CN108034072A - 一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于抗菌防霉剂技术领域，一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂及其制备方法。本发明抗菌防霉剂由包含以下质量份组分反应得到：纳米氧化锌10～20份；纳米氧化铝5～10份；纳米二氧化硅5～10份；三氧化二锑1～5份；单宁酸10～30份；三乙醇胺1～3份；铝酸酯偶联剂1～5份；白矿油1～5份；橄榄油1～3份；单硬脂酸甘油酯2～5份。本发明通过配方与工艺的改进，使用复合助剂，使抗菌防霉剂性能优异，将其应用于木塑复合材料中，可使制得的木塑复合材料具有优异的抗菌防霉性和防水性，在潮湿环境中能保持长时间表面和内部不发生霉变，适于在潮湿环境使用；且具有优异的抗菌性、抗老化性和抗蠕变性，质量稳定，使用寿命长。

Description

一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂及其制备方法
技术领域
本发明属于抗菌防霉剂技术领域，特别涉及一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂及其制备方法。
背景技术
木塑开发初期，生物质材料的比例较低(50％以下)，木塑的连续相是塑料高分子基料，可对生物质材料进行有效包埋，提升了木塑耐霉腐真菌侵染的能力，因此曾一度认为木塑不会受到霉腐真菌的侵染。然而，由于技术的改进，生物质材料比例的增加(70％)，生物质材料反而变成了木塑的连续相，再加上生物质材料中又含有单糖、半纤维素、纤维素，甚至还含有淀粉和蛋白等营养物质，使得木塑比塑料更易受霉腐真菌的侵害。
秸秆作为木塑的重要原料，具有广阔的应用前景。但木塑材料在我国的应用还处于初级阶段，产品多为粗笨、简单的低端材料，缺乏市场竞争力。目前社会上很多场所对抗菌有一定要求，如医院、幼儿园、汽车内饰、公共厕所、厨房等。如何开发具有抗菌、增香功能的木塑材料，特别是采用天然的植物材料而不是添加化学抗菌剂或增香剂的方式，成为亟待解决的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂。本发明抗菌防霉剂具有优异的抗菌防霉性和防水性，在潮湿环境中能保持木塑复合材料长时间表面和内部不发生霉变，质量稳定，使用寿命长。
本发明另一目的在于提供上述用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的制备方法。
本发明还提供一种基于上述用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的木塑复合材料。采用本发明抗菌防霉剂制备得到的木塑复合材料，具有优异的抗菌防霉性和防水性，在潮湿环境中能保持长时间表面和内部不发生霉变，适于在潮湿环境使用。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂，由包含以下质量份组分反应得到：
纳米氧化锌10～20份；纳米氧化铝5～10份；纳米二氧化硅5～10份；三氧化二锑1～5份；单宁酸10～30份；三乙醇胺1～3份；铝酸酯偶联剂1～5份；白矿油1～5份；橄榄油1～3份；单硬脂酸甘油酯2～5份。
本发明还提供一种上述用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的制备方法，包括以下步骤：将纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化硅和三氧化二锑加入溶剂中分散均匀，再加入单宁酸、三乙醇胺和铝酸酯偶联剂搅拌反应，过滤、洗涤，干燥后，加入白矿油、橄榄油和单硬脂酸甘油酯加热反应，过滤、洗涤，干燥，得到抗菌防霉剂。
所述的溶剂优选为乙醇。
所述的分散均匀优选为超声10～15min。
所述的搅拌反应优选在200～400r/min搅拌反应0.5～1h。
所述加热反应的温度优选为80～90℃。
所述加热反应的时间优选为2～4h。
所述加热反应优选在搅拌下进行，优选在800～1000r/min下搅拌反应。
所述干燥均优选为真空干燥。
一种基于上述用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的木塑复合材料，通过将基材、生物质纤维、本发明用于木塑复合材料的抗菌防霉剂、其他助剂混合，按常规木塑复合材料加工方法挤出得到。
所述的基材可为塑料，如可为PE、PP、PVC、ABS等。
所述的生物质纤维可为木纤维、竹纤维、秸秆等。
所述的加工助剂可为颜料、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡、抗氧剂、滑石粉等。
各组分用量为本领域常规用量即可。
本发明通过配方与工艺的改进，使用复合助剂，使抗菌防霉剂性能优异，将其应用于木塑复合材料中，可使制得的木塑复合材料具有优异的抗菌防霉性和防水性，在潮湿环境中能保持长时间表面和内部不发生霉变，适于在潮湿环境使用；且具有优异的抗菌性、抗老化性和抗蠕变性，质量稳定，使用寿命长。
与传统的木塑材料相比，采用本发明本发明用于木塑复合材料的抗菌防霉剂制备得到的木塑复合材料，具有以下特点：(1)采用多种复合纳米材料，显著提高木塑材料的抗菌防霉性能。(2)选用偶联剂、单硬脂酸甘油酯等，可调整木屑表面羟基、氨基等活性基团从而能够提高其与聚丙烯这类非极性基体的相容性，从而大幅度提高木塑材料的拉伸强度、弯曲强度和抗冲击强度等力学性能，并可实现优异的防水性。(4)试剂绿色环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
下列实施例中涉及的物料均可从商业渠道获得。
实施例1
一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂，由包含以下质量份组分反应得到：
纳米氧化锌10份；纳米氧化铝5份；纳米二氧化硅5份；三氧化二锑3份；单宁酸15份；三乙醇胺1份；铝酸酯偶联剂2份；白矿油2份；橄榄油2份；单硬脂酸甘油酯2份。
