一种多功能的聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法和应用
【专利摘要】本发明公开了一种聚烯烃弹性体复合材料，它包括如下重量份数的组分：聚烯烃弹性体80份～90份、润滑油10份～15份、抗氧剂1份～5份、纳米二氧化钛1份～10份、纳米银1份～5份、除螨防霉整理剂1份～10份、纳米负离子粉1份～10份。本发明的聚烯烃弹性体复合材料，在特定的组成和配比条件下，同时具有除螨和抗菌功能，且除螨的趋避率高达80%以上、抗菌率高达70%以上，非常适合制造或制作家居生活用品；此外，本发明的聚烯烃弹性体复合材料，还能够释放大量的负离子，有利于提高舒适度，并具有较高的法向全发射率。
【专利说明】
一种多功能的聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法和应用
技术领域
[0001] 本发明涉及一种多功能的聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法和应用，具体涉及 一种同时具有远红外、负离子、除螨和抗菌功能的聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法和 应用。
【背景技术】
[0002] 聚烯烃弹性体材料(Ρ0Ε)是一种是具有良好的柔软性以及橡胶一样的弹性，具有 较好的可绕性、透明性、无毒性，表面光泽性好、化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度优 异；同时，Ρ0Ε材料与其它填料的掺混性好，着色和成形加工性优异;是一种安全环保、用途 广泛的健康环保材料;Ρ0Ε高分子材料经拉丝融合可形成网状结构，采用无接点的缠绕方式 和拉网式支撑，能同时形成坚固耐用的表面和弹性十足的内部网状结构，用它作为主料制 成的枕芯、座垫、床垫等床上用品填充材料具备良好的弹性，并且具有高透水和透气性。
[0003] 目前，作为枕芯、座垫、床垫等家居生活用品的材料主要为乙烯-醋酸乙烯共聚物 弹性材料(EVA弹性材料），而EVA弹性材料，虽然也具备上述优点，但是缺点在于容易变硬和 变黄，稳定性不足。自日本等国将Ρ0Ε材料作为新型填充材料后，常被延伸应用于枕芯，床垫 等家居生活用品，为人们提供了舒适和便利的生活。但是将聚烯烃弹性体材料(Ρ0Ε材料)作 为家居生活用品只是简单的将Ρ0Ε材料进行拉丝、成型，只具备了 Ρ0Ε材料本身的优异性能， 而不具备杀菌、除螨、远红外以及释放负离子等其他的性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种远红外、负离子、除螨和抗菌复合功能的聚烯烃弹性 体复合材料。
[0005] 本发明提供的一种聚烯烃弹性体复合材料，它包括如下重量份数的组分:聚烯烃 弹性体80份~90份、润滑油10份~15份、抗氧剂1份~5份、纳米二氧化钛1份~10份、纳米银 1份~5份、除螨防霉整理剂1份~10份、纳米负离子粉1份~10份。
[0006] 进一步的，它是由如下重量份数的组分组成:聚烯烃弹性体80份~90份、润滑油10 份~15份、抗氧剂1份~5份、纳米二氧化钛1份~10份、纳米银1份~5份、除螨防霉整理剂1 份~10份、纳米负离子粉1份~10份。
[0007] 进一步的，它是由如下重量份数的组分组成： 聚烯烃弹性体84份、润滑油10份、抗氧剂1份、纳米二氧化钛2份、纳米银2份、除螨防霉 整理剂2份、纳米负离子粉2份； 或者， 聚烯烃弹性体88份、润滑油12份、抗氧剂2份、纳米二氧化钛6份、纳米银2份、除螨防霉 整理剂6份、纳米负离子粉6份。
[0008] 进一步的， 所述润滑油选自石蜡油、环烷油、白油中的任意一种或两种以上； 所述抗氧剂选自四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、2,6_三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5_三级丁基-4-羟基苯基)硫醚中的任意一种或两种以上。
[0009]进一步的，所述纳米二氧化钛为水溶性纳米二氧化钛;所述纳米银为水溶性纳米 银;所述纳米负离子粉为水溶性纳米负离子粉。
