CN108752923A - 一种新型阻燃抗菌复合材料及其制备工艺 - Google Patents

一种新型阻燃抗菌复合材料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新型阻燃抗菌复合材料及其制备工艺，该材料由包含以下重量份的组分制成：聚酰胺树脂22‑42份、聚碳酸酯树脂12‑18份、高纯膨润土14‑23份、相容剂5‑12份、阻燃剂3‑10份、偶联剂=2‑8份、抗菌剂1.3‑6.5份、抗氧剂0.3‑2.2份。本发明的复合材料具有阻燃性优异、均能达到V‑0级别，且均为无卤素环保阻燃剂、材料的抗菌性优异，采用抗菌剂后个配方材料的抗菌性能均稳定在99％以上，对于维护公共卫生，保护人体健康有着重要的意义，可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。

Description

一种新型阻燃抗菌复合材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及导电材料技术领域，具体涉及一种新型导电塑料及其制备工艺。
背景技术
随着经济的快速发展，人们生活水平大大提高，健康意识不断增强，传统的溴锑复配阻燃体系由于会污染环境威胁人类健康已受到越来越多的限制，欧盟ROSH、WEEK 指令已明令禁止使用含有卤素、锑的阻燃剂，而作为产品外壳的复合材料，要接触各种各样的外部环境，长久使用容易累积大量病菌，形成污染源，危害人类健康，有报道表明手机上每平方厘米驻扎的细菌数量比马桶还多。随着科技的发展，社会的进步人们越来 越注重生活品质，健康方面的要求越来越高。现有技术大多通过喷涂抗菌漆等方法来改善抗性，但该工艺步骤繁琐且容易出现掉漆等问题，难以持久。
基于此，有必要提出一种新型导电塑料及其制备工艺，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
鉴于上述对现有技术的分析，本发明提供一种新型导电塑料，具有优异的阻燃性能、对环境友好、可以长效持久抗菌，能够广泛的用于生产各种外壳制品，且制备工艺简单，具有广阔的应用前景。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种新型阻燃抗菌复合材料，该材料由包含以下重量份的组分制成：
聚酰胺树脂 22-42份；
聚碳酸酯树脂 12-18份；
高纯膨润土 14-23份；
相容剂 5-12份；
阻燃剂 3-10份；
偶联剂 2-8份；
抗菌剂 1.3-6.5份；
抗氧剂 0.3-2.2份。
作为优选，该材料由包含以下重量份的组分制成：
聚酰胺树脂 30份；
聚碳酸酯树脂 15份；
高纯膨润土 19份；
相容剂 8.5份；
阻燃剂 7份；
偶联剂 5份；
抗菌剂 3.8份；
抗氧剂 1.4份。
作为优选，所述聚酰胺树脂为质量比为2-6:1的尼龙6和尼龙66组成的混合物。
作为优选，所述聚碳酸酯树脂为双酚型聚碳酸酯，熔融指数为6g/10min-30g/10min。
作为优选，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
作为优选，所述阻燃剂为重量比为1:2-1:5的聚磷酸铵和磷酸三苯酯的混合物。
作为优选，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸钾偶联剂或铝酸酯偶联剂。
作为优选，所述抗菌剂为重量比为1:0.3-0.6的纳米氧化银和纳米二氧化钛的混合物。
作为优选，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
本发明还提供了一种新型阻燃抗菌复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：按规定重量称取各原料；
步骤2：将高纯膨润土放入高速搅拌机中高速搅拌，当高纯膨润土的温度达到80-90℃时加入相容剂、阻燃剂、偶联剂、抗菌剂和抗氧剂，继续搅拌得到混料料A；
步骤3:向混合料A中加入聚酰胺树脂，在低速搅拌机中低速搅拌10-20min后，在高剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，得到混合料B；
步骤4：将混合物料B与聚碳酸酯树脂混合后，在低剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，即得到所述的新型阻燃抗菌复合材料。
作为优选，所述高速搅拌机的转速在2000-3000rpm之间；所述低速搅拌机的转速在600-800rpm之间；所述高剪切双螺杆挤出机的转速为350-450rpm，温度为200-240℃；所述低剪切双螺杆挤出机的转速为200-260rpm，温度200-240℃。
本发明与现有技术相比，具有如下的有益效果：
（1）本发明通过将具有刚性和阻燃性能的膨润土均匀分散到聚酰胺树脂中，形成纳米复合材料，阻断了材料燃烧时氧气的进入，大大降低了材料的燃烧速率，起到了阻燃作用。同时膨润土兼具无机材料和有机材料的双重属性，能够增强材料的刚性和抗老化性能。另外，聚碳酸酯树脂加入，形成了膨润土/聚酰胺树脂/聚碳酸酯树脂的复合材料，进一步提高复合材料的物理机械性能，阻燃剂加入提高了复合材料的阻燃性能，抗菌剂加入提高了复合材料的抗菌能力。
