CN113502023A - 一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料及其制备方法。软触感聚丙烯材料包括以下重量份数的原料：共聚聚丙烯100‑120份、10‑13μm的玻璃纤维20‑30份、弹性体2‑5份、抗菌剂2‑5份和助剂1‑3份；所述共聚聚丙烯是通过以下步骤获得的：将丙烯、乙烯和催化剂混合后加入注塑机中注塑成型，其中，模温为40‑15℃，保压压力为700‑750bar，保压时间为15‑20s。本发明的材料采用共聚聚丙烯为主要原料，共聚聚丙烯流动性好，能够与玻璃纤维、弹性体共同形成软触感的手感，同时，添加抗菌性，提高材料的抗菌性，适用于用作产品的外壳，使用者具有良好的手感，同时，材料的强度也可用于外壳。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料及其制备方法，属于塑料技术领域。
背景技术
随着生活品质的提高，消费者对汽车内饰要求高，传统PP注塑成型的材料塑料感强，不能给人以柔软度质感，往往不能满足温馨豪华的装饰风格。随着材料和模具工艺的发展，橡胶触感成为改性塑料发展的新趋势，树脂直接注塑成零件即可满足橡胶触感的效果。免去了蒙皮的工艺，就免去了对环境的伤害，而且大大降低了制造成本。
聚丙烯是一种综合性能优良的通用热塑性塑料。其密度较小，机械性能如屈服强度、拉伸强度、压缩强度、表面硬度及弹性模量均较优异，并有突出的耐应力开裂和耐磨性，有良好的耐热性能，连续使用温度最高可达 120℃，是近几年应用发展最快的塑料品种。但是聚丙烯材料的柔软性不够。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，包括以下重量份数的原料：共聚聚丙烯100-120份、10-13μm的玻璃纤维20-30份、弹性体2-5份、抗菌剂2-5份和助剂1-3份；所述共聚聚丙烯是通过以下步骤获得的：将丙烯、乙烯和催化剂混合后加入注塑机中注塑成型，其中，模温为40-15℃，保压压力为700-750bar，保压时间为15-20s。
所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，所述丙烯、乙烯和催化剂的重量比是9-11:1:0.01-0.02。
所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，所述共聚聚丙烯在230℃、2.16kg的熔体流动指数为0 .1-10g/10min。
所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，所述弹性体为POE，其熔融指数为13-16 g/10min。
所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，所述抗菌剂为银离子抗菌剂，所述抗菌剂是通过以下步骤获得的：向硝酸银水溶液中加入海藻酸钠和乙二胺，在超声条件下混合40-60min，得到抗菌剂。
所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，所述海藻酸钠和乙二胺的加入量为硝酸银水溶液重量的0.3-0.5%和1-2%。
所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，所述助剂为抗氧剂、相容剂或润滑剂中的一种或几种。所述抗氧剂为抗氧剂1010或抗氧剂168。所述相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯。所述润滑剂为硬脂酸锌、硬脂酸镁或硬脂酸钙。
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h，再将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h；
（2）将步骤（1）中的共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，助剂经过侧喂料斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得聚丙烯材料。
本发明所达到的有益效果：
本发明的材料采用共聚聚丙烯为主要原料，共聚聚丙烯流动性好，能够与玻璃纤维、弹性体共同形成软触感的手感，同时，添加抗菌性，提高材料的抗菌性，适用于用作产品的外壳，使用者具有良好的手感，同时，材料的强度也可用于外壳。
采用丙烯和乙烯在注塑机中注塑得到共聚聚丙烯，比起常规聚丙烯，具有良好的流动性，同时，具有更好的强度。
10-13μm的玻璃纤维能够更好的与共聚聚丙烯配合，提供材料良好的强度。
弹性体使得材料具有良好的弹性，整体具有软触感。
抗菌剂提高了材料的抗菌性能，使得材料适用于制作产品（车内扶手、遥控器或鼠标等）的外壳，在制备时，采用原材料浸泡在抗菌剂内的方法，材料整体具有良好的抗菌性能，比直接加入效果更好。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。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
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，包括以下重量份数的原料：共聚聚丙烯100份、13μm的玻璃纤维20份、弹性体2份、抗菌剂2份、抗氧剂1010 0.5份和硬脂酸锌0.5份；所述共聚聚丙烯是通过以下步骤获得的：将丙烯、乙烯和催化剂混合后加入注塑机中注塑成型，其中，模温为40-15℃，保压压力为700-750bar，保压时间为15-20s。