[0010]进一步的，所述除螨防霉整理剂是由如下重量份数的组分组成：卤化苯氧基化合 物1份~5份、菊酯衍生物1份~5份。
[0011] 本发明还提供了一种制备上述聚烯烃弹性体复合材料的方法，它包括以下步骤： 5)、取聚烯烃弹性体、润滑油、抗氧剂，混匀，得到混合物料； 5)、将步骤5)所得混合物料进行拉丝，得到丝状或条状产品，在其表面涂覆上纳米二氧 化钛、纳米银、除螨防霉整理剂和纳米负离子粉，即得聚烯烃弹性体复合材料。
[0012] 进一步的，所述拉丝的温度为150 °C~220°C，所述涂覆纳米二氧化钛、纳米银、除 螨防霉整理剂和纳米负离子粉时保持丝状或条状产品的温度为60°C~110°C。
[0013] 本发明还提供了上述聚烯烃弹性体复合材料在制造或制作家居生活用品中的应 用。
[0014] 进一步的，所述的家居生活用品为枕芯、座垫或床垫。
[0015] 上述所述制造枕芯、座垫、床垫的方法，它包括以下步骤： (1)根据不同的产品需要，如枕芯，座垫，床垫等尺寸，制作相应的模具，将已制好的聚 烯烃弹性体复合材料，配合成型机热压成型，在成型的过程中，配合气栗充气打压，使得聚 烯烃弹性体材料在成型模具中受压膨胀，形成结构松散，环绕组合的半成品材料。压力可根 据不同产品及模具进行调整，从而达到立体网状结构，即得到相应的枕芯，垫芯等半成品。
[0016] (2)根据已经制好的填充材料，选择不同的布料，此布料不局限材质，加以裁剪和 缝制，包裹，组合即得到相应的成品。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： (1)本发明的聚烯烃弹性体复合材料，适当加入石蜡油、环烷油等润滑油是为增强其韧 性和柔软度，在保持聚合物恒温（150° C~220°C)的过程中，进行拉丝处理，拉丝至直径1~2 毫米的丝条状材料，同时将含有纳米银、除螨防霉整理剂、纳米二氧化钛、纳米负离子粉的 混合液喷淋在60° C~110° C的热态丝条状材料表面，或者将60° C~110° C的热态丝条状材料 通过含有纳米银、除螨防霉整理剂、纳米二氧化钛、纳米负离子粉混合液的U型管，在高温下 纳米银、除螨防霉整理剂、纳米二氧化钛、纳米负离子粉可以均匀的即得到高柔韧和高弹性 的丝条状高分子复合功能聚合材料。
[0018] (2)本发明的聚烯烃弹性体复合材料，因为其中添加了纳米银抗菌粉，除螨防霉整 理剂、纳米二氧化钛、以及负离子功能粉组分增加了普通Ρ0Ε材料的功能性，具有优异的抗 菌性、除螨性以及具有负离子功能，同时纳米二氧化钛具有优异的远红外功能使得复合材 料增加了远红外性能;适用于制备多功能的家居生活用品，例如:枕芯、座垫、床垫等；同时， 由于多功能健康环保材料具有抗菌+远红外+负离子+除螨四重功能，从而使得采用其制造 的家居生活用品健康功能大大提升。
[0019] (3)本发明制备聚烯烃弹性体复合材料的方法，工艺简单、操作方便、成本较低，非 常适合用于制造多功能健康环保产品，例如:枕芯、座垫、床垫等家具生活用品。
[0020] (4)本发明的聚烯烃弹性体复合材料，选用Ρ0Ε材料相比EVA树脂类材料，解决了 EVA材料容易变黄和变硬的问题，制作简化了工艺，有效提高了产量，可进行规模化生产，有 利于大范围推广和应用;保证了其自身的优点，提高了其功能性;采用其制造的生产品增加 了其功能性，扩大了应用范围，具有良好的应用前景;可循环使用，增加了使用实效，延长了 使用时间，并且可回收重新使用，避免了材料及社会资源的浪费;POE材料可进行环保降解 处理，达到环保要求，避免污染。
[0021] 本发明的聚烯烃弹性体复合材料，在特定的组成和配比条件下，同时具有除螨和 抗菌功能，且除螨的趋避率高达80%以上、抗菌率高达70%以上，非常适合制造或制作家居生 活用品；此外，本发明的聚烯烃弹性体复合材料，还能够释放大量的负离子，有利于提高舒 适度，并具有较高的法向全发射率。
[0022] 显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离 本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明聚烯烃弹性体复合材料的制备工艺流程图。
[0024] 以下通过【具体实施方式】中的实施例，对本发明的上述内容作进一步的详细说明。 但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实 现的技术均属于本发明的范围。
