本发明涉及一种泡沫塑料，具体涉及一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料及其制备方法。属于泡沫塑料
技术领域：
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背景技术：
：泡沫塑料具有质轻、隔热、吸音、减震等诸多优良性能，是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，具有极其广泛的应用范围。由于泡沫塑料分子的特殊结构，决定了其容易燃烧的特性，因此阻燃性能的优化成为泡沫塑料推广发展的关键。另外，由于泡沫塑料材料中含有细菌、霉菌等所必需的营养物质，在合适的温度和湿度条件下，微生物(细菌和霉菌)就会大量繁殖，霉菌分泌物引起泡沫塑料的生物降解，随着人们生活水平的提高，越来越多的领域对材料的卫生性能提出了更高的要求，因此对于泡沫塑料的抗菌性也有了相应要求。通常使用的抗菌剂可分成无机类抗菌剂和有机类抗菌剂两大类，前者耐热性较高，但是成本高，后者杀菌效率较高，添加量较少，但是存在耐热性差和安全性低等缺点。三聚氰胺泡沫塑料，又称密胺泡沫塑料，外形类似聚氨酯海绵，在建筑、交通、车辆制造、声学工程、电子信息和物体表面清洁去污等领域都具有广阔的应用前景。三聚氰胺泡沫塑料由德国巴斯夫公司率先推出，长久以来处于高价垄断地位，其具有稳定、低温柔性好、透气性好、耐磨损能力强、实用温区广等优点，但是其力学性能比较差。鉴于目前市场上的三聚氰胺泡沫塑料产品特点，如何同时优化其抗菌性和阻燃性具有非常重要的意义。技术实现要素：本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料。本发明还提供了上述三聚氰胺泡沫塑料的制备方法。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的组分制成的：三聚氰胺树脂100份，表面活性剂15～30份，发泡剂6～12份，固化剂3～9份，抗菌剂6～15份，十溴联苯醚2～4份，三氧化二锑0.5～0.8份；所述抗菌剂是将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中，抗菌剂中的十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐、咪唑啉双胍硫酸盐、硅酸钠和氯化钙的摩尔比为1：2：3：2～5：3～5。优选的，所述三聚氰胺泡沫塑料的开孔率大于99％，是充分开孔的三维网格结构，所述网格的长径比为15～20。优选的，所述表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或烷基酚聚氧乙烯醚。其中，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯优选为聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯中的任一种；烷基酚聚氧乙烯醚优选为辛基酚聚氧乙烯醚。优选的，所述发泡剂选自二氯甲烷、异戊烷、正戊烷、环戊烷、正丁烷或4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯中的任一种。优选的，所述固化剂是由以下质量百分比的组分混合得到：氯化铵5～25％，二月桂酸二丁基锡10～25％，酚磺酸30～40％，余量为水。优选的，所述抗菌剂的具体制备方法如下：将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐混合溶于去离子水中，得溶液A；将硅酸钠溶于去离子水中，得溶液B；将溶液A与溶液B混合，得溶液C，边搅拌边将氯化钙缓慢加入溶液C中，加入完毕后继续搅拌10～20分钟，得到絮状沉淀物，抽滤，洗涤，干燥，粉碎，即得。上述的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料的制备方法，具体步骤如下：(1)将甲醛溶液与三聚氰胺按摩尔比为1：1～2进行混合，然后向其内加入氢氧化钠溶液调节pH值为9～10，在90～95℃，反应40～45分钟，得三聚氰胺甲醛树脂；(2)称取氯化铵、二月桂酸二丁锡、酚磺酸与水，搅拌混合，即得固化剂；(3)将步骤(1)制备的三聚氰胺树脂预热到30～40℃，向其加入表面活性剂、发泡剂，搅拌1～3分钟，加入十溴联苯醚和三氧化二锑，继续搅拌10～30分钟，加入抗菌剂，继续搅拌5～10分钟，再加入步骤(2)制备的固化剂，搅拌均匀；然后将混合物迅速倒入模具中，并送入远红外加热炉中，调节温度为50～60℃进行预发泡0.5～1小时，然后升温到110～120℃，高温烘烤1～2小时，即得到三聚氰胺泡沫塑料。优选的，步骤(1)中，甲醛溶液的质量分数为37～40％，氢氧化钠溶液的质量分数为20～40％。本发明的有益效果：本发明的三聚氰胺泡沫塑料中加入了抗菌成分和阻燃成分，兼具较好的抗菌性和阻燃性。