CN110951153A - 一种防霉变热塑性复合材料的制备方法及复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防霉变热塑性复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)蒙脱石改性；(2)海藻酸钠微球的制备；(3)改性增塑剂的制备；(4)将10‑20份聚乙烯、15‑30份聚丙烯、5‑10份TPE、0.2‑0.5份玻璃纤维、0.2‑1份木质素、0.4‑0.5份聚乙烯醇、2‑3份聚乙二醇、0.2‑0.5份明胶、0.1‑0.5份壳聚糖、2‑3份碳酸钙、0.5‑1份二氧化硅、1‑2份步骤(2)中得到的海藻酸钠微球以及5‑10份步骤(3)中得到的改性增塑剂，在密炼机中，加热混合，得防霉变热塑性复合材料。本发明通过海藻酸钠微球包覆的防霉剂，可以有效地防止复合材料的霉变，使得复合材料的稳定性增加。

Description

一种防霉变热塑性复合材料的制备方法及复合材料
技术领域
本发明涉及一种热塑性复合材料的制备方法及复合材料，特别涉及一种防霉变热塑性复合材料的制备方法及复合材料。
背景技术
蒙脱石是一种重要的粘土矿物,在国民经济的许多部门中有着广泛的应用,是许多工业的重要原料，但是蒙脱石本身层间间距小，仅约1nm，具有很高的刚性，故在使用时通常对对蒙脱石表面进行处理，目前常用的方法如：利用氢离子对蒙脱石颗粒层间交换阳离子的置换改变其内表面积；或是利用阳离子表面活性剂对蒙脱石进行改性。经过改性的蒙脱石具有优异的比表面积，可作为吸附载体。
海藻酸钠微球可同时作为活性物质的载体，海藻酸钠作为活性物质的载体可以达到缓释的作用，与基体相容性好，但是海藻酸钠微球的强度较弱。
热塑性复合材料加热后会熔化，可流动至模具冷却后成型，再加热后又会熔化的塑料，即可运用加热及冷却，应用广泛。为了满足使用需求，热塑性复合材料中通常会加入纤维材料，增加热塑性材料的整体性能，但是热塑性复合材料需要进一步提高整体性能。
发明内容
发明目的：本发明提供了一种防霉变热塑性复合材料的制备方法，具有优异地防霉变性能。本发明的另一目的是提供了利用该方法制备的复合材料。
技术方案：本发明所述的一种防霉变热塑性复合材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将蒙脱石加入质量浓度为15-20％的硫酸溶液中，在60-70℃温度下，25-30KW的功率条件下，超声40-60秒，将经过酸处理的蒙脱石加入0.05-0.1g/ml的DDAB溶液，搅拌20-30min，冷冻干燥；配制质量分数为10-20％的N-辛基异噻唑啉酮乙醇溶液，与经处理的蒙脱石混合，冷冻干燥；
(2)配制质量浓度为1-2％的海藻酸钠水溶液，加入步骤(1)中吸附有N-辛基异噻唑啉酮的蒙脱石，逐滴加入0.2-0.5mol/L的氯化钙水溶液，搅拌，固化，得海藻酸钠微球；
(3)将质量比为3-5:1的淀粉与菊糖混合后，超声分散于有机溶剂中，加入月桂酸甲酯，搅拌反应，反应物提纯，得改性增塑剂；
(4)按重量份计，将10-20份聚乙烯、15-30份聚丙烯、5-10份TPE、0.2-0.5份玻璃纤维、0.2-1份木质素、0.4-0.5份聚乙烯醇、2-3份聚乙二醇、0.2-0.5份明胶、0.1-0.5份壳聚糖、2-3份碳酸钙、0.5-1份二氧化硅、1-2份步骤(2)中得到的海藻酸钠微球以及5-10份步骤(3)中得到的改性增塑剂，在密炼机中，加热混合，得防霉变热塑性复合材料。
本发明的一种优选方式为步骤(1)中，所述蒙脱石的粒径为150-200目。
本发明的一种优选方式为步骤(2)中，所述吸附有N-辛基异噻唑啉酮的蒙脱石与所述海藻酸钠水溶液的料液比为1-2:10mg/ml。
本发明的一种优选方式为步骤(3)中，所述有机溶剂为体积比为2-3:1的甲酰胺与乙醇的混合溶剂。
本发明的一种优选方式为步骤(3)中，所述月桂酸甲酯与菊糖的质量比为3-5:1。
本发明的一种优选方式为步骤(3)中，所述玻璃纤维牌号为无碱E玻纤100目。
上述防霉变热塑性复合材料的制备方法制备的防霉变热塑性复合材料。
