专利名称：一种阻燃抗菌聚丙烯材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种阻燃抗菌聚丙烯材料及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯具有生产成本低，综合力学性能好，无毒、质轻、耐腐蚀、易于加工和回收等特点，因此得到了广泛的应用，但其属于易燃材料，因此赋予其阻燃性能就十分重要和必要。目前，大多数以卤系阻燃为主，含卤阻燃在阻燃过程中产生的烟雾大而且有毒，随着人们环保意识的增强，所以无卤阻燃成为聚丙烯发展的一个趋势。线性低密度聚乙烯为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒，密度为0. 918 0. 935g/cm3。 它与低密度聚乙烯相比，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有机溶剂等。蒙脱土是蒙皂石粘土(包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土)经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成，平均晶片厚度小于25nm，是最有商业用途的无机高分子类增稠剂。蒙脱土具有良好的分散性能，可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂，提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等，从而起到增强聚合物综合物理性能的作用，同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加，也可以在熔融时共混添加(通常采用螺杆共混)。另外，季磷盐具有抗菌基团。三聚氰胺是一种用途广泛的基本有机化工中间产品，最主要的用途是作为生产三聚氰胺甲醛树脂(MF)的原料。三聚氰胺还可以作阻燃剂、减水剂、甲醛清洁剂等。日常生活中，人们不可避免地会接触到细菌，随着人们健康意识的增强，抗菌塑料也将会得到越来越多的应用。抗菌塑料中起抗菌作用的抗菌剂，主要可分为有机抗菌剂和无机抗菌剂，目前常用的无机抗菌剂存在价格高，易变色等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃抗菌聚丙烯材料，使塑料可以达到阻燃、抗菌的效^ ο本发明的另一目的是提供一种阻燃抗菌聚丙烯材料的制备方法。为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种阻燃抗菌聚丙烯材料，由下述材料组成聚丙烯、线性低密度聚乙烯、白油、氢氧化镁、三聚氰胺、酚醛、抗菌剂、润滑剂、以及抗氧剂。可选地，所述阻燃抗菌聚丙烯材料按重量百分比由下述材料制成聚丙烯37.7-50.8%;线性低密度聚乙烯 4.0-10.0%;白油0.1%;
氢氧化镁；35.0-50.0%;三聚氰胺1.0-2.0%;酚醛1.0-2.0%;抗菌剂1.5-3.0%;润滑剂0.4-0.8%;抗氧剂0.2-0.4%。可选地，所述聚丙烯为熔体流动速率大于15g/10min的均聚聚丙烯。可选地，所述线性低密度聚乙烯的熔体流动速率大于18g/10min。可选地，所述抗菌剂为季磷盐改性蒙脱土。可选地，所述润滑剂为N，N-乙撑双硬脂酰胺(EBS)。可选地，所述抗氧剂由四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、 以及亚磷酸三0，4-二叔丁基苯基)酯按重量比1 (1- 复配得到。一种阻燃抗菌聚丙烯材料的制备方法，其特征是包括以下步骤(1)根据以下重量百分比称取各组分
聚丙烯37. 7-50. 8%
线性低密度聚乙烯4. 0-10. 0% ；
白油0. 1% ；
氢氧化镁35. 0-50. 0%
三聚氰胺1. 0-2. 0% ；
酚醛1. 0-2. 0% ；
抗菌剂1. 5-3. 0% ；
润滑剂0. 4-0. 8% ；
抗氧剂0. 2-0. 4% ；
(2)将称取的所有原料混合均勻；(3)将混合原料加入双螺杆机，经熔融挤出，造粒。优选地，所述制备方法步骤(3)中的熔融阶段的工艺条件为工艺条件为在双螺杆机控温段中，一区温度为200-210°C，二区温度为230_250°C，三区温度为230-250°C，四区温度为220-240°C，双螺杆机的机头温度230_250°C，停留时间3-^iin， 压力为12-18MPa。由上可见，与现有技术相比，应用本发明的技术方案，有如下有益效果本发明的阻燃抗菌聚丙烯材料，由下述材料组成聚丙烯、线性低密度聚乙烯、白油、氢氧化镁、三聚氰胺、酚醛、抗菌剂、润滑剂、以及抗氧剂。材料中的聚丙烯、以及线性低密度聚乙烯的熔体流动速率流动性好，能与其他材料更好地融合，避免了原料分散不均；聚丙烯为均聚聚丙烯，耐热性能好；以氢氧化镁作为阻燃填充剂，与聚丙烯二者占阻燃抗菌聚丙烯材料的大部分比例，且结合可用作阻燃剂的三聚氰胺制备，使材料的整体阻燃性好；以N，N-乙撑双硬脂酰胺(EBS)作为阻燃剂，能显著改善各组分的分散性，显著提高材料的耐热性能；另外，抗菌剂采用季磷盐改性蒙脱土，季磷盐具有抗菌基团，因此，采用阻燃剂和抗菌剂复配使用的方法，得到了同时具有阻燃和抗菌作用的聚丙烯材料，这种材料可以使生产成本降低，产品性能优异，可广泛应用于家电产品。
