CN115160685A - 一种高疏水强抗菌pp材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高疏水强抗菌PP材料,按照重量份数计,包括如下组分:聚丙烯45~96份,填充物0~45份,加工助剂0.3~5份,抗氧剂0.1~1份,疏水助剂2~10份,抗菌助剂0.5~1.5份。本发明提供的高疏水强抗菌PP材料的应用以均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或多种的组合为主料进行改性处理,在无机填料、加工助剂、疏水助剂、抗菌助剂等组分的作用下,使得本发明高疏水强抗菌PP材料具有很强的疏水性能,有效避免由本发明高疏水强抗菌PP材料制备的产品表面潮湿环境下中凝结和悬挂水珠,有效保证了产品表面的干燥。
Description
技术领域
本发明涉及高分子聚合物技术领域,具体涉及一种高疏水强抗菌PP材料及其制备方法与应用。
背景技术
聚丙烯(PP)是由丙烯聚合而成的一种热塑性树脂,无毒、无臭、无味,具有优异的抗弯曲疲劳性,良好的耐热性、化学稳定性和电学性能。但在疏水效果和抗菌性能方面不理想。很多产品比如厨卫用具、洗衣机、洗碗机等产品,在使用过程中经常和水接触并长期处于高湿度的环境中,PP材料用在这些产品中有质量轻、价格便宜,机械性能优秀等优点,但是在疏水性和抗菌性方面,就不够好,我们经常看到很多水珠挂在壁上,一段时间后产品就出现霉斑。
材料亲水性还是疏水性的性能,我们用接触角θ的大小表示,若θ<90°,则固体表面是亲水性的,即液体较易润湿固体,其角越小,表示润湿性越好;若θ>90°,则固体表面是疏水性的,即液体不容易润湿固体,容易在表面上移动。PP材料和水的接触角θ约为88°接近90°,介于亲水与疏水的边缘状态,水不易掉落,表面易形成水珠,为细菌和霉菌生长繁殖的提供了有利条件,而PP材料本身不具有抗菌杀菌性能。
目前市面上用于制作疏水材料的助剂大部分都是PTFE微粉,由于其超低的表面能,在疏水方面有一定的作用,但是PTFE微粉用量少时添加在PP中对疏水性能的改善有限,而且PTFE微粉的价格昂贵,使得对于使用廉价PP 的消费者望而却步。基于目前现状,本发明一种高疏水强抗菌PP材料,并公布其制备方法及使用范围。具有疏水和抗菌性能的PP材料具有非常大的发展空间。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种高疏水强抗菌PP材料及其制备方法与应用。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种高疏水强抗菌PP材料,按照重量份数计,包括如下组分:聚丙烯 45~96份,填充物0~45份,加工助剂0.3~5份,抗氧剂0.1~1份,疏水助剂 2~10份,抗菌助剂0.5~1.5份。
进一步地,所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或多种的组合。
进一步地,所述填充物为硫酸钡、硫酸镁、硅灰石、氢氧化镁、氢氧化铝、云母粉、高岭土、滑石粉、碳酸钙、碳酸镁、玻璃纤维中的一种或多种的组合。
进一步地,所述加工助剂包括润滑剂和颜料;所述润滑剂为酰胺类、脂肪酸类、酯类、醇类、硅油、白矿油、脂肪酸盐类、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种的组合;所述颜料为有机颜料、无机颜料中的一种或多种的组合。
进一步地,所述抗氧剂为酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类辅抗氧剂中的一种或多种的组合。
进一步地,所述疏水助剂为超高分子量硅氧烷、硅油中的一种或多种的组合。
进一步地,所述超高分子量硅氧烷的重均分子量在50万以上。
进一步地,所述抗菌助剂为银、铜、锌离子及其化合物中的一种或者多种的组合。
进一步地,一种高疏水强抗菌PP材料的制备方法,包括如下步骤:
1)将各组分原料按照重量份数称取在搅拌机中充分混合1~15分钟;
2)将上述步骤得到的混合物加入到平行双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度控制在160~210℃之间,平行双螺杆挤出机螺杆的长径比为28~50,螺杆转速为200~600转/min;