有益效果：(1)本发明的制备的复合材料具有优良的韧性、优异的防水性和稳定性，有效的减少了该热塑性材料的起毛和崩塌；(2)本发明通过海藻酸钠微球包覆的防霉剂，可以有效地防止复合材料的霉变，使得复合材料的稳定性增加。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
一、原材料制备
1.1蒙脱石改性
将蒙脱石加入质量浓度为15％的硫酸溶液中，在60-70℃温度下，30KW的功率条件下，超声40秒，将经过酸处理的蒙脱石加入浓度为0.05g/ml的DDAB溶液，搅拌25min，冷冻干燥；配制质量分数为15％的N-辛基异噻唑啉酮乙醇溶液，与经处理的蒙脱石混合，冷冻干燥，得附有N-辛基异噻唑啉酮的蒙脱石。
1.2海藻酸钠微球的制备
配制质量浓度为2％的海藻酸钠水溶液，加入1.1部分制备的吸附有N-辛基异噻唑啉酮的蒙脱石，料液比为1:10mg/ml，逐滴加入0.2mol/L的氯化钙水溶液，搅拌，固化40min，得海藻酸钠微球。
1.3改性增塑剂的制备
将质量比为3:1的淀粉与菊糖混合后，超声分散于体积比为3:1的甲酰胺与乙醇的混合溶剂体系中，加入与聚糖的质量比为4的月桂酸甲酯，搅拌反应，反应物利用乙醇沉淀，提纯，得改性增塑剂。
1.4样品制备
实施例1：按重量份计，将10份聚乙烯、15份聚丙烯、5份TPE、0.2份玻璃纤维、0.2-份木质素、0.4份聚乙烯醇、2份聚乙二醇、0.2份明胶、0.1份壳聚糖、2份碳酸钙、0.5-份二氧化硅、1份:海藻酸钠微球以及5份改性增塑剂，在密炼机中，240℃左右加热混合，得防霉变热塑性复合材料。
实施例2：按重量份计，将20份聚乙烯、30份聚丙烯、10份TPE、0.5份玻璃纤维、1份木质素、0.5份聚乙烯醇、3份聚乙二醇、0.5份明胶、0.5份壳聚糖、3份碳酸钙、1份二氧化硅、2份:海藻酸钠微球以及10份改性增塑剂，在密炼机中，240℃左右加热混合，得防霉变热塑性复合材料。
实施例3：按重量份计，将15份聚乙烯、20份聚丙烯、8份TPE、0.3份玻璃纤维、0.5份木质素、0.4份聚乙烯醇、2.5份聚乙二醇、0.3份明胶、0.3份壳聚糖、2.5份碳酸钙、0.5份二氧化硅、1.5海藻酸钠微球以及8份改性增塑剂，在密炼机中，240℃左右加热混合，得防霉变热塑性复合材料。
对比例1：无海藻酸钠微球，其余同实施例3。
对比例2：无改性增塑剂、其余同实施例3。
二、样品性能测定
1、抗菌性能测定
参考GB/T 24128-2009提供的《塑料防霉性能试验方法》。
表1不同样品防霉变测定结果
Figure BDA0001814244790000031
Figure BDA0001814244790000041
从表1的结果可以看出，本发明中加入具有防霉变的防霉剂，可以有效地防治金黄色葡萄球菌在基体材料表面的生长。
为了进一步测定海藻酸钠微球的缓释作用，将实施例1-3与对比例1-2的样品，放置6个月后，再次进行防霉试验，结果见表2。
表2海藻酸钠微球对样品防霉性能的影响
样品 等级
实施例1 1
实施例2 1
实施例3 0
对比例1 3
对比例2 2
从表2的结果可以看出，本发明的复合材料具有优异的防霉变的性能，从对比例2的菌斑生长的情况表明，本发明对比例2中，由于未添加增塑剂，导致部分相分离，即使添加了防霉剂，但是仍有菌斑在局部生长。
3、拉伸强度测定
试验方法参照GB/T 1040.2-2006《塑料拉伸性能的测定第2部分：模塑和挤塑塑料的试验条件》
表3不同样品拉伸强度测定结果
样品 测试值(MPa)
实施例1 26.39
实施例2 27.43
实施例3 28.01
对比例1 23.70
对比例2 17.21
从表3可以看出，本发明的海藻酸钠微球除了具有防霉变的效果，同时可以增加材料的力学性能。
4、伸长率
表4不同样品伸长率测定结果
样品 测试值(％)
实施例1 94
实施例2 95
实施例3 95
对比例1 87
对比例2 83
从表4的结果可以看出，本发明中改性增塑剂可以很好地提高材料的韧性和拉伸伸长率。
5、耐高温及防水性能测定
试验方法：经48℃，相对湿度95％，10天后，观察样品是否有侵蚀。
表5不同样品耐高温及防水性能测定结果
样品 结果
实施例1 无侵蚀
实施例2 无侵蚀
实施例3 无侵蚀
对比例1 无侵蚀
对比例2 无侵蚀