具体实施例方式下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。均聚是指由一种有机单体进行的聚合反应。均聚物是指由一种单体聚合而成的聚合物，典型的均聚物有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。聚丙烯均聚物由单一丙烯单体聚合而成，结晶度较高、力学强度和耐热性能良好。聚丙烯均聚物是在聚合时掺入少量乙烯单体共聚而成，有较高的抗冲击强度，无规共聚丙烯有较高的抗冲击强度和透明度，嵌段共聚丙烯有较高的抗冲击强度。氢氧化镁广泛用于ΡΕ、PP、PVC、ABS、PS、HIPS、PA、PBT、不饱和聚酯、环氧树脂、橡胶、油漆的阻燃填充剂、以及化工、环保等工业领域；用于塑料、橡胶等高分子材料的优良阻燃剂和填充剂，在环保方面作为烟气脱硫剂，可替代烧碱和石灰作为含酸废水的中和剂；用作油品添加剂，起到防腐和脱硫作用；用于电子行业、医药、砂糖的精制；用于保温材料以及制造其他镁盐产品。普通氢氧化镁应用于橡胶、塑料、油漆、涂料、化工等行业；活性氢氧化镁广泛应用于橡胶、化工、建材、塑料(聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、三元乙丙橡胶)及电子、不饱和聚酯和油漆、涂料等高分子材料中，特别是对矿用导风筒涂覆布、PVC整芯运输带、阻燃胶板、蓬布、PVC电线电缆料、矿用电缆护套、电缆附件的阻燃、消烟抗静电，可代替氢氧化铝，具有优良的阻燃效果。季磷盐改性蒙脱土采用自制的方式，制备过程是将蒙脱土配成5%的悬浊液，按 1 5的配比再加入一定量的含量为50%的十四烷基三丁基季磷盐，在65°C下恒温搅拌反应6小时，拿出过滤，反复洗涤，然后在80°C下干燥M小时后备用。熔体流动速率按照ASTM D-1238标准测试。制备聚丙烯材料时，按重量比称取各原料，把称取的原料加入低速混合器中，充分混合3 5min，然后将混合好的原料加入到双螺杆挤出机中，经熔融挤出，造粒。双螺杆机一般分为以下几个部分喂料系统、减速箱、主电机、螺杆、机筒、加热系统、抽真空系统、冷却系统、联锁控制系统、以及电器控制系统。其中，在加热系统的控温段中，又分为进料区、一区、二区、三区、四区等区段。实施例1 按重量配比进行混合，聚丙烯50. 8%;线性低密度聚乙烯10.0%;白油0. 1%;氢氧化镁35. 0% ；三聚氰胺1. 0% ；酚醛1. 0% ；抗菌剂1. 5% ；润滑剂0. 4% ；抗氧剂0. 2%。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为在双螺杆机控温段中，一区温度为210°C ；二区温度为230°C ； 三区温度为240°C ；四区温度为220°C ；双螺杆机的机头温度为240°C ；停留时间3 ％iin。 压力为15MPa。实施例2 按重量配比进行混合，聚丙烯46. 3% ；线性低密度聚乙烯8. 0% ；白油0. ；氧氧化镁40. 0% ；三聚氰胺1. 4% ；酚醛1. 4% ；抗菌剂2. 0% ；润滑剂0. 5% ；抗氧剂0. 3%。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为在双螺杆机控温段中，一区温度为210°C ；二区温度为240°C ； 三区温度为240°C ；四区温度为230°C ；双螺杆机的机头温度为240°C ；停留时间3 ％iin。 压力为15MPa。实施例3 按重量配比进行混合，聚丙烯41. 9% ；线性低密度聚乙烯6. 0% ；白油0. ；氧氧化镁45. 0% ；三聚氰胺1. 8% ；酚醛1. 8% ；抗菌剂2. 5% ；润滑剂0. 6% ；抗氧剂0. 3%。。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为在双螺杆机控温段中，一区温度为200°C ；二区温度为250°C ； 三区温度为250°C ；四区温度为220°C ；双螺杆机的机头温度为230°C ；停留时间3 ％iin。 压力为15MPa。实施例4 按重量配比进行混合，聚丙烯37. 7% ；线性低密度聚乙烯4. 0% ；白油0. ；氧氧化镁50. 0% ；三聚氰胺2. 0% ；酚醛2. 