CN108314841A - 一种抗菌耐磨阻燃塑料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌耐磨阻燃塑料及其制备方法，包括以下重量份计的原料：聚丙烯25‑30份、聚碳酸酯15‑20份、聚苯乙烯12‑18份、聚酰亚胺16‑22份、聚乙烯吡咯烷酮6‑10份、聚醋酸乙烯酯5‑10份、醋酸纤维7‑12份、硅溶胶4‑10份、纳米铝矾土4‑10份、贝壳粉5‑10份、硅线石粉3‑8份、玻璃纤维4‑10份、羟甲基纤维素4‑8份、二硫化钼2‑4份、炭黑1.8‑3.2份、膨胀石墨1.5‑3份、纳米碳化硅3‑6份、纳米二氧化钛3‑6份、硅烷偶联剂2.5‑4.5份、抗菌剂2.4‑4.5份等原料；性能优异，抗老化性能优，不易龟裂，耐磨性高，抗机械冲击性强，阻燃性能优异。

Description

一种抗菌耐磨阻燃塑料及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，具体涉及一种抗菌耐磨阻燃塑料及其制备方法。
背景技术
塑料是以单体为原料，塑料的主要成分是树脂，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料或树脂，一般塑料合成以后，流动性差，热稳定性低，易老化分解，不耐环境老化，因此，人们为了改善以上缺陷，在树脂中加入热稳定剂、抗老化剂、抗紫外光剂，加入增塑剂增加它的流动性，产出适应各种加工工艺，有特殊性能，不同种类的塑料品种。
现有技术中的塑料的易老化龟裂，耐磨性低，易磨损坏，使用寿命短，阻燃系数不高，易燃烧，安全性不高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种抗菌耐磨阻燃塑料及其制备方法，本发明塑料性能优异，抗老化性能优，不易龟裂，耐磨性高，抗机械冲击性强，阻燃性能优异，使用安全度高，制备流程简易，易操作。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种抗菌耐磨阻燃塑料，包括以下重量份计的原料：
聚丙烯25-30份、聚碳酸酯15-20份、聚苯乙烯12-18份、聚酰亚胺16-22份、聚乙烯吡咯烷酮6-10份、聚醋酸乙烯酯5-10份、醋酸纤维7-12份、硅溶胶4-10份、纳米铝矾土4-10份、贝壳粉5-10份、硅线石粉3-8份、玻璃纤维4-10份、羟甲基纤维素4-8份、二硫化钼2-4份、炭黑1.8-3.2份、膨胀石墨1.5-3份、纳米碳化硅3-6份、纳米二氧化钛3-6份、硅烷偶联剂2.5-4.5份、抗菌剂2.4-4.5份、阻燃剂2.8-4.2份、抗老化剂2.5-4.2份和消泡剂1.5-2.4份。
优选地，包括以下重量份计的原料：聚丙烯28份、聚碳酸酯16份、聚苯乙烯15份、聚酰亚胺18份、聚乙烯吡咯烷酮7份、聚醋酸乙烯酯7份、醋酸纤维10份、硅溶胶7份、纳米铝矾土7份、贝壳粉6份、硅线石粉5、玻璃纤维7份、羟甲基纤维素6份、二硫化钼2.8份、炭黑2.2份、膨胀石墨2.4份、纳米碳化硅5份、纳米二氧化钛4.5份、硅烷偶联剂3.8份、抗菌剂3.2份、阻燃剂3.6份、抗老化剂3.5份和消泡剂1.9份。
优选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。
优选地，所述抗菌剂为有机抗菌剂和无机抗菌剂按照质量比1:3混合组成；
所述有机抗菌剂为季铵盐类、酰基苯胺类、咪唑类和异噻唑酮衍生物中的一种或几种结合；
所述无机抗菌剂为氧化锌、磷酸二氢铵和碳酸锂中的一种或几种结合。
优选地，所述阻燃剂为氯化石蜡、四溴双酚A和十溴二苯醚中的一种或几种结合。
优选地，所述抗老化剂为N,N-二苯基对苯胺、N-苯基-N-环己烷对苯胺、苯基-β-萘胺和N,N-二-(β-萘基)对苯二胺中的一种或几种结合。
优选地，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的一种或几种结合。
本发明中还公开了一种上述抗菌耐磨阻燃塑料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照抗菌耐磨阻燃塑料的原料重量份数称取各原料；
(2)将纳米铝矾土、贝壳粉、硅线石粉、玻璃纤维、羟甲基纤维素、二硫化钼、炭黑、膨胀石墨、纳米碳化硅、纳米二氧化钛搅拌混合均匀，放入球磨机中进行研磨，得到颗粒粒径为500-600目的混合粉料；