3)在平行双螺杆挤出机的剪切、混炼和输送下,拉条、冷却、切粒、干燥得到所述高疏水强抗菌PP材料。
进一步地,本发明还提供一种上述的高疏水强抗菌PP材料的应用,特别是可用于制作洗衣机配件、洗碗机配件、漱口杯、牙刷筒、厨卫置物架等产品,以及长期在高湿度、易发霉等环境下使用,有疏水和抗菌要求的其他产品。
本发明的有益效果为:
本发明提供的高疏水强抗菌PP材料的应用以均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或多种的组合为主料进行改性处理,在无机填料、加工助剂、疏水助剂、抗菌助剂等组分的作用下,使得本发明高疏水强抗菌PP材料具有很强的疏水性能,有效避免由本发明高疏水强抗菌PP材料制备的产品表面潮湿环境下中凝结和悬挂水珠,有效保证了产品表面的干燥,减少细菌和霉菌生长繁殖,同时,配合抗菌剂,进一步地提高本发明高疏水强抗菌PP材料的抗菌效果。
具体实施方式
为了解决现有技术中存在的缺点,本发明提出一种高疏水强抗菌PP材料及其制备方法与应用。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种高疏水强抗菌PP材料,按照重量份数计,包括如下组分:聚丙烯45~96份,填充物0~45份,加工助剂0.3~5份,抗氧剂0.1~1份,疏水助剂 2~10份,抗菌助剂0.5~1.5份。
进一步地,所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或多种的组合。
进一步地,所述填充物为硫酸钡、硫酸镁、硅灰石、氢氧化镁、氢氧化铝、云母粉、高岭土、滑石粉、碳酸钙、碳酸镁、玻璃纤维中的一种或多种的组合。
进一步地,所述加工助剂包括润滑剂和颜料;所述润滑剂为酰胺类、脂肪酸类、酯类、醇类、硅油、白矿油、脂肪酸盐类、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种的组合;所述颜料为有机颜料、无机颜料中的一种或多种的组合。
进一步地,所述抗氧剂为酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类辅抗氧剂中的一种或多种的组合。
进一步地,所述疏水助剂为超高分子量硅氧烷、硅油中的一种或多种的组合。
进一步地,所述超高分子量硅氧烷的重均分子量在50万以上。
进一步地,所述抗菌助剂为银、铜、锌离子及其化合物中的一种或者多种的组合。
进一步地,一种高疏水强抗菌PP材料的制备方法,包括如下步骤:
1)将各组分原料按照重量份数称取在搅拌机中充分混合1~15分钟;
2)将上述步骤得到的混合物加入到平行双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度控制在160~210℃之间,平行双螺杆挤出机螺杆的长径比为28~50,螺杆转速为200~600转/min;
3)在平行双螺杆挤出机的剪切、混炼和输送下,拉条、冷却、切粒、干燥得到所述高疏水强抗菌PP材料。
进一步地,本发明还提供一种上述的高疏水强抗菌PP材料的应用,特别是可用于制作洗衣机配件、洗碗机配件、漱口杯、牙刷筒、厨卫置物架等产品,以及长期在高湿度、易发霉等环境下使用,有疏水和抗菌要求的其他产品。
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
一种高疏水强抗菌PP材料,按照重量份数计,包括如下组分:聚丙烯45 份,填充物45份,加工助剂0.3份,抗氧剂0.1份,疏水助剂2份,抗菌助剂0.5份。
进一步地,所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或多种的组合。
进一步地,所述填充物为硫酸钡、硫酸镁、硅灰石、氢氧化镁、氢氧化铝、云母粉、高岭土、滑石粉、碳酸钙、碳酸镁、玻璃纤维中的一种或多种的组合。
进一步地,所述加工助剂包括润滑剂和颜料;所述润滑剂为酰胺类、脂肪酸类、酯类、醇类、硅油、白矿油、脂肪酸盐类、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种的组合;所述颜料为有机颜料、无机颜料中的一种或多种的组合。