（2）本发明提供了一种新型阻燃抗菌复合材料及其制备方法，所得材料具有阻燃性优异、均能达到V-0级别，且均为无卤素环保阻燃剂、材料的抗菌性优异，采用抗菌剂后个配方材料的抗菌性能均稳定在99％以上，对于维护公共卫生，保护人体健康有着重要的意义，可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。
（3）本发明的新型阻燃抗菌复合材料的制备工艺简单，易于实现，具有广泛的应用前景。
具体实施方式
以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
一种新型阻燃抗菌复合材料，该材料由包含以下重量份的组分制成：
聚酰胺树脂 22份；
聚碳酸酯树脂 12份；
高纯膨润土 14份；
相容剂 5份；
阻燃剂 3份；
偶联剂 2份；
抗菌剂 1.3份；
抗氧剂 0.3份。
其中，所述聚酰胺树脂为质量比为2-6:1的尼龙6和尼龙66组成的混合物。
其中，所述聚碳酸酯树脂为双酚型聚碳酸酯，熔融指数为6g/10min-30g/10min。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
其中，所述阻燃剂为重量比为1:2的聚磷酸铵和磷酸三苯酯的混合物。
其中，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸钾偶联剂或铝酸酯偶联剂。
其中，所述抗菌剂为重量比为1:0.3的纳米氧化银和纳米二氧化钛的混合物。
其中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
本发明还提供了一种新型阻燃抗菌复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：按规定重量称取各原料；
步骤2：将高纯膨润土放入高速搅拌机中高速搅拌，当高纯膨润土的温度达到80℃时加入相容剂、阻燃剂、偶联剂、抗菌剂和抗氧剂，继续搅拌得到混料料A；
步骤3:向混合料A中加入聚酰胺树脂，在低速搅拌机中低速搅拌10min后，在高剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，得到混合料B；
步骤4：将混合物料B与聚碳酸酯树脂混合后，在低剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，即得到所述的新型阻燃抗菌复合材料。
其中，所述高速搅拌机的转速在2000rpm之间；所述低速搅拌机的转速在600rpm之间；所述高剪切双螺杆挤出机的转速为350rpm，温度为200℃；所述低剪切双螺杆挤出机的转速为200rpm，温度200℃。
实施例2
一种新型阻燃抗菌复合材料，该材料由包含以下重量份的组分制成：
聚酰胺树脂 42份；
聚碳酸酯树脂 18份；
高纯膨润土 23份；
相容剂 12份；
阻燃剂 10份；
偶联剂 8份；
抗菌剂 6.5份；
抗氧剂 2.2份。
其中，所述聚酰胺树脂为质量比为2-6:1的尼龙6和尼龙66组成的混合物。
其中，所述聚碳酸酯树脂为双酚型聚碳酸酯，熔融指数为6g/10min-30g/10min。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
其中，所述阻燃剂为重量比为1:5的聚磷酸铵和磷酸三苯酯的混合物。
其中，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸钾偶联剂或铝酸酯偶联剂。
其中，所述抗菌剂为重量比为1:0.6的纳米氧化银和纳米二氧化钛的混合物。
其中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
本发明还提供了一种新型阻燃抗菌复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：按规定重量称取各原料；
步骤2：将高纯膨润土放入高速搅拌机中高速搅拌，当高纯膨润土的温度达到90℃时加入相容剂、阻燃剂、偶联剂、抗菌剂和抗氧剂，继续搅拌得到混料料A；
步骤3:向混合料A中加入聚酰胺树脂，在低速搅拌机中低速搅拌20min后，在高剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，得到混合料B；
步骤4：将混合物料B与聚碳酸酯树脂混合后，在低剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，即得到所述的新型阻燃抗菌复合材料。
其中，所述高速搅拌机的转速在3000rpm之间；所述低速搅拌机的转速在800rpm之间；所述高剪切双螺杆挤出机的转速为450rpm，温度为240℃；所述低剪切双螺杆挤出机的转速为260rpm，温度240℃。
实施例3
一种新型阻燃抗菌复合材料，该材料由包含以下重量份的组分制成：
聚酰胺树脂 30份；
聚碳酸酯树脂 15份；
高纯膨润土 19份；
相容剂 8.5份；
阻燃剂 7份；
偶联剂 5份；
抗菌剂 3.8份；
抗氧剂 1.4份。
其中，所述聚酰胺树脂为质量比为2-6:1的尼龙6和尼龙66组成的混合物。
其中，所述聚碳酸酯树脂为双酚型聚碳酸酯，熔融指数为6g/10min-30g/10min。