具体制备步骤：
将纳米氧化锌10份；纳米氧化铝5份；纳米二氧化硅5份；三氧化二锑3份加入乙醇中超声分散10～15min，再加入单宁酸15份；三乙醇胺1份；铝酸酯偶联剂2份200～400r/min搅拌反应0.5～1h，过滤、洗涤，真空干燥后，加入白矿油2份；橄榄油2份；单硬脂酸甘油酯2份，80～90℃、800～1000r/min下搅拌反应2～4h，过滤、洗涤，真空干燥，得到抗菌防霉剂。
将20～60份塑料、40～70份生物质纤维、1～5份本发明用于木塑复合材料的抗菌防霉剂、3～10其他助剂混合，按常规木塑复合材料加工方法挤出得到木塑复合材料。
实施例2
一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂，由包含以下质量份组分反应得到：
纳米氧化锌15份；纳米氧化铝5份；纳米二氧化硅5份；三氧化二锑3份；单宁酸20份；三乙醇胺1份；铝酸酯偶联剂2份；白矿油2份；橄榄油2份；单硬脂酸甘油酯2份。
具体制备步骤：
将纳米氧化锌15份；纳米氧化铝5份；纳米二氧化硅5份；三氧化二锑3份加入乙醇中超声分散10～15min，再加入单宁酸20份；三乙醇胺1份；铝酸酯偶联剂2份200～400r/min搅拌反应0.5～1h，过滤、洗涤，真空干燥后，加入白矿油2份；橄榄油2份；单硬脂酸甘油酯2份，80～90℃、800～1000r/min下搅拌反应2～4h，过滤、洗涤，真空干燥，得到抗菌防霉剂。
将20～60份塑料、40～70份生物质纤维、1～5份本发明用于木塑复合材料的抗菌防霉剂、3～10其他助剂混合，按常规木塑复合材料加工方法挤出得到木塑复合材料。
实施例3
一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂，由包含以下质量份组分反应得到：
纳米氧化锌20份；纳米氧化铝5份；纳米二氧化硅5份；三氧化二锑3份；单宁酸30份；三乙醇胺1份；铝酸酯偶联剂2份；白矿油2份；橄榄油2份；单硬脂酸甘油酯2份。
具体制备步骤：
将纳米氧化锌20份；纳米氧化铝5份；纳米二氧化硅5份；三氧化二锑3份加入乙醇中超声分散10～15min，再加入单宁酸30份；三乙醇胺1份；铝酸酯偶联剂2份200～400r/min搅拌反应0.5～1h，过滤、洗涤，真空干燥后，加入白矿油2份；橄榄油2份；单硬脂酸甘油酯2份，80～90℃、800～1000r/min下搅拌反应2～4h，过滤、洗涤，真空干燥，得到抗菌防霉剂。
将20～60份塑料、40～70份生物质纤维、1～5份本发明用于木塑复合材料的抗菌防霉剂、3～10其他助剂混合，按常规木塑复合材料加工方法挤出得到木塑复合材料。
对上述制备得到的木塑复合材料测定其抗菌指数及防水性、抗老化性，并以市售的抗菌木塑作为对比，结果见表1。
表1木塑复合材料的抗菌指数及防水性、抗老化性
抗菌指数 防水性 抗老化性
实施例1 0级 优良 稳定寿命延长
实施例2 0级 优良 稳定寿命延长
实施例3 0级 优良 稳定寿命延长
对比例 0级 一般 一般
由表1可见，使用本发明的抗菌防霉剂制备得到的木塑复合材料具有优异的抗菌防霉性和防水性，在潮湿环境中能保持长时间表面和内部不发生霉变，适于在潮湿环境使用；且具有优异的抗菌性、抗老化性和抗蠕变性，质量稳定，使用寿命长。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于木塑复合材料的抗菌防霉剂，其特征在于由包含以下质量份组分反应得到：纳米氧化锌10～20份；纳米氧化铝5～10份；纳米二氧化硅5～10份；三氧化二锑1～5份；单宁酸10～30份；三乙醇胺1～3份；铝酸酯偶联剂1～5份；白矿油1～5份；橄榄油1～3份；单硬脂酸甘油酯2～5份。
2.一种权利要求1所述的用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：将纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米二氧化硅和三氧化二锑加入溶剂中分散均匀，再加入单宁酸、三乙醇胺和铝酸酯偶联剂搅拌反应，过滤、洗涤，干燥后，加入白矿油、橄榄油和单硬脂酸甘油酯加热反应，过滤、洗涤，干燥，得到抗菌防霉剂。
3.根据权利要求2所述的用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的制备方法，其特征在于：所述的分散均匀为超声10～15min。
4.根据权利要求2所述的用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的制备方法，其特征在于：所述的搅拌反应为在200～400r/min搅拌反应0.5～1h。
5.根据权利要求2所述的用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的制备方法，其特征在于：所述加热反应的温度为80～90℃。
6.根据权利要求2所述的用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的制备方法，其特征在于：所述加热反应的时间为2～4h。
7.一种基于权利要求1所述的用于木塑复合材料的抗菌防霉剂的木塑复合材料，其特征在于通过将基材、生物质纤维、权利要求1所述的用于木塑复合材料的抗菌防霉剂、其他助剂混合，挤出得到。
8.根据权利要求7所述的木塑复合材料，其特征在于：所述的基材为PE、PP、PVC和ABS中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的木塑复合材料，其特征在于：所述的生物质纤维为木纤维、竹纤维和秸秆中的至少一种。
10.根据权利要求7所述的木塑复合材料，其特征在于：所述的加工助剂为颜料、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌、石蜡、抗氧剂和滑石粉中的至少一种。
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