(3)将聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维、硅溶胶混合投入密炼机中进行混炼，混炼温度180-200摄氏度，混炼时间20-30分钟，得到混合熔融物；
(4)将步骤(2)制得的混合粉料和硅烷偶联剂投入步骤(3)中制得的混合熔融物中，在200-220摄氏度的条件下，在密炼机中混炼5-10分钟，然后依次加入抗菌剂、阻燃剂、抗老化剂和消泡剂，在200-220摄氏度的条件下，在密炼机中混炼10-15分钟，得到混炼料；
(5)将步骤(4)制得的混炼料投入双螺旋挤塑机中在90-110摄氏度条件下，进行挤出造粒，将粒料置入压膜机中进行压模成型，脱模，冷却，即得所述抗菌耐磨阻燃塑料。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明塑料性能优异，抗老化性能优，不易龟裂，耐磨性高，抗机械冲击性强，阻燃性能优异，使用安全度高，制备流程简易，易操作。
(2)本发明原料中添加有醋酸纤维，醋酸纤维对光稳定，不易燃烧，具有坚韧、透明、光泽好等优点，熔融流动性好，易成型加工成型，增加塑料的韧性和稳定性，同时醋酸纤维为多孔膜材料，可以吸附原料中的小分子有机物质和无机分子，增加塑料材料的致密性和结构稳定性。
(3)本发明原料中添加二硫化钼和炭黑，不仅可以增加材料的耐腐蚀性能、硬度和抗机械冲击性能，同时可以作为润滑剂，有助于材料的成型。
(4)本发明原料中添加有膨胀石墨，膨胀石墨作为填料具有极强的可塑性、抗高低温性、抗腐蚀性和抗扭曲的性能，同时可以提高材料的抗震性能。
(5)本发明原料中添加有硅线石粉，硅线石粉具有热震稳定性好、热容大、抗侵蚀、粘结性高，阻燃性高的性能，可以增加塑料的阻燃性能。
(6)本发明原料中添加有纳米铝矾土，纳米铝矾土中含有丰富的铝元素，可以提高材料的抗氧化性能和防腐性能。
(7)本发明中添加有聚碳酸酯作为主要原料，聚碳酸酯具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广；抗热老化性能高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种抗菌耐磨阻燃塑料，包括以下重量份计的原料：
聚丙烯25份、聚碳酸酯15份、聚苯乙烯12份、聚酰亚胺16份、聚乙烯吡咯烷酮6份、聚醋酸乙烯酯5份、醋酸纤维7份、硅溶胶4份、纳米铝矾土4份、贝壳粉5份、硅线石粉3份、玻璃纤维4份、羟甲基纤维素4份、二硫化钼2份、炭黑1.8份、膨胀石墨1.5份、纳米碳化硅3份、纳米二氧化钛3份、硅烷偶联剂2.5份、抗菌剂2.4份、阻燃剂2.8份、抗老化剂2.5份和消泡剂1.5份。
硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷按照质量比1:1混合组成。
抗菌剂为有机抗菌剂和无机抗菌剂按照质量比1:3混合组成；
有机抗菌剂为季铵盐类；
无机抗菌剂为氧化锌。
阻燃剂为氯化石蜡。
抗老化剂为N,N-二苯基对苯胺和N-苯基-N-环己烷对苯胺按照质量比2:1混合组成。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚。
本实施例中还公开了一种上述抗菌耐磨阻燃塑料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照抗菌耐磨阻燃塑料的原料重量份数称取各原料；
(2)将纳米铝矾土、贝壳粉、硅线石粉、玻璃纤维、羟甲基纤维素、二硫化钼、炭黑、膨胀石墨、纳米碳化硅、纳米二氧化钛搅拌混合均匀，放入球磨机中进行研磨，得到颗粒粒径为500目的混合粉料；
(3)将聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维、硅溶胶混合投入密炼机中进行混炼，混炼温度180摄氏度，混炼时间20分钟，得到混合熔融物；
(4)将步骤(2)制得的混合粉料和硅烷偶联剂投入步骤(3)中制得的混合熔融物中，在200摄氏度的条件下，在密炼机中混炼5分钟，然后依次加入抗菌剂、阻燃剂、抗老化剂和消泡剂，在200摄氏度的条件下，在密炼机中混炼10分钟，得到混炼料；
(5)将步骤(4)制得的混炼料投入双螺旋挤塑机中在90摄氏度条件下，进行挤出造粒，将粒料置入压膜机中进行压模成型，脱模，冷却，即得所述抗菌耐磨阻燃塑料。
实施例2
