一种抗菌耐老化的聚丙烯塑料制品用增韧改性母粒的制作方法

本发明涉及增韧母粒制备，具体涉及一种抗菌耐老化的聚丙烯塑料制品用增韧改性母粒。

背景技术：

1、聚丙烯简称pp，是一种性能优良的热塑性合成树脂，为无色半透明的热塑性轻质通用塑料。具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等，在机械、汽车、电子电器、建筑、纺织、包装、农林渔业和食品工业等众多领域得到广泛的开发应用一种半结晶的热塑性塑料。

2、聚丙烯塑料极易燃烧，燃烧过程中伴随着大量热量、烟雾的释放，并且聚丙烯分子链中侧甲基连接的叔碳原子在环境中容易老化发生结构变化，导致主链的断裂，聚丙烯塑料的耐老化性能差，为提高聚丙烯塑料的阻燃性能与耐老化性能，在聚丙烯塑料制备的过程中通常会向聚丙烯塑料的原料中加入阻燃剂与抗老化剂。

3、现有技术中的聚丙烯本身不具有抗菌性能，常会与抗菌助剂相互配合，提高聚丙烯塑料的抗菌性能，抗菌助剂、阻燃剂与抗老化剂通过混炼的方式加入到聚丙烯塑料中，大量掺杂的添加助剂与聚丙烯之间相容性差，存在弱界面性，导致聚丙烯的韧性下降，并且在使用过程中，抗菌助剂、阻燃剂与抗老化剂容易从聚丙烯塑料中迁移出来，并且现有的酸性阻燃剂可与含受阻胺结构抗老化剂发生反应，导致抗老化剂上的活性基团失活，聚丙烯塑料的抗老化性与阻燃性能有待进一步提高。

4、针对此方面的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种抗菌耐老化的聚丙烯塑料制品用增韧改性母粒，用于解决现有技术中向聚丙烯塑料中掺杂大量添加助剂，导致聚丙烯塑料的韧性下降和在使用过程中添加助剂容易从聚丙烯塑料中迁移出来，酸性阻燃剂可与含受阻胺结构抗老化剂上的亚氨基反应，导致抗老化剂上的活性基团失活，聚丙烯塑料的抗菌性能、抗老化性与阻燃性能有待进一步提高的技术问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种抗菌耐老化的聚丙烯塑料制品用增韧改性母粒的制备方法，包括以下步骤：

4、s1、将乙醇、纯化水、阻燃剂加入到三口烧瓶中，超声分散30-50min，将三口烧瓶转移到带有机械搅拌的铁架台上搅拌，向三口烧瓶中加入氨水和脂肪醇聚氧乙烯醚，三口烧瓶温度升高至45-55℃，向三口烧瓶中缓慢滴加正硅酸乙酯，滴加完毕，保温反应3-4h，后处理得到中间体i；

5、s2、将中间体i、丙酮、三乙胺加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌均匀，三口烧瓶温度升高至45-55℃，向三口烧瓶中滴加异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷，滴加完毕，保温反应3-5h，后处理得到改性阻燃剂；

6、s3、将2-丁烯二酸(2e)-1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、丙烯醇、丙烯氨、改性丙烯酸、1-十四烯、甲苯加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌均匀，然后向三口烧瓶中加入引发剂，三口烧瓶温度升高至80-90℃，反应8-10h，后处理得到改性共聚物；

7、改性共聚物的合成反应原理为：

8、

9、r:

10、s4、将改性共聚物包覆在改性阻燃剂的外部，制备得到复合增韧剂；

11、s5、将复合增韧剂、poe和助剂混合均匀，加入到双螺杆挤出机中，熔融挤出造粒，得到增韧母粒。

12、进一步的，所述步骤s1中乙醇、纯化水、阻燃剂、氨水、脂肪醇聚氧乙烯醚和正硅酸乙酯的重量比为9:3:2:0.7:0.15:0.9，所述阻燃剂为聚磷酸铵，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用纯化水洗涤后转移到温度为75-85℃的干燥箱真空干燥至恒重，得到中间体i。

13、进一步的，所述步骤s2中中间体i、丙酮、三乙胺、异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷的重量比为2:5:0.5:1，所述后处理操作包括：反应完成，三口烧瓶温度降低至室温，抽滤，滤饼用丙酮淋洗、抽干后转移到温度为50-60℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到改性阻燃剂。

14、进一步的，所述步骤s3中2-丁烯二酸(2e)-1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、丙烯醇、丙烯氨、改性丙烯酸、1-十四烯的摩尔比为1:1:5:2:2，所述甲苯用量为2-丁烯二酸(2e)-1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯重量的5倍，所述引发剂为aibn、bpo中的一种或多种，引发剂的重量为丙烯重量的0.03倍，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶温度保温80-90℃，减压蒸馏至无液体流出，得到改性共聚物。