【具体实施方式】
[0025] 本发明【具体实施方式】中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。
[0026] 实施例1 a、 取四个烧杯，并进行编号1、2、3、4 取2g纳米二氧化钛放进1号烧杯中，加入0.1L蒸馏水，混合均匀，得纳米二氧化钛溶液， 取2g纳米银放进2号烧杯中，加入1L蒸馏水，混合均匀，得纳米银溶液， 取lg卤化苯氧基化合物和lg菊酯衍生物放进3号烧杯中，加入22ml蒸馏水，混合均匀， 得除螨防霉整理剂溶液， 取2g负离子粉放进4号烧杯中，加入2ml蒸馏水，混合均匀，得负离子溶液； b、 将步骤a中的纳米二氧化钛溶液、纳米银溶液、除螨防霉整理剂溶液、负离子溶液，混 合均匀，得混合液，装入到喷壶或喷枪中； c、 取84g聚烯烃弹性体、10g石蜡油、lg四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四 醇酯，混匀，得到混合物料； d、 将步骤c中的混合物料在180~220° C温度下进行拉丝，得丝状或条状半成品，同时， 维持丝条状半成品温度为ll〇°C，将步骤b所得的混合液均匀的喷淋涂覆在丝状或条状半成 品表面，即得到丝条状聚烯烃弹性体复合材料； 将上述聚烯烃弹性体复合材料加入到模具中，使用热压成型机热压成型，在成型的过 程中，配合气栗充气打压，使得聚烯烃弹性体材料在成型模具中受压膨胀，结构松散，环绕 组合，最终得到10* 10* 1 〇cm的样品。
[0027] 实施例2 a、取四个烧杯，并进行编号1、2、3、4 取6g纳米二氧化钛放进1号烧杯中，加入0.1L蒸馏水，混合均匀，得纳米二氧化钛溶液， 取2g纳米银放进6号烧杯中，加入1L蒸馏水，混合均匀，得纳米银溶液， 取3g卤化苯氧基化合物和3g菊酯衍生物放进3号烧杯中，加入66mL蒸馏水，混合均匀， 得除螨防霉整理剂溶液， 取6g负离子粉放进4号烧杯中，加入6mL蒸馏水，混合均匀，得负离子溶液； b、 将步骤a中的纳米二氧化钛溶液、纳米银溶液、除螨防霉整理剂溶液、负离子溶液，混 合均匀，得混合液，装入到钢制U型管或钢制U型槽模具中； c、 取88g聚烯烃弹性体、12g环烷油、2g四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四 醇酯，混匀，得到混合物料； d、 将步骤c中的混合物料在200° C温度下进行拉丝，得丝条状半成品，同时，维持丝条状 半成品温度80° C匀速通过钢制U型管或U型槽中，得到丝条状聚烯烃弹性体复合材料； 将上述聚烯烃弹性体复合材料加入到模具中，使用热压成型机热压成型，在成型的过 程中，配合气栗充气打压，使得聚烯烃弹性体复合材料在成型模具中受压膨胀，结构松散， 环绕组合，最终得到l〇*l〇*l〇cm的样品。
[0028] 对比例1 对比例1与实施例1、2的区别在于:对比例1仅仅选用POE原料进行拉丝，然后进行热压 成型。
[0029] a、取88g聚烯烃弹性体、12g环烷油、2g四〔β-(3,5_三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季 戊四醇酯，混匀，得到混合物料， b、将步骤a中的混合物料在200~220° C温度下进行拉丝，得丝状或条状聚烯烃弹性体 材料； 将上述聚烯烃弹性体材料加入到模具中，使用塑料热压成型机热压成型，在成型的过 程中，配合气栗充气打压，使得聚烯烃弹性体材料在成型模具中受压膨胀，得到结构松散， 环绕组合的样品，最终得到10* 10* 1 Ocm的样品。
[0030] 为了说明本发明的有益效果，对本发明实施例的POE复合材料以及对比例的POEM 料进行如下性能测试，测试结果分别见表1、表2、表3、表4。
[0031] 上述结果说明：未添加任何功能材料的P0E材料负离子个数为自然空气中的负离 子个数，加入远红外功能粉、负离子功能粉以及纳米银抗菌粉的聚烯烃弹性体复合材料负 离子个数显著提高，且负离子的个数随负离子功能粉含量的增加而增加。
[0032]上述结果说明：未添加任何功能材料的POE材料没有远红外发射效果，加入远红外 功能粉、负离子功能粉以及纳米银抗菌粉的聚烯烃弹性体复合材料(Ρ0Ε材料)具备很好的 远红外发射效果，且法向全发射率高达75%以上。