一种抗菌耐磨阻燃塑料，包括以下重量份计的原料：
聚丙烯30份、聚碳酸酯20份、聚苯乙烯18份、聚酰亚胺22份、聚乙烯吡咯烷酮10份、聚醋酸乙烯酯10份、醋酸纤维12份、硅溶胶10份、纳米铝矾土10份、贝壳粉10份、硅线石粉8份、玻璃纤维10份、羟甲基纤维素8份、二硫化钼2-4份、炭黑1.8-3.2份、膨胀石墨3份、纳米碳化硅6份、纳米二氧化钛6份、硅烷偶联剂4.5份、抗菌剂4.5份、阻燃剂4.2份、抗老化剂4.2份和消泡剂2.4份。
硅烷偶联剂为N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。
抗菌剂为有机抗菌剂和无机抗菌剂按照质量比1:3混合组成；
有机抗菌剂为咪唑类和异噻唑酮衍生物按照质量比1:1混合组成；
无机抗菌剂为氧化锌和磷酸二氢铵按照质量比1:3混合组成。
阻燃剂为四溴双酚A。
抗老化剂为N,N-二-(β-萘基)对苯二胺。
消泡剂为聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚和聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚按照质量比2:3混合组成。
本实施例中还公开了一种上述抗菌耐磨阻燃塑料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照抗菌耐磨阻燃塑料的原料重量份数称取各原料；
(2)将纳米铝矾土、贝壳粉、硅线石粉、玻璃纤维、羟甲基纤维素、二硫化钼、炭黑、膨胀石墨、纳米碳化硅、纳米二氧化钛搅拌混合均匀，放入球磨机中进行研磨，得到颗粒粒径为600目的混合粉料；
(3)将聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维、硅溶胶混合投入密炼机中进行混炼，混炼温度200摄氏度，混炼时间30分钟，得到混合熔融物；
(4)将步骤(2)制得的混合粉料和硅烷偶联剂投入步骤(3)中制得的混合熔融物中，在220摄氏度的条件下，在密炼机中混炼10分钟，然后依次加入抗菌剂、阻燃剂、抗老化剂和消泡剂，在220摄氏度的条件下，在密炼机中混炼15分钟，得到混炼料；
(5)将步骤(4)制得的混炼料投入双螺旋挤塑机中在110摄氏度条件下，进行挤出造粒，将粒料置入压膜机中进行压模成型，脱模，冷却，即得所述抗菌耐磨阻燃塑料。
实施例3
一种抗菌耐磨阻燃塑料，包括以下重量份计的原料：
聚丙烯28份、聚碳酸酯16份、聚苯乙烯15份、聚酰亚胺18份、聚乙烯吡咯烷酮7份、聚醋酸乙烯酯7份、醋酸纤维10份、硅溶胶7份、纳米铝矾土7份、贝壳粉6份、硅线石粉5、玻璃纤维7份、羟甲基纤维素6份、二硫化钼2.8份、炭黑2.2份、膨胀石墨2.4份、纳米碳化硅5份、纳米二氧化钛4.5份、硅烷偶联剂3.8份、抗菌剂3.2份、阻燃剂3.6份、抗老化剂3.5份和消泡剂1.9份。
硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷按照质量比3:2混合组成。
抗菌剂为有机抗菌剂和无机抗菌剂按照质量比1:3混合组成；
有机抗菌剂为酰基苯胺类和异噻唑酮衍生物按照质量比1:2混合组成；
无机抗菌剂为磷酸二氢铵和碳酸锂按照质量比1:2混合组成。
阻燃剂为四溴双酚A和十溴二苯醚按照质量比1:1混合组成。
抗老化剂为N,N-二苯基对苯胺和N,N-二-(β-萘基)对苯二胺按照质量比1:1混合组成。
消泡剂为乳化硅油、聚氧丙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷按照质量比2:1:1混合组成。
本实施例中还公开了一种上述抗菌耐磨阻燃塑料的制备方法，具体地，包括以下步骤：
(1)按照抗菌耐磨阻燃塑料的原料重量份数称取各原料；
(2)将纳米铝矾土、贝壳粉、硅线石粉、玻璃纤维、羟甲基纤维素、二硫化钼、炭黑、膨胀石墨、纳米碳化硅、纳米二氧化钛搅拌混合均匀，放入球磨机中进行研磨，得到颗粒粒径为550目的混合粉料；
(3)将聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维、硅溶胶混合投入密炼机中进行混炼，混炼温度195摄氏度，混炼时间28分钟，得到混合熔融物；
(4)将步骤(2)制得的混合粉料和硅烷偶联剂投入步骤(3)中制得的混合熔融物中，在215摄氏度的条件下，在密炼机中混炼8分钟，然后依次加入抗菌剂、阻燃剂、抗老化剂和消泡剂，在216摄氏度的条件下，在密炼机中混炼13分钟，得到混炼料；
