本发明涉及工程塑料领域，尤其涉及一种高强度耐热抗菌聚丙烯及其制备方法。
背景技术：
聚丙烯是一种成本低、性能优异、用途广泛的高分子材料。由于其很容易进行改性，在改性后可改善性能，因此聚丙烯成为应用非常广泛的树脂材料。聚丙烯在工业生产上主要用于替代金属及其他合金，主要应用领域包括汽车工业、电子和电器工业、建筑水管等。
然而，目前市场上用作建筑水管的聚丙烯材料，普遍存在耐热性能差的问题。这中不耐热的水管使用一段时间长后，很容易老化，从而导致管材出现开裂、漏水。且自来水管本身不具有抗菌功能，需要使用对人体有害的漂白粉对自来水进行消毒，危害大，不环保。因此，有必要对聚丙烯材料的性能进行改进，开发一种耐热抗菌的聚丙烯材料。
技术实现要素：
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种力学强度高、耐高温、抗菌消毒的聚丙烯。
同时，本发明还提供了一种高强度耐热抗菌聚丙烯的制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高强度耐热抗菌聚丙烯，基本配方和重量比组成为：
共聚聚丙烯 30~45%
增强纤维 10~20%
聚苯醚 15~25%
相容剂 5~10%
偶联剂改性填料 15~25%
复合抗氧剂 0.5~2%
抗UV剂 0.1~1.5%。
优选的，所述共聚聚丙烯为辛烯/丙烯无规共聚物。
优选的，所述共聚聚丙烯中辛烯的含量为8-12%。
优选的，所述增强纤维为甲克素纤维。
优选的，所述聚苯醚为粉状聚苯醚，目数为300-1000目。
优选的，所述相容剂为马来酸酐接枝SEBS、马来酸酐接枝POE中的至少一种。
优选的，所述相容剂的接枝率为10-15%。
优选的，所述偶联剂改性填料为硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙。
优选的，所述复合抗氧剂为主抗氧剂1010和辅助抗氧剂168按1:4的比例混合。
上述的高强度耐热抗菌聚丙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）将除了增强纤维之外的组分按照配方比例，在混合机中混合后，加入带有加纤口的双螺杆挤出机，将增强纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入；
（2）全部组分经双螺杆挤出机高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为150~200℃，二区温度为180~220℃，三区温度为200~240℃，四区温度为210~240℃，五区温度为180~220℃，机头温度为160~180℃，喂料速度为20~200转/分钟，螺杆转速为50~500转/分钟。
本发明的有益效果：
与现有技术相比，本发明制备的聚丙烯，加入了甲克素纤维，增强了聚丙烯材料的拉伸强度，同时使材料具有抗菌消毒的功能，杀菌效果好，环保无毒。加入了聚苯醚，在保持材料原有力学强度的基础上，提升了材料的耐高温性能。本发明制得的聚丙烯，力学强度高、成本低，适用于自来水管、卫浴水管等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种高强度耐热抗菌聚丙烯，基本配方和重量比组成为：辛烯/丙烯无规共聚物 45%、甲克素纤维 10%、聚苯醚 15%、马来酸酐接枝SEBS 10%、硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙 17%、复合抗氧剂 2%、抗UV剂 1%。
上述的高强度耐热抗菌聚丙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）将除了甲克素纤维之外的组分按照配方比例，在混合机中混合后，加入带有加纤口的双螺杆挤出机，将增强纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入；
（2）全部组分经双螺杆挤出机高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为150℃，二区温度为180℃，三区温度为200℃，四区温度为210℃，五区温度为180℃，机头温度为160℃，喂料速度为20转/分钟，螺杆转速为50转/分钟。
实施例2
一种高强度耐热抗菌聚丙烯，基本配方和重量比组成为：辛烯/丙烯无规共聚物 30%、甲克素纤维 20%、聚苯醚 25%、马来酸酐接枝POE 5%、硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙 19%、复合抗氧剂 0.5%、抗UV剂 0.5%。
