichiacoli)ATCC25922，金黄色葡萄球菌(Staphy lococcus aureus)ATCC6538。
表1：抗菌性能测试表
测试例2
按标准尺寸注塑成测试使用的标准样条，按照GB/T1040-1992对其力学性能进行拉伸强度检测。具体结果见表2。
表2：塑料拉伸强度测试表
拉伸强度，MPa
实施例1 40.5
实施例2 39.6
实施例3 39.9
实施例4 44.3
对比例1 41.1
添加到塑料中的塑料抗菌剂不仅需要满足抗菌的要求，而且要有极好的相容性，并能在加工过程中保持高热稳定性，不能降低最终的塑料制品的力学性能。实施例1-3中，塑料中添加抗菌剂之后，力学性能略有下降。而实施例4则有了10％左右的提升。

Claims (1)

1.一种环保抗菌聚丙烯复合材料，由包括下述重量份原料制备而成：均聚聚丙烯10-20份、共聚聚丙烯30-40份、POE树脂1-5份、玻璃纤维10-20份、季戊四醇硬脂酸酯1-5份、抗菌剂0.2-0.6份、滑石粉15-25份、三元乙丙橡胶1-5份；
优选的，所述抗菌剂为无机抗菌剂、有机抗菌剂或天然抗菌剂，进一步优选的，所述抗菌剂为氯苄酚、香芹酚和香草醛中的一种或其混合物。
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