(5)将步骤(4)制得的混炼料投入双螺旋挤塑机中在105摄氏度条件下，进行挤出造粒，将粒料置入压膜机中进行压模成型，脱模，冷却，即得所述抗菌耐磨阻燃塑料。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抗菌耐磨阻燃塑料，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：聚丙烯25-30份、聚碳酸酯15-20份、聚苯乙烯12-18份、聚酰亚胺16-22份、聚乙烯吡咯烷酮6-10份、聚醋酸乙烯酯5-10份、醋酸纤维7-12份、硅溶胶4-10份、纳米铝矾土4-10份、贝壳粉5-10份、硅线石粉3-8份、玻璃纤维4-10份、羟甲基纤维素4-8份、二硫化钼2-4份、炭黑1.8-3.2份、膨胀石墨1.5-3份、纳米碳化硅3-6份、纳米二氧化钛3-6份、硅烷偶联剂2.5-4.5份、抗菌剂2.4-4.5份、阻燃剂2.8-4.2份、抗老化剂2.5-4.2份和消泡剂1.5-2.4份。
2.根据权利要求1所述的抗菌耐磨阻燃塑料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：聚丙烯28份、聚碳酸酯16份、聚苯乙烯15份、聚酰亚胺18份、聚乙烯吡咯烷酮7份、聚醋酸乙烯酯7份、醋酸纤维10份、硅溶胶7份、纳米铝矾土7份、贝壳粉6份、硅线石粉5、玻璃纤维7份、羟甲基纤维素6份、二硫化钼2.8份、炭黑2.2份、膨胀石墨2.4份、纳米碳化硅5份、纳米二氧化钛4.5份、硅烷偶联剂3.8份、抗菌剂3.2份、阻燃剂3.6份、抗老化剂3.5份和消泡剂1.9份。
3.根据权利要求1所述的抗菌耐磨阻燃塑料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一种或几种结合。
4.根据权利要求1所述的抗菌耐磨阻燃塑料，其特征在于，所述抗菌剂为有机抗菌剂和无机抗菌剂按照质量比1:3混合组成；
所述有机抗菌剂为季铵盐类、酰基苯胺类、咪唑类和异噻唑酮衍生物中的一种或几种结合；
所述无机抗菌剂为氧化锌、磷酸二氢铵和碳酸锂中的一种或几种结合。
5.根据权利要求1所述的抗菌耐磨阻燃塑料，其特征在于，所述阻燃剂为氯化石蜡、四溴双酚A和十溴二苯醚中的一种或几种结合。
6.根据权利要求1所述的抗菌耐磨阻燃塑料，其特征在于，所述抗老化剂为N,N-二苯基对苯胺、N-苯基-N-环己烷对苯胺、苯基-β-萘胺和N,N-二-(β-萘基)对苯二胺中的一种或几种结合。
7.根据权利要求1所述的抗菌耐磨阻燃塑料，其特征在于，所述消泡剂为乳化硅油、高碳醇脂肪酸复合物、聚氧乙烯聚氧丙烯季戊四醇醚、聚氧乙烯聚氧丙醇胺醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧丙烯氧化乙烯甘油醚和聚二甲基硅氧烷中的一种或几种结合。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的抗菌耐磨阻燃塑料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按照抗菌耐磨阻燃塑料的原料重量份数称取各原料；
(2)将纳米铝矾土、贝壳粉、硅线石粉、玻璃纤维、羟甲基纤维素、二硫化钼、炭黑、膨胀石墨、纳米碳化硅、纳米二氧化钛搅拌混合均匀，放入球磨机中进行研磨，得到颗粒粒径为500-600目的混合粉料；
(3)将聚丙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚醋酸乙烯酯、醋酸纤维、硅溶胶混合投入密炼机中进行混炼，混炼温度180-200摄氏度，混炼时间20-30分钟，得到混合熔融物；
(4)将步骤(2)制得的混合粉料和硅烷偶联剂投入步骤(3)中制得的混合熔融物中，在200-220摄氏度的条件下，在密炼机中混炼5-10分钟，然后依次加入抗菌剂、阻燃剂、抗老化剂和消泡剂，在200-220摄氏度的条件下，在密炼机中混炼10-15分钟，得到混炼料；
(5)将步骤(4)制得的混炼料投入双螺旋挤塑机中在90-110摄氏度条件下，进行挤出造粒，将粒料置入压膜机中进行压模成型，脱模，冷却，即得所述抗菌耐磨阻燃塑料。
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