本发明涉及高分子材料技术领域，更具体地说，它涉及一种抗氧化塑料及其制备方法。
背景技术：
作为最常用的通用塑料，聚丙烯已广泛应用于食品、医疗保健产品以及化妆品等领域。但是由于自身构象缺陷以及分子结构对氧化较为敏感，使得聚丙烯在加工和使用期间容易老化，进而降低其使用寿命。因此为了提高聚丙烯材料的耐用性，需要在聚丙烯原料中添加抗氧化助剂，以延缓聚丙烯材料的氧化降解。
现有公告号为cn103214734a的中国发明专利文件公开了一种多功能聚丙烯母料及其制造方法，其组成原料的重量份为：95-105份纳米碳酸钙粉、16-18份聚丙烯树脂t30s、2-4份聚乙烯7042、3-4份半精炼石蜡、0.8-1.2份硬脂酸1801、0.8-1.2份硅烷偶联剂、0.3-0.5份抗氧剂264、0.4-0.6份柏油、0.4-0.6份分散剂l-18、2.5-3.5增韧剂poe，该方案中制备得到的聚丙烯母料具有性能稳定，分散均匀的优点，并且还具有一定的抗氧化性能。
在聚丙烯中添加的抗氧剂主要为受阻酚类和受阻胺类，上述方案中所使用的抗氧剂264属于受阻酚类抗氧剂，这些合成抗氧剂虽然具有抗氧性能好、相容性好的优点，但是在使用过程中因各类环境因素和杂质残留等影响，导致抗氧剂容易从聚丙烯材料中迁出，容易对人们的身体健康造成一定的威胁。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种抗氧化塑料，其具有抗氧化，不容易从材料中迁移出来的优点。
本发明的第二个目的在于提供一种抗氧化塑料的制备方法，其具有生产简单的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种抗氧化塑料，其特征在于：其原料按质量份数计，包括如下组分：80-90份聚丙烯，0.5-1.5份增塑剂，20-30份改性海泡石，8-15份甲基丙烯酸缩水甘油酯，0.1-0.2份引发剂和0.2-0.5份抗紫外剂，所述改性海泡石经酸泡、焙烤以及银杏抗氧剂改性制得。
通过采用上述技术方案，海泡石的比表面积大，且含有大量的羟基活性点，是一种吸附能力很强的多孔天然矿物，通过在材料中添加海泡石不仅可以提高聚丙烯材料的力学性能，还可以吸附住材料中的组分，减少增塑剂的迁移，并且通过在聚丙烯中共聚甲基丙烯酸缩水甘油酯，聚甲基丙烯酸缩水甘油酯上的环氧基能够和海泡石表面的羟基缩合，形成化学键，提高海泡石和聚丙烯链段之间的界面相容性；另外，海泡石为多孔结构且经过银杏抗氧剂改性，使得其表面和内部均具有银杏抗氧剂成分，银杏抗氧剂中主要含有黄酮类、儿茶素和银杏苦内酯等天然抗氧成分，这些抗氧成分容易脱氢，这为聚丙烯氧化降解的过程中产生的活性自由基提供了质子氢，从而实现自由基猝灭，达到提高材料抗氧化的能力；海泡石在甲基丙烯酸缩水甘油酯的作用下在聚丙烯体系中分布均匀，并且抗氧成分在海泡石的作用下不容易从体系内迁移出去，使得材料的抗氧化能力具有更耐久性，提高材料的适用性。
进一步地，①将10份银杏叶干燥后研磨成粉料；②将上述步骤中得到的银杏叶粉料加入100份的乙醇溶液中；③在60℃的条件下搅拌3h，过滤后取滤液，得到银杏抗氧剂溶液。
通过采用上述技术方案，银杏叶内的抗氧成分易溶于乙醇溶液中，通过银杏叶磨碎再浸泡于乙醇溶液中，制备得到的银杏抗氧剂具有多种抗氧成分，可以捕捉材料体系中的自由基、过氧化自由基和烷自由基等，终止自由基连锁反应链，从而起到提高材料抗氧化的效果。
进一步地，所述改性海泡石采用如下方法制备得到：①将海泡石进行球磨得到海泡石粉料，并将海泡石粉料浸泡于ph＝4的酸性溶液中30min后，然后过滤、水洗烘干；②将酸处理后的海泡石粉料在200℃的条件下焙烤1h；③向海泡石粉料中添加银杏抗氧剂溶液，搅拌2h，再在80℃的条件下干燥6h，过筛后得到改性海泡石。