所述丙烯、乙烯和催化剂的重量比是9:1:0.01。
所述共聚聚丙烯在230℃、2 .16kg的熔体流动指数为0.1-10g/10min。所述弹性体为POE，其熔融指数为13-16 g/10min。
所述抗菌剂为银离子抗菌剂，所述抗菌剂是通过以下步骤获得的：向硝酸银水溶液中加入海藻酸钠和乙二胺，在超声条件下混合40-60min，得到抗菌剂。所述海藻酸钠和乙二胺的加入量为硝酸银水溶液重量的0.3%和1%。所述硝酸银水溶液中硝酸银的质量分数为10%。
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h，再将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h；
（3）将步骤（1）中的共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，助剂经过侧喂料斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得聚丙烯材料。
采用银离子抗菌剂，抗菌效果好，辅以海藻酸钠和乙二胺，在原料浸泡时，起到更好的抗菌效果。
实施例2
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，包括以下重量份数的原料：共聚聚丙烯120份、10μm的玻璃纤维30份、弹性体5份、抗菌剂5份、抗氧剂168 1份、马来酸酐接枝聚丙烯1份和硬脂酸镁1份；所述共聚聚丙烯是通过以下步骤获得的：将丙烯、乙烯和催化剂混合后加入注塑机中注塑成型，其中，模温为40-15℃，保压压力为700-750bar，保压时间为15-20s。
所述丙烯、乙烯和催化剂的重量比是11:1: 0.02。
所述共聚聚丙烯在230℃、2 .16kg的熔体流动指数为0 .1-10g/10min。所述弹性体为POE，其熔融指数为13-16 g/10min。
所述抗菌剂为银离子抗菌剂，所述抗菌剂是通过以下步骤获得的：向硝酸银水溶液中加入海藻酸钠和乙二胺，在超声条件下混合40-60min，得到抗菌剂。所述海藻酸钠和乙二胺的加入量为硝酸银水溶液重量的0.5%和2%。所述硝酸银水溶液中硝酸银的质量分数为18%。
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h，再将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h；
（3）将步骤（1）中的共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，助剂经过侧喂料斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得聚丙烯材料。
实施例3
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，包括以下重量份数的原料：共聚聚丙烯110份、13μm的玻璃纤维25份、弹性体3份、抗菌剂3份、马来酸酐接枝聚丙烯1份和硬脂酸钙1份；所述共聚聚丙烯是通过以下步骤获得的：将丙烯、乙烯和催化剂混合后加入注塑机中注塑成型，其中，模温为40-15℃，保压压力为700-750bar，保压时间为15-20s。
所述丙烯、乙烯和催化剂的重量比是10:1:0.01。
所述共聚聚丙烯在230℃、2 .16kg的熔体流动指数为0 .1-10g/10min。所述弹性体为POE，其熔融指数为13-16 g/10min。
所述抗菌剂为银离子抗菌剂，所述抗菌剂是通过以下步骤获得的：向硝酸银水溶液中加入海藻酸钠和乙二胺，在超声条件下混合40-60min，得到抗菌剂。所述海藻酸钠和乙二胺的加入量为硝酸银水溶液重量的0.4%和1.6%。所述硝酸银水溶液中硝酸银的质量分数为16%。
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料的制备方法，包括以下几个步骤：
（1）将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h，再将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h；
（3）将步骤（1）中的共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，助剂经过侧喂料斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得聚丙烯材料。
对比例1
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，包括以下重量份数的原料：聚丙烯110份、13μm的玻璃纤维25份、弹性体3份、抗菌剂3份、马来酸酐接枝聚丙烯1份和硬脂酸钙1份。其余与实施例3相同。
对比例2
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，包括以下重量份数的原料：共聚聚丙烯110份、20μm的玻璃纤维25份、弹性体3份、抗菌剂3份、马来酸酐接枝聚丙烯1份和硬脂酸钙1份；所述共聚聚丙烯是通过以下步骤获得的：将丙烯、乙烯和催化剂混合后加入注塑机中注塑成型，其中，模温为40-15℃，保压压力为700-750bar，保压时间为15-20s。其余与实施例3相同。
对比例3