0% ；抗菌剂3. 0% ；润滑剂0. 8% ；抗氧剂0. 4%。将混合好的物料加入到双螺杆挤出机的料斗中，经熔融共混，挤出造粒成复合材料。其中，螺杆各加温区温度设置分别为在双螺杆机控温段中，一区温度为200°C ；二区温度为230°C ； 三区温度为240°C ；四区温度为240°C ；双螺杆机的机头温度为250°C ；停留时间3 ％iin。 压力为15MPa。性能测试拉伸强度按ASTM D-638标准进行检验。试样类型为I型，样条尺寸(mm) (176士2) (长)X (12. 6 士0. 2)(端部宽度)X (3. 05 士0. 2)(厚度)，拉伸速度为 50mm/min ；悬臂梁缺口冲击强度按ASTM D-256标准进行检验。试样类型为I型，试样尺寸 (mm) (63士2) X (12. 45士0. 2) X (3. 1 士0. 2)；缺口类型为 A 类，缺口剩余厚度为 1. 9mm ；抗菌性能检测参照中华人民共和国轻工行业标准QB/T2591-2003用贴膜法，考察样品Mh的抑菌率，菌落总数的测定参照GB/T4789. 2-2003计数。将已注塑好的抗菌样板制成50mmX50mm。抗菌率的计算式如下R(% ) = (B-C)/BX 100式中R-抗菌率，B-空白对照样品平均回收菌数，cfu/片；C-抗菌塑料样品平均回收菌数，cfu/片。其他测试熔融指数按照ASTM D1238测试。实施例1-4配方及材料性能见表1 表1实施例1-4配方及材料性能
权利要求
1.一种阻燃抗菌聚丙烯材料，其特征是由下述材料组成聚丙烯、线性低密度聚乙烯、白油、氢氧化镁、三聚氰胺、酚醛、抗菌剂、润滑剂、以及抗氧剂。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚丙烯材料，其特征是所述阻燃抗菌聚丙烯材料按重量百分比由下述材料制成
3.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚丙烯材料，其特征是所述聚丙烯为熔体流动速率大于15g/10min的均聚聚丙烯。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚丙烯材料，其特征是所述线性低密度聚乙烯的熔体流动速率大于18g/10min。
5.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚丙烯材料，其特征是所述抗菌剂为季磷盐改性蒙脱土。
6.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚丙烯材料，其特征是所述润滑剂为N，N-乙撑双硬脂酰胺(EBS)。
7.根据权利要求1所述的一种阻燃抗菌聚丙烯材料，其特征是所述抗氧剂由四 [β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、以及亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯基) 酯，按重量比1 (1-3)复配得到。
8.一种阻燃抗菌聚丙烯材料的制备方法，其特征是包括以下步骤(1)根据以下重量百分比称取各组分聚丙烯37.7-50.8%;线性低密度聚乙烯4. 0-10. 0 % ；白油0.1%;氢氧化镁；35.0-50.0%;三聚氰胺1.0-2.0%;酚醛1.0-2.0%;抗菌剂1.5-3.0%;润滑剂0.4-0.8%;抗氧剂0.2-0.4%;(2)将称取的所有原料混合均勻；(3)将混合原料加入双螺杆机，经熔融挤出，造粒。
9.根据权利要求7所述的一种阻燃抗菌聚丙烯材料的制备方法，其特征是所述步骤 (3)中的熔融阶段的工艺条件为聚丙烯线性低密度聚乙烯·37. 7-50. 8% ； 4. 0-10. 0% ； 0. 1% ； 35. 0-50. 0% ；白油氢氧化镁三聚氰胺酚醛抗菌剂润滑剂抗氧剂·1. 0-2. 0% 1. 0-2. 0% 1. 5-3. 0% 0. 4-0. 8%·0. 2-0. 4%o在双螺杆机控温段中，一区温度为200-210 °C，二区温度为230-250 °C，三区温度为 230-250°C，四区温度为220-240°C，双螺杆机的机头温度230_250°C，停留时间3-^iin，压力为 12-18MPa。
全文摘要
本发明涉及高分子材料技术领域，公开了一种阻燃抗菌聚丙烯材料及其制备方法。该阻燃抗菌聚丙烯材料由下述材料组成聚丙烯、线性低密度聚乙烯、白油、氢氧化镁、三聚氰胺、酚醛、抗菌剂、润滑剂以及抗氧剂。本发明可以使塑料可以达到阻燃、抗菌的效果。
文档编号C08L23/12GK102241858SQ20101029260
公开日2011年11月16日 申请日期2010年9月25日 优先权日2010年9月25日
发明者徐东, 徐永, 杨秋会 申请人:深圳市科聚新材料有限公司