抗菌成分是将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中的硅酸钠在溶于水后会逐渐水解、聚合得到中间产物聚硅酸，当其与十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐的水溶液混合时，由于聚硅酸的分子量很高，具有很强的粘结聚集能力和吸附架桥作用，并与上述胍类化合物的分子链相互缠绕，最后加入氯化钙后，相互缠绕的分子链与钙离子发生螯合作用，产生絮凝，从而形成厌水性的复合抗菌剂，在所得泡沫塑料中具有极佳的分散性，保证了泡沫塑料抗菌性能的均匀性。胍类化合物选择了十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐，结合硅酸钠和氯化钙的严格配比关系，保证了抗菌剂的抗菌性能。阻燃成分是十溴联苯醚和三氧化二锑，二者协同作用，结合所得泡沫塑料的特殊结构，大大提高了产品的阻燃性能。另外，本发明的三聚氰胺泡沫塑料还具有较好的力学性能和热稳定性。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。实施例1：本发明的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的组分制成的：三聚氰胺树脂100份，表面活性剂15份，发泡剂6份，固化剂3份，抗菌剂6份，十溴联苯醚2份，三氧化二锑0.5份；抗菌剂是将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中，抗菌剂中的十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐、咪唑啉双胍硫酸盐、硅酸钠和氯化钙的摩尔比为1：2：3：2：3。三聚氰胺泡沫塑料的开孔率大于99％，是充分开孔的三维网格结构，所述网格的长径比为15。表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯。发泡剂为二氯甲烷。固化剂是由以下质量百分比的组分混合得到：氯化铵5％，二月桂酸二丁基锡10％，酚磺酸30％，余量为水。抗菌剂的具体制备方法如下：将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐混合溶于去离子水中，得溶液A；将硅酸钠溶于去离子水中，得溶液B；将溶液A与溶液B混合，得溶液C，边搅拌边将氯化钙缓慢加入溶液C中，加入完毕后继续搅拌10分钟，得到絮状沉淀物，抽滤，洗涤，干燥，粉碎，即得。上述的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料的制备方法，具体步骤如下：(1)将37w.t.％甲醛溶液与三聚氰胺按摩尔比为1：1进行混合，然后向其内加入20w.t.％氢氧化钠溶液调节pH值为9，在90℃，反应40分钟，得三聚氰胺甲醛树脂；(2)称取氯化铵、二月桂酸二丁锡、酚磺酸与水，搅拌混合，即得固化剂；(3)将步骤(1)制备的三聚氰胺树脂预热到30℃，向其加入表面活性剂、发泡剂，搅拌1分钟，加入十溴联苯醚和三氧化二锑，继续搅拌10分钟，加入抗菌剂，继续搅拌5分钟，再加入步骤(2)制备的固化剂，搅拌均匀；然后将混合物迅速倒入模具中，并送入远红外加热炉中，调节温度为50℃进行预发泡0.5小时，然后升温到110℃，高温烘烤1小时，即得到三聚氰胺泡沫塑料。实施例2：本发明的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的组分制成的：三聚氰胺树脂100份，表面活性剂30份，发泡剂12份，固化剂9份，抗菌剂15份，十溴联苯醚4份，三氧化二锑0.8份；抗菌剂是将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中，抗菌剂中的十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐、咪唑啉双胍硫酸盐、硅酸钠和氯化钙的摩尔比为1：2：3：5：5。三聚氰胺泡沫塑料的开孔率大于99％，是充分开孔的三维网格结构，所述网格的长径比为20。表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚。发泡剂为异戊烷。固化剂是由以下质量百分比的组分混合得到：氯化铵25％，二月桂酸二丁基锡25％，酚磺酸40％，余量为水。抗菌剂的具体制备方法如下：将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐混合溶于去离子水中，得溶液A；将硅酸钠溶于去离子水中，得溶液B；将溶液A与溶液B混合，得溶液C，边搅拌边将氯化钙缓慢加入溶液C中，加入完毕后继续搅拌10～20分钟，得到絮状沉淀物，抽滤，洗涤，干燥，粉碎，即得。上述的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料的制备方法，具体步骤如下：(1)将40w.t.％甲醛溶液与三聚氰胺按摩尔比为1：2进行混合，然后向其内加入40w.t.