上述的高强度耐热抗菌聚丙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）将除了甲克素纤维之外的组分按照配方比例，在混合机中混合后，加入带有加纤口的双螺杆挤出机，将增强纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入；
（2）全部组分经双螺杆挤出机高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为200℃，二区温度为220℃，三区温度为240℃，四区温度为240℃，五区温度为220℃，机头温度为180℃，喂料速度为200转/分钟，螺杆转速为500转/分钟。
实施例3
一种高强度耐热抗菌聚丙烯，基本配方和重量比组成为：辛烯/丙烯无规共聚物 40%、甲克素纤维 15%、聚苯醚 15%、马来酸酐接枝POE 8%、硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙 20%、复合抗氧剂 0.5%、抗UV剂 1.5%。
上述的高强度耐热抗菌聚丙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）将除了甲克素纤维之外的组分按照配方比例，在混合机中混合后，加入带有加纤口的双螺杆挤出机，将增强纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入；
（2）全部组分经双螺杆挤出机高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为175℃，二区温度为200℃，三区温度为220℃，四区温度为230℃，五区温度为200℃，机头温度为170℃，喂料速度为100转/分钟，螺杆转速为300转/分钟。
实施例4
一种高强度耐热抗菌聚丙烯，基本配方和重量比组成为：
辛烯/丙烯无规共聚物 35%、甲克素纤维 20%、聚苯醚 15%、马来酸酐接枝SEBS 5%、硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙 23%、复合抗氧剂 1%、抗UV剂 1%。
上述的高强度耐热抗菌聚丙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）将除了甲克素纤维之外的组分按照配方比例，在混合机中混合后，加入带有加纤口的双螺杆挤出机，将增强纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入；
（2）全部组分经双螺杆挤出机高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为200℃，二区温度为210℃，三区温度为230℃，四区温度为210℃，五区温度为190℃，机头温度为160℃，喂料速度为150转/分钟，螺杆转速为450转/分钟。
实施例5
一种高强度耐热抗菌聚丙烯，基本配方和重量比组成为：辛烯/丙烯无规共聚物 32%、甲克素纤维 18%、聚苯醚 20%、马来酸酐接枝SEBS 5%、硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙 24%、复合抗氧剂 0.5%、抗UV剂 0.5%。
上述的高强度耐热抗菌聚丙烯，其制备的工艺步骤如下：
（1）将除了甲克素纤维之外的组分按照配方比例，在混合机中混合后，加入带有加纤口的双螺杆挤出机，将增强纤维从双螺杆挤出机的加纤口加入；
（2）全部组分经双螺杆挤出机高速剪切、挤出、拉条、冷却、造粒；设定双螺杆挤出机的一区温度为170℃，二区温度为190℃，三区温度为210℃，四区温度为2240℃，五区温度为200℃，机头温度为180℃，喂料速度为150转/分钟，螺杆转速为350转/分钟。
对比例1
与实施例1不同的是，对比例1中，加工过程不加甲克素纤维，其它条件不变。
对比例2
与实施例1不同的是，对比例1中，加工过程不加聚苯醚，其它条件不变。
对比例3
与实施例1不同的是，对比例1中，加工过程不加马来酸酐接枝SEBS，其它条件不变。
对比例4
与实施例1不同的是，对比例1中，加工过程使用未改性纳米碳酸钙替代硅烷偶联剂改性纳米碳酸钙，其它条件不变。
性能测试：
对按上述各配方制得的高强度耐热抗菌聚丙烯进行性能测试，结果如表1所示：
表1
从表1中可以看出，对比实施例1-5和对比例1，实施例1-5力学强度和细菌杀灭率更高，而对比例1不具有杀菌效果。对比实施例1-5和对比例2，实施例1-5的耐热温度有明显的提高。对比实施例1-5和对比例3，实施例1-5的力学强度和细菌杀灭率、耐热温度有显著提升。对比实施例1-5和对比例4，实施例1-5的力学强度明显提高。从以上数据说明，本发明制备的聚丙烯具有良好的力学强度、抗菌性和耐热性。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。