进一步地,所述抗氧剂为酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类辅抗氧剂中的一种或多种的组合。
进一步地,所述疏水助剂为超高分子量硅氧烷、硅油中的一种或多种的组合。
进一步地,所述超高分子量硅氧烷的重均分子量在50万以上。
进一步地,所述抗菌助剂为银、铜、锌离子及其化合物中的一种或者多种的组合。
进一步地,一种高疏水强抗菌PP材料的制备方法,包括如下步骤:
1)将各组分原料按照重量份数称取在搅拌机中充分混合1~15分钟;
2)将上述步骤得到的混合物加入到平行双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度控制在160~210℃之间,平行双螺杆挤出机螺杆的长径比为28~50,螺杆转速为200~600转/min;
3)在平行双螺杆挤出机的剪切、混炼和输送下,拉条、冷却、切粒、干燥得到所述高疏水强抗菌PP材料。
实施例2
一种高疏水强抗菌PP材料,按照重量份数计,包括如下组分:聚丙烯70 份,填充物23份,加工助剂3份,抗氧剂0.5份,疏水助剂6份,抗菌助剂 1份。
进一步地,所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或多种的组合。
进一步地,所述填充物为硫酸钡、硫酸镁、硅灰石、氢氧化镁、氢氧化铝、云母粉、高岭土、滑石粉、碳酸钙、碳酸镁、玻璃纤维中的一种或多种的组合。
进一步地,所述加工助剂包括润滑剂和颜料;所述润滑剂为酰胺类、脂肪酸类、酯类、醇类、硅油、白矿油、脂肪酸盐类、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种的组合;所述颜料为有机颜料、无机颜料中的一种或多种的组合。
进一步地,所述抗氧剂为酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类辅抗氧剂中的一种或多种的组合。
进一步地,所述疏水助剂为超高分子量硅氧烷、硅油中的一种或多种的组合。
进一步地,所述超高分子量硅氧烷的重均分子量在50万以上。
进一步地,所述抗菌助剂为银、铜、锌离子及其化合物中的一种或者多种的组合。
进一步地,一种高疏水强抗菌PP材料的制备方法,包括如下步骤:
1)将各组分原料按照重量份数称取在搅拌机中充分混合1~15分钟;
2)将上述步骤得到的混合物加入到平行双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度控制在160~210℃之间,平行双螺杆挤出机螺杆的长径比为28~50,螺杆转速为200~600转/min;
3)在平行双螺杆挤出机的剪切、混炼和输送下,拉条、冷却、切粒、干燥得到所述高疏水强抗菌PP材料。
实施例3
一种高疏水强抗菌PP材料,按照重量份数计,包括如下组分:聚丙烯96 份,填充物0份,加工助剂5份,抗氧剂1份,疏水助剂10份,抗菌助剂1.5 份。
进一步地,所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或多种的组合。
进一步地,所述填充物为硫酸钡、硫酸镁、硅灰石、氢氧化镁、氢氧化铝、云母粉、高岭土、滑石粉、碳酸钙、碳酸镁、玻璃纤维中的一种或多种的组合。
进一步地,所述加工助剂包括润滑剂和颜料;所述润滑剂为酰胺类、脂肪酸类、酯类、醇类、硅油、白矿油、脂肪酸盐类、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种的组合;所述颜料为有机颜料、无机颜料中的一种或多种的组合。
进一步地,所述抗氧剂为酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类辅抗氧剂中的一种或多种的组合。
进一步地,所述疏水助剂为超高分子量硅氧烷、硅油中的一种或多种的组合。
进一步地,所述超高分子量硅氧烷的重均分子量在50万以上。
进一步地,所述抗菌助剂为银、铜、锌离子及其化合物中的一种或者多种的组合。
进一步地,一种高疏水强抗菌PP材料的制备方法,包括如下步骤:
1)将各组分原料按照重量份数称取在搅拌机中充分混合1~15分钟;
2)将上述步骤得到的混合物加入到平行双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度控制在160~210℃之间,平行双螺杆挤出机螺杆的长径比为28~50,螺杆转速为200~600转/min;