通过采用上述技术方案，海泡石经过酸的浸泡后，可以去除海泡石内的碳酸盐杂质，提高海泡石的孔径和孔隙，使得海泡石可以吸附更多的银杏抗氧剂，经过200℃条件的焙烤后，可以去除海泡石内的大量的吸附水，更进一步的提高海泡石对银杏抗氧剂的吸附量，海泡石浸泡于银杏抗氧剂溶液中后即可得到改性海泡石，改性海泡石表面的内部均吸附有大量的抗氧成分，使得改性海泡石分布在聚丙烯材料体系内时能够赋予聚丙烯材料良好的抗氧化性能。
进一步地，所述海泡石粉料在添加到银杏抗氧剂溶液前先经过如下处理：取3份半胱氨酸溶解于100份水中，取海泡石粉料加入到半胱氨酸溶液中，浸泡20min，过滤后将海泡石粉料取出并在160℃条件下反应1h。
通过采用上述技术方案，半胱氨酸的羧基能够和海泡石的羟基发生缩合，且半胱氨酸上具有巯基，使得海泡石的表面能够具有巯基，巯基能够捕捉金属离子，并和金属离子发生强烈的络合作用，从而减少了金属离子对聚丙烯材料的催化作用，进一步提高材料的抗氧化能力。
进一步地，所述增塑剂为季戊四醇四酯。
通过采用上述技术方案，季戊四醇四酯能够提高加工时分子链段的运动，使得组分分布的更加均匀，并且季戊四醇四酯和改性海泡石之间容易形成氢键，从而使得增塑剂不容易从材料内迁移至材料的表面，赋予材料耐增塑剂迁移的能力。
进一步地，所述抗紫外剂为纳米二氧化钛和邻羟基苯甲酸苯酯的混合物，且纳米二氧化钛和邻羟基苯甲酸苯酯的重量比为1∶1。
通过采用上述技术方案，纳米二氧化钛能够对紫外线进行散射，能够减少材料因为紫外光照射而发生分解的可能，邻羟基苯甲酸苯酯能够对紫外线进行吸收，进一步地减少紫外线对材料的催化降解，另外邻羟基苯甲酸苯酯能够和改性海泡石表面之间形成氢键，使得邻羟基苯甲酸苯酯能够被改性海泡石吸附住，不容易发生迁移现象，提高抗紫外性能的耐久性。
进一步地，所述引发剂为bpo。
为实现上述第二个目的，本发明提供了如下技术方案：
一种抗氧化塑料的制备方法，包括以下步骤：
(1)按规定分别称取聚丙烯、增塑剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂、抗紫外线、改性海泡石，并进行共混，得到混合料；
(2)将上述步骤中得到的混合料加入到螺杆挤出机中进行熔融挤出，待挤出后，进行切粒，得到抗氧化塑料。
通过采用上述技术方案，能够制备得到抗氧化性能好、抗紫外性能好的聚丙烯塑料产品，制备工艺简单，适合大量生产。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
由于本发明采用银杏抗氧剂对添加海泡石进行改性，海泡石吸附有大量的抗氧成分，使得材料具有很好的抗氧化性能，通过引发剂使得甲基丙烯酸缩水甘油酯能够和聚丙烯链段共聚，甲基丙烯酸缩水甘油酯的环氧基能够和改性海泡石的表面的羟基发生缩合，从而提高改性海泡石和聚丙烯材料之间的相容性，提高改性海泡石对聚丙烯材料的补强效果。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本申请中使用的聚丙烯、增塑剂、甲基丙烯酸缩水甘油酯、引发剂、抗紫外线均为本领域技术人员熟知的市售产品。
银杏抗氧剂的制备：称取10份干燥好的银杏叶，并将其研磨呈粉料，将得到的粉料浸泡于100份的乙醇溶液中，在60℃的条件下搅拌3h，银杏叶中的抗氧成分能够溶解于乙醇溶液中，然后将粉料过滤掉取滤液，即可得到银杏抗氧剂溶液。
改性海泡石的制备：取海泡石进行球磨，球磨4h，得到海泡石粉料，使用盐酸配置成ph＝4的酸性溶液，将上述球磨得到的海泡石粉料添加到酸性溶液中，浸泡30min后，进行过滤，并水洗烘干；将酸处理过的海泡石粉料在200℃的条件下焙烤1h，去除海泡石粉料内大部分的吸附水；取3份半胱氨酸溶解于100份的蒸馏水中，得到半胱氨酸溶液，将上述得到的海泡石粉料添加到半胱氨酸溶液中，浸泡20min，将海泡石过滤取出，并在160℃的条件下反应1h，使得半胱氨酸和海泡石表面的羟基缩合反应，将半胱氨酸接枝于海泡石表面；将半胱氨酸改性后的海泡石粉料添加到银杏抗氧剂的溶液中，搅拌2h，再在80℃的条件下干燥6h，过300目筛后得到改性海泡石。