％氢氧化钠溶液调节pH值为10，在95℃，反应45分钟，得三聚氰胺甲醛树脂；(2)称取氯化铵、二月桂酸二丁锡、酚磺酸与水，搅拌混合，即得固化剂；(3)将步骤(1)制备的三聚氰胺树脂预热到40℃，向其加入表面活性剂、发泡剂，搅拌3分钟，加入十溴联苯醚和三氧化二锑，继续搅拌30分钟，加入抗菌剂，继续搅拌10分钟，再加入步骤(2)制备的固化剂，搅拌均匀；然后将混合物迅速倒入模具中，并送入远红外加热炉中，调节温度为60℃进行预发泡1小时，然后升温到120℃，高温烘烤2小时，即得到三聚氰胺泡沫塑料。实施例3：本发明的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的组分制成的：三聚氰胺树脂100份，表面活性剂15份，发泡剂12份，固化剂3份，抗菌剂15份，十溴联苯醚2份，三氧化二锑0.8份；抗菌剂是将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中，抗菌剂中的十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐、咪唑啉双胍硫酸盐、硅酸钠和氯化钙的摩尔比为1：2：3：2：5。三聚氰胺泡沫塑料的开孔率大于99％，是充分开孔的三维网格结构，所述网格的长径比为15。表面活性剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯。发泡剂为环戊烷。固化剂是由以下质量百分比的组分混合得到：氯化铵25％，二月桂酸二丁基锡10％，酚磺酸40％，余量为水。抗菌剂的具体制备方法如下：将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐混合溶于去离子水中，得溶液A；将硅酸钠溶于去离子水中，得溶液B；将溶液A与溶液B混合，得溶液C，边搅拌边将氯化钙缓慢加入溶液C中，加入完毕后继续搅拌10～20分钟，得到絮状沉淀物，抽滤，洗涤，干燥，粉碎，即得。上述的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料的制备方法，具体步骤如下：(1)将37w.t.％甲醛溶液与三聚氰胺按摩尔比为1：2进行混合，然后向其内加入20w.t.％氢氧化钠溶液调节pH值为10，在90℃，反应45分钟，得三聚氰胺甲醛树脂；(2)称取氯化铵、二月桂酸二丁锡、酚磺酸与水，搅拌混合，即得固化剂；(3)将步骤(1)制备的三聚氰胺树脂预热到30℃，向其加入表面活性剂、发泡剂，搅拌3分钟，加入十溴联苯醚和三氧化二锑，继续搅拌10分钟，加入抗菌剂，继续搅拌5分钟，再加入步骤(2)制备的固化剂，搅拌均匀；然后将混合物迅速倒入模具中，并送入远红外加热炉中，调节温度为60℃进行预发泡0.5小时，然后升温到120℃，高温烘烤1小时，即得到三聚氰胺泡沫塑料。实施例4：本发明的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的组分制成的：三聚氰胺树脂100份，表面活性剂30份，发泡剂6份，固化剂9份，抗菌剂6份，十溴联苯醚4份，三氧化二锑0.5份；抗菌剂是将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中，抗菌剂中的十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐、咪唑啉双胍硫酸盐、硅酸钠和氯化钙的摩尔比为1：2：3：5：3。三聚氰胺泡沫塑料的开孔率大于99％，是充分开孔的三维网格结构，所述网格的长径比为20。表面活性剂为聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯。发泡剂为正丁烷。固化剂是由以下质量百分比的组分混合得到：氯化铵5％，二月桂酸二丁基锡25％，酚磺酸30％，余量为水。抗菌剂的具体制备方法如下：将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐混合溶于去离子水中，得溶液A；将硅酸钠溶于去离子水中，得溶液B；将溶液A与溶液B混合，得溶液C，边搅拌边将氯化钙缓慢加入溶液C中，加入完毕后继续搅拌10～20分钟，得到絮状沉淀物，抽滤，洗涤，干燥，粉碎，即得。上述的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料的制备方法，具体步骤如下：(1)将40w.t.％甲醛溶液与三聚氰胺按摩尔比为1：1进行混合，然后向其内加入40w.t.％氢氧化钠溶液调节pH值为9，在95℃，反应40分钟，得三聚氰胺甲醛树脂；(2)称取氯化铵、二月桂酸二丁锡、酚磺酸与水，搅拌混合，即得固化剂；(3)将步骤(1)制备的三聚氰胺树脂预热到40℃，向其加入表面活性剂、发泡剂，搅拌1分钟，加入十溴联苯醚和三氧化二锑，继续搅拌30分钟，加入抗菌剂，继续搅拌10分钟，再加入步骤(2)制备的固化剂，搅拌均匀；然后将混合物迅速倒入模具中，并送入远红外加热炉中，调节温度为50℃进行预发泡1小时，然后升温到110℃，高温烘烤2小时，即得到三聚氰胺泡沫塑料。