3)在平行双螺杆挤出机的剪切、混炼和输送下,拉条、冷却、切粒、干燥得到所述高疏水强抗菌PP材料。
对比例1
对比例1为不添加任何助剂,仅使用聚丙烯材料制备的材料;
对比例2
对比例2与实施例2的区别在于,未使用超高分子量硅氧烷、硅油中的一种或多种的组合作为疏水剂,而采用PTFE微粉作为疏水剂,且未添加抗菌剂。
对比例3
对比例3与与实施例2的区别在于,未加入抗菌剂。
将按照实施例1~3、对比例1~3制备的塑料进行测试,测试项目如下:
测试项目 | 单位 | 测试标准 |
抗细菌率 | % | QB T2591 |
抗霉菌等级 | / | QB T2591 |
接触角θ | ° | GB/T 30693 |
按照测试标准QB T2591、QB T2591、GB/T 30693测试,得到如下测试结果:
对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
抗细菌率 | 25.4% | 25.8% | 75.8% | 99.8% | 99.99% | 99.99% |
抗霉菌等级 | 2级 | 2级 | 1级 | 1级 | 0级 | 0级 |
接触角θ | 88° | 97° | 113° | 101° | 115° | 122° |
由上表可知,使用超高分子量硅氧烷、硅油中的一种或多种的组合作为疏水剂,其疏水效果相对于使用PTFE微粉作为疏水剂具有更好的疏水效果。
且本发明高疏水强抗菌PP材料具有很强的疏水性能和抗菌效果。
此外,本领域的技术人员能够理解,尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征,但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如,在上面的权利要求书中,所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种高疏水强抗菌PP材料,其特征在于,按照重量份数计,包括如下组分:聚丙烯45~96份,填充物0~45份,加工助剂0.3~5份,抗氧剂0.1~1份,疏水助剂2~10份,抗菌助剂0.5~1.5份。
2.如权利要求1所述的高疏水强抗菌PP材料,其特征在于,所述聚丙烯为均聚聚丙烯、共聚聚丙烯中的一种或多种的组合。
3.如权利要求1所述的高疏水强抗菌PP材料,其特征在于,所述填充物为硫酸钡、硫酸镁、硅灰石、氢氧化镁、氢氧化铝、云母粉、高岭土、滑石粉、碳酸钙、碳酸镁、玻璃纤维中的一种或多种的组合。
4.如权利要求1所述的高疏水强抗菌PP材料,其特征在于,所述加工助剂包括润滑剂和颜料;所述润滑剂为酰胺类、脂肪酸类、酯类、醇类、硅油、白矿油、脂肪酸盐类、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或多种的组合;所述颜料为有机颜料、无机颜料中的一种或多种的组合。
5.如权利要求1所述的高疏水强抗菌PP材料,其特征在于,所述抗氧剂为酚类主抗氧剂、亚磷酸酯类抗氧剂、硫酯类辅抗氧剂中的一种或多种的组合。
6.如权利要求1所述的高疏水强抗菌PP材料,其特征在于,所述疏水助剂为超高分子量硅氧烷、硅油中的一种或多种的组合。
7.如权利要求6所述的高疏水强抗菌PP材料,其特征在于,所述超高分子量硅氧烷的重均分子量在50万以上。
8.如权利要求1所述的高疏水强抗菌PP材料,其特征在于,所述抗菌助剂为银、铜、锌离子及其化合物中的一种或者多种的组合。
9.权利要求1~8任一项所述的高疏水强抗菌PP材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)将各组分原料按照重量份数称取在搅拌机中充分混合1~15分钟;
2)将上述步骤得到的混合物加入到平行双螺杆挤出机中,挤出机的各段温度控制在160~210℃之间,平行双螺杆挤出机螺杆的长径比为28~50,螺杆转速为200~600转/min;
3)在平行双螺杆挤出机的剪切、混炼和输送下,拉条、冷却、切粒、干燥得到所述高疏水强抗菌PP材料。
10.如权利要求1~8任一项所述的高疏水强抗菌PP材料的应用。
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