[0033]上述结果说明：未添加任何功能材料的Ρ0Ε材料除螨趋避率很低，加入远红外功能 粉、负离子功能粉以及纳米银抗菌粉的Ρ0Ε材料具备很好的螨虫趋避率，可以抑制和减少螨 虫。
[0034]上述结果说明：未添加任何功能材料的Ρ0Ε材料抗菌率很低；加入远红外功能粉、 负离子功能粉以及纳米银抗菌粉的Ρ0Ε材料具备具备很好的抗菌率，抗菌率高达70%以上， 可以有效的抑制细菌的繁殖。
[0035] 上述四项检测结果说明：未添加任何功能材料的聚烯烃弹性体材料(POE材料)除 螨趋避率很低、负离子个数为自然空气中的负离子个数、没有远红外发射效果以及抗菌率 很低;加入纳米二氧化钛、纳米负离子粉、纳米银以及除螨抗菌整理剂的聚烯烃复合材料具 备很好的螨虫趋避率，可以抑制和减少螨虫，负离子个数显著提高，具备很好的远红外发射 效果，具备很好的抗菌率，可以有效的抑制细菌的繁殖。
[0036] 综上，本发明的聚烯烃弹性体复合材料，在特定的组成和配比条件下，同时具有除 螨和抗菌功能，且除螨的趋避率高达80%以上、抗菌率高达70%以上，非常适合制造或制作家 居生活用品；此外，本发明的聚烯烃弹性体复合材料，还能够释放大量的负离子，有利于提 高舒适度，并具有较高的法向全发射率。
【主权项】
1. 一种聚烯烃弹性体复合材料，其特征在于:它包括如下重量份数的组分:聚烯烃弹性 体80份~90份、润滑油10份~15份、抗氧剂1份~5份、纳米二氧化钛1份~10份、纳米银1份 ~5份、除螨防霉整理剂1份~10份、纳米负离子粉1份~10份。2. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于：它是由如下重量份数的组分组成：聚 稀经弹性体80份~90份、润滑油10份~15份、抗氧剂1份~5份、纳米二氧化钛1份~10份、纳 米银1份~5份、除螨防霉整理剂1份~10份、纳米负离子粉1份~10份。3. 根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于:它是由如下重量份数的组分组成： 聚烯烃弹性体84份、润滑油10份、抗氧剂1份、纳米二氧化钛2份、纳米银2份、除螨防霉 整理剂2份、纳米负离子粉2份； 或者， 聚烯烃弹性体88份、润滑油12份、抗氧剂2份、纳米二氧化钛6份、纳米银2份、除螨防霉 整理剂6份、纳米负离子粉6份。4. 根据权利要求1~3任意一项所述的复合材料，其特征在于： 所述润滑油选自石蜡油、环烷油、白油中的任意一种或两种以上； 所述抗氧剂选自四〔β-(3,5-三级丁基-4-羟基苯基）丙酸〕季戊四醇酯、2,6_三级丁基-4-甲基苯酚、双(3,5_三级丁基-4-羟基苯基)硫醚中的任意一种或两种以上。5. 根据权利要求1~3任意一项所述的复合材料，其特征在于:所述纳米二氧化钛为水 溶性纳米二氧化钛;所述纳米银为水溶性纳米银;所述纳米负离子粉为水溶性纳米负离子 粉。6. 根据权利要求1~3任意一项所述的复合材料，其特征在于:所述除螨防霉整理剂是 由如下重量份数的组分组成:卤化苯氧基化合物1份~5份、菊酯衍生物1份~5份。7. -种制备权利要求1~6任意一项所述聚烯烃弹性体复合材料的方法，其特征在于： 它包括以下步骤： ①、取聚烯烃弹性体、润滑油、抗氧剂，混匀，得到混合物料； ?、将步骤?所得混合物料进行拉丝，得到丝状或条状产品，在其表面涂覆上纳米二氧 化钛、纳米银、除螨防霉整理剂和纳米负离子粉，即得聚烯烃弹性体复合材料。8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于:所述拉丝的温度为150Γ~220Γ，所述涂 覆纳米二氧化钛、纳米银、除螨防霉整理剂和纳米负离子粉时保持丝状或条状产品的温度 为 60。。~no。。。9. 权利要求1~6任意一项所述聚烯烃弹性体复合材料在制造或制作家居生活用品中 的应用。10. 根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述的家居生活用品为枕芯、座垫或床 垫。
【文档编号】C08L23/08GK105949605SQ201610569243
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月19日
【发明人】魏健
【申请人】魏健