Claims (7)

1.一种防霉变热塑性复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将蒙脱石加入质量浓度为15-20％的硫酸溶液中，在60-70℃温度下，25-30KW的功率条件下，超声40-60秒，将经过酸处理的蒙脱石加入0.05-0.1g/ml的DDAB溶液，搅拌20-30min，冷冻干燥；配制质量分数为10-20％的N-辛基异噻唑啉酮乙醇溶液，与经处理的蒙脱石混合，冷冻干燥；
(2)配制质量浓度为1-2％的海藻酸钠水溶液，加入步骤(1)中吸附有N-辛基异噻唑啉酮的蒙脱石，逐滴加入0.2-0.5mol/L的氯化钙水溶液，搅拌，固化，得海藻酸钠微球；
(3)将质量比为3-5:1的淀粉与菊糖混合后，超声分散于有机溶剂中，加入月桂酸甲酯，搅拌反应，反应物提纯，得改性增塑剂；
(4)按重量份计，将10-20份聚乙烯、15-30份聚丙烯、5-10份TPE、0.2-0.5份玻璃纤维、0.2-1份木质素、0.4-0.5份聚乙烯醇、2-3份聚乙二醇、0.2-0.5份明胶、0.1-0.5份壳聚糖、2-3份碳酸钙、0.5-1份二氧化硅、1-2份步骤(2)中得到的海藻酸钠微球以及5-10份步骤(3)中得到的改性增塑剂，在密炼机中，加热混合，得防霉变热塑性复合材料。
2.根据权利要求1所述的防霉变热塑性复合材料的制备方法，其特征在于步骤(1)中，所述蒙脱石的粒径为150-200目。
3.根据权利要求1所述的防霉变热塑性复合材料的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述吸附有N-辛基异噻唑啉酮的蒙脱石与所述海藻酸钠水溶液的料液比为1-2:10mg/ml。
4.根据权利要求1所述的防霉变热塑性复合材料的制备方法，其特征在于步骤(3)中，所述有机溶剂为体积比为2-3:1的甲酰胺与乙醇的混合溶剂。
5.根据权利要求1所述的防霉变热塑性复合材料的制备方法，其特征在于步骤(3)中，所述月桂酸甲酯与菊糖的质量比为3-5:1。
6.根据权利要求1所述的防霉变热塑性复合材料的制备方法，其特征在于步骤(3)中，所述玻璃纤维牌号为无碱E玻纤100目。
7.一种由权利要求1-6任一所述的防霉变热塑性复合材料的制备方法制备的防霉变热塑性复合材料。
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CN112876891A (zh) * 2021-02-24 2021-06-01 王凯 一种高分子轻质涂料
CN113512299A (zh) * 2021-05-19 2021-10-19 广西荣昇新材料有限公司 一种木质素/壳聚糖/蒙脱土复合材料的制备方法

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