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，包括以下重量份数的原料：共聚聚丙烯110份、13μm的玻璃纤维25份、弹性体3份、抗菌剂3份、马来酸酐接枝聚丙烯1份和硬脂酸钙1份；所述共聚聚丙烯是通过以下步骤获得的：将丙烯、乙烯和催化剂混合后加入注塑机中注塑成型，其中，模温为40-15℃，保压压力为700-750bar，保压时间为15-20s。其余与实施例3相同。
一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料的制备方法，包括以下步骤：共聚聚丙烯、玻璃纤维、弹性体和抗菌剂经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，助剂经过侧喂料斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得聚丙烯材料。
对实施例和对比例中的塑料粒子进行性能测试，具体结果见表1。
表1 塑料颗粒性能测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 邵氏硬度D | 50 | 50 | 50 | 55 | 50 | 50 |
| 拉伸强度MPa | 40.5 | 39.8 | 40.2 | 38.6 | 33.5 | 40.2 |
| 弯曲强度MPa | 48.2 | 48.8 | 48.7 | 40.2 | 35.9 | 48.7 |
| 断裂伸长率% | 200 | 200 | 200 | 150 | 100 | 200 |
| 冲击强度kJ/m<sup>2</sup> | 37.5 | 36.7 | 36.9 | 32.4 | 29.6 | 36.9 |
| 金黄色葡萄球菌杀菌率，% | 99.9 | 99.8 | 99.9 | 99.9 | 99.9 | 90.3 |
| 大肠杆菌杀菌率，% | 99.8 | 99.6 | 99.8 | 99.8 | 99.8 | 91.2 |
| 白色念球菌杀菌率，% | 99.8 | 99.6 | 99.8 | 99.8 | 99.8 | 89.6 |
| 肺炎链球菌杀菌率，% | 99.8 | 99.6 | 99.9 | 99.9 | 99.9 | 90.5 |
通过表1，与对比例1相比，实施例1、2和3采用了共聚聚丙烯，具有更好的流动性，得到的塑料粒子具有良好的触感。与实施例2相比，实施例1、2和3添加了13μm的玻璃纤维，改善了材料的力学性能，增强了强度，同时能够与共聚聚丙烯更好的配合，提高材料整体的性能。与实施例3相比，实施例1、2和3采用了原料用抗菌剂浸泡的方式，提高了抑菌效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，其特征是，包括以下重量份数的原料：共聚聚丙烯100-120份、10-13μm的玻璃纤维20-30份、弹性体2-5份、抗菌剂2-5份和助剂1-3份；所述共聚聚丙烯是通过以下步骤获得的：将丙烯、乙烯和催化剂混合后加入注塑机中注塑成型，其中，模温为40-15℃，保压压力为700-750bar，保压时间为15-20s。
2.根据权利要求1所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，其特征是，所述丙烯、乙烯和催化剂的重量比是9-11:1:0.01-0.02。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，其特征是，所述共聚聚丙烯在230℃、2 .16kg的熔体流动指数为0 .1-10g/10min。
4.根据权利要求1所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，其特征是，所述弹性体为POE，其熔融指数为13-16 g/10min。
5.根据权利要求1所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，其特征是，所述抗菌剂为银离子抗菌剂，所述抗菌剂是通过以下步骤获得的：向硝酸银水溶液中加入海藻酸钠和乙二胺，在超声条件下混合40-60min，得到抗菌剂。
6.根据权利要求5所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，其特征是，所述海藻酸钠和乙二胺的加入量为硝酸银水溶液重量的0.3-0.5%和1-2%。
7.根据权利要求1所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料，其特征是，所述助剂为抗氧剂、相容剂或润滑剂中的一种或几种。
8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的一种具有抗菌作用的软触感聚丙烯材料的制备方法，其特征是，包括以下几个步骤：
（1）将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h，再将共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体在抗菌剂内浸泡40-60min，并在60-80℃烘烤1-2h；
（2）将步骤（1）中的共聚聚丙烯、玻璃纤维和弹性体经过主喂料斗加入双螺杆挤出机中，助剂经过侧喂料斗加入双螺杆挤出机中，经熔融、挤出、切粒、干燥制得聚丙烯材料。
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