实施例5：本发明的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的组分制成的：三聚氰胺树脂100份，表面活性剂20份，发泡剂10份，固化剂8份，抗菌剂12份，十溴联苯醚3份，三氧化二锑0.6份；抗菌剂是将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中，抗菌剂中的十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐、咪唑啉双胍硫酸盐、硅酸钠和氯化钙的摩尔比为1：2：3：4：4。三聚氰胺泡沫塑料的开孔率大于99％，是充分开孔的三维网格结构，所述网格的长径比为18。表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚。发泡剂为4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯。固化剂是由以下质量百分比的组分混合得到：氯化铵20％，二月桂酸二丁基锡18％，酚磺酸35％，余量为水。抗菌剂的具体制备方法如下：将十二烷基胍醋酸盐、聚六亚基胍碳酸盐和咪唑啉双胍硫酸盐混合溶于去离子水中，得溶液A；将硅酸钠溶于去离子水中，得溶液B；将溶液A与溶液B混合，得溶液C，边搅拌边将氯化钙缓慢加入溶液C中，加入完毕后继续搅拌10～20分钟，得到絮状沉淀物，抽滤，洗涤，干燥，粉碎，即得。上述的一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料的制备方法，具体步骤如下：(1)将38w.t.％甲醛溶液与三聚氰胺按摩尔比为1：1.5进行混合，然后向其内加入30w.t.％氢氧化钠溶液调节pH值为9，在95℃，反应40分钟，得三聚氰胺甲醛树脂；(2)称取氯化铵、二月桂酸二丁锡、酚磺酸与水，搅拌混合，即得固化剂；(3)将步骤(1)制备的三聚氰胺树脂预热到35℃，向其加入表面活性剂、发泡剂，搅拌2分钟，加入十溴联苯醚和三氧化二锑，继续搅拌20分钟，加入抗菌剂，继续搅拌8分钟，再加入步骤(2)制备的固化剂，搅拌均匀；然后将混合物迅速倒入模具中，并送入远红外加热炉中，调节温度为55℃进行预发泡1小时，然后升温到120℃，高温烘烤1小时，即得到三聚氰胺泡沫塑料。对比例1抗菌剂是将十二烷基胍醋酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中，抗菌剂中的十二烷基胍醋酸盐、硅酸钠和氯化钙的摩尔比为6：4：4。其余同实施例5。对比例2抗菌剂是将聚六亚基胍碳酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中，抗菌剂中的聚六亚基胍碳酸盐、硅酸钠和氯化钙的摩尔比为6：4：4。其余同实施例5。对比例3抗菌剂是将咪唑啉双胍硫酸盐的水溶液和硅酸钠水溶液混合后，加入氯化钙得到的絮状沉淀物，其中，抗菌剂中的咪唑啉双胍硫酸盐、硅酸钠和氯化钙的摩尔比为6：4：4。其余同实施例5。对比例4一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的组分制成的：三聚氰胺树脂100份，表面活性剂20份，发泡剂10份，固化剂8份，抗菌剂12份，十溴联苯醚3份，三氧化二锑1.5份。其余同实施例5。对比例5一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的组分制成的：三聚氰胺树脂100份，表面活性剂20份，发泡剂10份，固化剂8份，抗菌剂12份，十溴联苯醚3.6份。其余同实施例5。对比例6一种抗菌阻燃双功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的组分制成的：三聚氰胺树脂100份，表面活性剂20份，发泡剂10份，固化剂8份，抗菌剂12份，三氧化二锑3.6份。其余同实施例5。试验例将实施例1～5和对比例1～6所得三聚氰胺泡沫塑料裁剪成1cm×1cm×1cm，测试水煮前后的抗菌性能，结果见表1。表1.抗菌性能比较由表1可以看出，本发明的三聚氰胺泡沫塑料具有极佳的抗菌性能，并且在水煮后仍能保持99.99％的抗菌性能，而对比例1～3使用单一胍化合物的泡沫塑料具有明显较差的抗菌性能，水煮后抗菌性能也有明显降低。对比例4～6中阻燃成分的调整也对抗菌性能有一定程度的降低作用。对实施例1～5和对比例1～6所得三聚氰胺泡沫塑料进行了力学性能、阻燃性能和热稳定性检测，结果见表2。表2.力学性能、阻燃性能和热稳定性检测拉伸强度(MPa)极限氧指数(％)最大失重温度(℃)实施例10.9533450实施例20.9633451实施例30.9834458实施例40.9834457实施例50.9935462对比例10.4230410对比例20.4830420对比例30.5830415对比例40.5720408对比例50.5218407对比例60.4717408由表2可以看出，本发明的三聚氰胺泡沫塑料拉伸强度在0.95MPa以上，具有较好的力学性能，极限氧指数高达33％，最高至35％，阻燃效果好，最大失重温度在450℃以上，具有极佳的热稳定性。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。当前第1页1 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