实施例
实施例1
按规定称取80份聚丙烯，0.5份季戊四醇四酯，20份改性海泡石，8份甲基丙烯酸缩水甘油酯，0.1份bpo，0.2份抗紫外剂，其中抗氧外剂为纳米二氧化钛和邻羟基苯甲酸苯酯的混合物，且纳米二氧化钛和邻羟基苯甲酸苯酯的重量比为1∶1，将所有物料放入共混机内进行混合，得到混合料，将得到的混合料加入到螺杆挤出机中进行熔融挤出，挤出后进行水冷却，然后切粒。其中，螺杆挤出机的螺杆的长径比为45∶1，螺杆挤出机一区到十区的温度依次为更优选为150℃、160℃、170℃、175℃、175℃、175℃、175℃、165℃、160℃、160℃。
实施例2-实施例6和实施例1的制备工艺相同，不同之处在于组分含量的不同；实施例1-实施例6的原料用量如表1
对比例1
本对比例和实施例2的区别在于，没有添加改性海泡石，其他组分含量、制备工艺均和实施例2相同。
对比例2
本对比例和实施例2的区别在于，海泡石没有经过银杏抗氧剂改性，其他组分含量、制备工艺均和实施例2相同。
对比例3
本对比例和实施例2的区别在于，没有添加甲基丙烯酸缩水甘油酯，其他组分含量、制备工艺和实施例2均相同。
对比例4
本对比例和实施例4的区别在于，没有添加抗紫外剂，其他组分含量、制备工艺和实施例4均相同。
对比例5
本对比例和实施例4的区别在于，抗紫外剂全部选用纳米二氧化钛，其他组分含量、制备工艺和实施例4均相同。
对比例6
本对比例和实施例4的区别在于，抗紫外剂全部选用邻羟基苯甲酸苯酯，其他组分含量、制备工艺和实施例4均相同。
对比例7
本对比例和实施例5的区别在于，增塑剂选用邻苯二甲酸二甲酯，其他组分含量、制备工艺和实施例5均相同。
对比例8
本对比例和实施例5的区别在于，海泡石没有经过半胱氨酸改性处理，其他组分含量、制备工艺和实施例5均相同。
检测方法/试验方法
热氧老化测试：将母粒材料注塑成用于测试的试样，根据gb/t7141-2008对试样进行热氧老化测试，并测试试样热氧老化前后的拉伸强度，拉伸强度按gb/t1040方法，拉伸速度50mm/min标准进行测试；
抗铜老化测试：参照jbzq3553-1986的标准进行测试，观察试样表面出现粉化的时间；抗紫外老化测试：测试试样原来的拉伸强度，然后利用紫外加速老化试验箱对试样进行照射，照射时间为80h，并测试紫外老化后试样的拉伸强度；
增塑剂迁移量测试：参照gb3830-2008的标准测试pvc的增塑剂迁出率(70℃/144h)。
实施例1-6以及对比例1-8的性能测试结果如表2；
从上表可以看出，通过实施例2和对比例1、对比例2的对比可以看出，改性海泡石的添加能够提高聚丙烯材料的拉伸强度，并且经过银杏抗氧剂改性后，改性海泡石加入到聚丙烯材料中，能够赋予材料良好的抗氧性，银杏抗氧剂主要成分有黄酮类、儿茶素和银杏苦内酯等天然抗氧成分，可以捕捉材料体系中的自由基、过氧化自由基和烷自由基等，终止自由基连锁反应链，从而起到提高材料抗氧化的效果。
通过实施例2和对比例3的对比可以看出，甲基丙烯酸缩水甘油酯能够提高改性海泡石和聚丙烯链段之间的相容性，从而进一步提高聚丙烯材料的拉伸强度。
通过实施例4和对比例4、对比例5以及对比例6的对比可以看出，通过添加抗紫外剂能够提高聚丙烯材料的抗紫外能力，并且纳米二氧化钛和邻羟基苯甲酸苯酯复配使用能够具有更好的抗紫外性能。
通过实施例5和对比例7的对比可以看出，增速机选用季戊四醇四酯，季戊四醇四酯能够和改性海泡石之间存在氢键等作用下，从而能够减少增塑剂的迁移。通过实施例5和对比例8的对比可以看出，海泡石经过半胱氨酸改性后，能够在海泡石的表面负载巯基，巯基对铜离子等金属离子有很强的络合作用，材料受到金属离子的进攻时，金属离子能够被巯基捕捉，从而减少金属离子的催化作用，减少聚丙烯链段的断链降解。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。