抗菌抗静电组合物及应用、抗菌抗静电复合材料及其制备方法与应用与流程

本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种抗菌抗静电组合物及应用、抗菌抗静电复合材料及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着移动智能电子产业的迅猛发展以及社会对防疫健康意识的提高，具有“自清洁”功能的抗菌抗静电塑料制品的研究成为塑料产品的一大发展方向，该产品可广泛应用于电子电器外壳、家电产品零部件、塑料镜框镜片、医用护目镜等领域。塑料用抗菌抗静电材料要求具有广谱、高效性，且环境友好，与塑料制品的相容性好，能有效地防止或抑制制品表面的细菌滋生。聚烯烃以其优越的综合性能(比重轻、力学性能好、耐化学性能佳、工艺适用性广等)广泛应用于各大电子电器、汽车、纺织等行业，其中，聚丙烯应用范围最广，因此研究具有长效抗菌、优异抗静电性能的聚烯烃复合材料具有极大的发展前景。

2、cn112759848a公开了一种采用纳米银和氧化石墨烯作为抗菌抗静电预制复合物的抗菌抗静电聚丙烯制备方法，该方法的抗菌抗静电聚丙烯复合材料实现了很好的抑菌效果，具有很好的抗静电作用，表面无麻点和光斑，并且不影响聚丙烯复合材料的力学性能。但该方法中银纳米粒子抗菌剂长效稳定性不足，容易发生团聚、氧化变色，而影响其长效抗菌活性。

3、cn111269493a公开了一种以氧化石墨烯/氧化锌为抗静电剂聚丙烯流延薄膜制备方法，通过将氧化石墨烯、氧化锌和油酸三者混合分散成复合物，再与聚丙烯挤出流延制得抗静电聚丙烯材料。但该方法未提及材料的抗菌性，同时由于氧化石墨烯、氧化锌和油酸均与聚丙烯的相容性不佳，长期使用后存在容易表面析出的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有技术存在的聚烯烃复合材料抗菌、抗静电性能不佳、无法长期使用的问题，提供一种抗菌抗静电组合物及应用、抗菌抗静电复合材料及其制备方法与应用，由该组合物制得的复合材料在降低密度的同时，保证了材料的力学性能，同时具有优异的抗菌、抗静电性能，且稳定性好，能够长期使用。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种抗菌抗静电组合物，其特征在于，所述组合物包括聚烯烃树脂、氧化石墨烯和羧基膨胀微球；其中，相对于100重量份的聚烯烃树脂，所述羧基膨胀微球为0.5-6重量份，所述氧化石墨烯为0.1-2重量份。

3、本发明第二方面提供一种抗菌抗静电复合材料，其特征在于，所述复合材料由本发明第一方面所述的组合物制得。

4、本发明第三方面提供一种抗菌抗静电复合材料的制备方法，所述制备方法包括：将组合物中的各组分进行熔融挤出、注射成型，得到所述复合材料；其中，所述组合物为本发明第一方面所述的组合物。

5、本发明第四方面提供一种本发明第三方面所述的制备方法制得的抗菌抗静电复合材料。

6、本发明第五方面提供一种本发明第一方面所述的抗菌抗静电组合物、本发明第二方面和第四方面所述的抗菌抗静电复合材料在抗菌抗静电制品中的应用。

7、通过上述技术方案，本发明提供的抗菌抗静电组合物及应用、抗菌抗静电复合材料及其制备方法与应用获得以下有益的效果：

8、本发明在抗菌抗静电组合物中引入了一定含量的氧化石墨烯和羧基膨胀微球，由该组合物制得的复合材料在降低密度的同时，保证了材料的力学性能，同时得益于羧基膨胀微球和氧化石墨烯之间形成的化学键合，能够使得复合材料具有优异的抗菌、抗静电性能，且稳定性好，能够长期使用。

9、本发明通过熔融挤出、注射成型，能够使羧基膨胀微球与氧化石墨烯之间发生化学键合，且使得膨胀微球保持在发泡状态，有助于在降低密度的同时，保证材料的力学性能，同时实现良好的抗菌、抗静电效果。

10、本发明的抗菌抗静电组合物以及抗菌抗静电复合材料在抗菌抗静电制品中具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种抗菌抗静电组合物，其特征在于，所述组合物包括聚烯烃树脂、氧化石墨烯和羧基膨胀微球；

2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于，相对于100重量份的聚烯烃树脂，所述羧基膨胀微球为1-3重量份，所述氧化石墨烯为0.2-0.5重量份。

3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于，所述羧基膨胀微球中，羧基的含量为0.1-10mmol/kg，优选为1-3mmol/kg；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述氧化石墨烯的片层直径为0.2-10μm，可剥离率≥95％；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述聚烯烃树脂选自聚乙烯树脂和/或聚丙烯树脂。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括相容剂；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述组合物还包括润滑剂；

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的组合物，其特征在于，所述羧基膨胀微球的制备方法包括：

9.一种抗菌抗静电复合材料，其特征在于，所述复合材料由权利要求1-8中任意一项所述的组合物制得。

10.一种抗菌抗静电复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将组合物中的各组分进行熔融挤出、注射成型，得到所述复合材料；

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述熔融挤出的条件包括：熔融挤出温度为150℃-180℃，转速为50-100r/min。

12.根据权利要求10或11所述的制备方法，其特征在于，所述注射成型的条件包括：成型温度分为多段控制，优选为三段，其中，第一段温度为160℃-190℃，第二段温度为195℃-215℃，第三段温度为215℃-230℃；成型压力为10-50bar，注射成型速度为1-50cm3/s，成型后冷却温度为20-120℃。

13.一种由权利要求10-12中任意一项所述的制备方法制得的抗菌抗静电复合材料。

14.一种权利要求1-8中任意一项所述的抗菌抗静电组合物、权利要求9或13所述的抗菌抗静电复合材料在抗菌抗静电制品中的应用。

技术总结
本发明涉及高分子材料领域，公开了一种抗菌抗静电组合物及应用、抗菌抗静电复合材料及其制备方法与应用。所述组合物包括聚烯烃树脂、氧化石墨烯和羧基膨胀微球；其中，相对于100重量份的聚烯烃树脂，所述羧基膨胀微球为0.5‑6重量份，所述氧化石墨烯为0.1‑2重量份。由该组合物制得的复合材料在降低密度的同时，保证了材料的力学性能，同时具有优异的抗菌、抗静电性能，且稳定性好，能够长期使用。

技术研发人员：沈强锋,刘川川,陈文慧,林华杰,李一敏,覃桂芳
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27