其中，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
其中，所述阻燃剂为重量比为1:3.5的聚磷酸铵和磷酸三苯酯的混合物。
其中，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸钾偶联剂或铝酸酯偶联剂。
其中，所述抗菌剂为重量比为1:0.5的纳米氧化银和纳米二氧化钛的混合物。
其中，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
本发明还提供了一种新型阻燃抗菌复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
步骤1：按规定重量称取各原料；
步骤2：将高纯膨润土放入高速搅拌机中高速搅拌，当高纯膨润土的温度达到85℃时加入相容剂、阻燃剂、偶联剂、抗菌剂和抗氧剂，继续搅拌得到混料料A；
步骤3:向混合料A中加入聚酰胺树脂，在低速搅拌机中低速搅拌15min后，在高剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，得到混合料B；
步骤4：将混合物料B与聚碳酸酯树脂混合后，在低剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，即得到所述的新型阻燃抗菌复合材料。
其中，所述高速搅拌机的转速在2500rpm之间；所述低速搅拌机的转速在700rpm之间；所述高剪切双螺杆挤出机的转速为400rpm，温度为220℃；所述低剪切双螺杆挤出机的转速为230rpm，温度220℃。
综上，本发明提供了一种新型阻燃抗菌复合材料及其制备方法，所得材料具有阻燃性优异、均能达到V-0级别，且均为无卤素环保阻燃剂、材料的抗菌性优异，采用抗菌剂后个配方材料的抗菌性能均稳定在99％以上，对于维护公共卫生，保护人体健康有着重要的意义，可广泛应用于电器外壳、包装材料、管道、建筑型材以及板材等社会生活各个领域，具有极大的经济价值和社会价值。
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 (11)

1.一种新型阻燃抗菌复合材料，其特征在于，该材料由包含以下重量份的组分制成：
聚酰胺树脂 22-42份；
聚碳酸酯树脂 12-18份；
高纯膨润土 14-23份；
相容剂 5-12份；
阻燃剂 3-10份；
偶联剂 2-8份；
抗菌剂 1.3-6.5份；
抗氧剂 0.3-2.2份。
2.根据权利要求1所述的新型阻燃抗菌复合材料，其特征在于，该材料由包含以下重量份的组分制成：
聚酰胺树脂 30份；
聚碳酸酯树脂 15份；
高纯膨润土 19份；
相容剂 8.5份；
阻燃剂 7份；
偶联剂 5份；
抗菌剂 3.8份；
抗氧剂 1.4份。
3.根据权利要求1所述的新型阻燃抗菌复合材料，其特征在于，所述聚酰胺树脂为质量比为2-6:1的尼龙6和尼龙66组成的混合物。
4.根据权利要求1所述的新型阻燃抗菌复合材料，其特征在于，所述聚碳酸酯树脂为双酚型聚碳酸酯，熔融指数为6g/10min-30g/10min。
5.根据权利要求1所述的新型阻燃抗菌复合材料，其特征在于，所述相容剂为马来酸酐接枝相容剂。
6.根据权利要求1所述的新型阻燃抗菌复合材料，其特征在于，所述阻燃剂为重量比为1:2-1:5的聚磷酸铵和磷酸三苯酯的混合物。
7.根据权利要求1所述的新型阻燃抗菌复合材料，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷偶联剂、钛酸钾偶联剂或铝酸酯偶联剂。
8.根据权利要求1所述的新型阻燃抗菌复合材料，其特征在于，所述抗菌剂为重量比为1:0.3-0.6的纳米氧化银和纳米二氧化钛的混合物。
9.根据权利要求1所述的新型阻燃抗菌复合材料，其特征在于，所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂。
10.一种根据权利要求1-8任一项所述的新型阻燃抗菌复合材料的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：按规定重量称取各原料；
步骤2：将高纯膨润土放入高速搅拌机中高速搅拌，当高纯膨润土的温度达到80-90℃时加入相容剂、阻燃剂、偶联剂、抗菌剂和抗氧剂，继续搅拌得到混料料A；
步骤3:向混合料A中加入聚酰胺树脂，在低速搅拌机中低速搅拌10-20min后，在高剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，得到混合料B；
步骤4：将混合物料B与聚碳酸酯树脂混合后，在低剪切双螺杆挤出机中挤出造粒，即得到所述的新型阻燃抗菌复合材料。
11.根据权利要求9所述的新型阻燃抗菌复合材料的制备工艺，其特征在于，所述高速搅拌机的转速在2000-3000rpm之间；所述低速搅拌机的转速在600-800rpm之间；所述高剪切双螺杆挤出机的转速为350-450rpm，温度为200-240℃；所述低剪切双螺杆挤出机的转速为200-260rpm，温度200-240℃。
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