15、进一步的，所述改性丙烯酸的制备方法为：将盐酸胍、丙烯酸、阻聚剂和乙醇加入到三口烧瓶中搅拌，三口烧瓶温度升高至65-75℃，反应6-8h，后处理得到改性丙烯酸。

16、改性丙烯酸的合成反应原理为：

17、

18、进一步的，所述盐酸胍、丙烯酸、阻聚剂和乙醇的重量比4:3:0.1:15，所述阻聚剂为对苯二酚，所述后处理操作包括：反应完成之后，三口烧瓶保温65-75℃，蒸除溶剂，向三口烧瓶中加入甲苯搅拌至体系溶解，然后向三口烧瓶中加入10wt％氢氧化钠水溶液，搅拌20-30min，静置、分液，有机相转移到旋转蒸发器中，设置水浴温度为80-90℃，减压蒸馏至无液体流出，得到改性丙烯酸。

19、进一步的，所述复合增韧剂的制备方法为：将改性共聚物、丙酮加入到氮气保护的三口烧瓶中搅拌至体系溶解，向三口烧瓶中加入改性阻燃剂，室温下反应2-3h，后处理得到复合增韧剂。

20、进一步的，所述改性共聚物、丙酮和改性阻燃剂的重量比为3:10:1，所述后处理操作包括：反应完成之后，向三口烧瓶中缓慢加入纯化水，搅拌30-50min，抽滤，滤饼转移到温度为65-75℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到复合增韧剂。

21、进一步的，所述复合增韧剂、poe和助剂的重量比为3:5:0.2，所述助剂由分散剂、润滑剂与交联剂按重量比1:1:2组成，所述分散剂为硬脂酸单甘油酯、硬脂酸锌、硬脂酸钙、聚乙烯蜡中的一种或多种，所述润滑剂为亚乙基双硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯、甘油三羟基硬脂酸酯中的一种或多种，所述交联剂为交联剂taic，所述双螺杆挤出机的料筒从进料端到出料端的多个温度区段的温度依次为160℃、180℃、180℃、180℃和180℃、螺杆转速为20r/min，双螺杆挤出机挤出后样品经水冷成型后，由切粒机以200r/min的转速切成增韧母粒湿品，增韧母粒湿品转移到温度为80-90℃的干燥箱中真空干燥至恒重，得到增韧母粒。

22、一种抗菌耐老化的聚丙烯塑料制品用增韧改性母粒，由权利要求1-9任一项所述的抗菌耐老化的聚丙烯塑料制品用增韧改性母粒的制备方法制备得到。

23、本发明具备下述有益效果：

24、1、本发明的抗菌耐老化的聚丙烯塑料制品用增韧改性母粒，在制备过程中，通过盐酸胍与丙烯酸反应，将盐酸胍接枝到丙烯酸上，得到改性丙烯酸，在自由基引发剂的作用下，2-丁烯二酸(2e)-1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯、丙烯醇、丙烯、改性丙烯酸、1-十四烯在甲苯环境中发生自由基反应，生成改性共聚物；在改性共聚物上的胍基具有较高的活性，使得改性共聚物呈正电性，由于各类细菌、病毒一般呈负电性，所以胍盐很容易被吸附，进而使细菌、病毒无法分裂繁殖，丧失活性，起到抗菌作用，2-丁烯二酸(2e)-1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯上所携带的两个受阻氨作为常用的光稳定剂，能够有效的提高改性共聚物的耐老化性能，改性共聚物中的丙烯类单体，能够提高其与聚丙烯在结构上的相似度，从而提高其与聚丙烯的相容性，降低弱界面性，将改性共聚物包覆在改性阻燃剂的外部制备成增韧剂之后与poe共混制备成增韧母粒；poe的韧性大并且与聚烯烃的相容性好，通过poe对增韧剂进行混合造粒，能够有效的提高增韧母粒对聚丙烯的增韧效果。

25、2、本发明的抗菌耐老化的聚丙烯塑料制品用增韧改性母粒，在制备过程中，通过聚磷酸铵与正硅酸乙酯反应，在碱性条件下，正硅酸乙酯水解后，缩聚生成聚硅氧烷包覆在聚磷酸铵的外部，然后在三乙胺做催化剂的条件下，异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷上的硅氧键断裂，并与聚磷酸铵外部的聚硅氧烷活性基团反应，将异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷接枝在聚硅氧烷的外部，得到改性聚磷酸铵；改性聚磷酸铵上的异氰酸酯能够与改性共聚物上的羟基或氨基等活性基团反应，提高高效聚磷酸铵与改性共聚物之间的结合强度，聚磷酸铵通过聚硅氧烷包覆，在聚磷酸铵与改性共聚物之间形成一个分隔层，避免聚磷酸铵上的酸性结构与改性共聚物上的受阻胺结构上n-h键反应，避免受阻胺基团失活，提高聚丙烯塑料的耐老化性能；在聚丙烯塑料燃烧阻燃过程中，改性共聚物上的含氮化合物与聚磷酸铵反应生成含有氮磷键的中间体，氮化合物能延缓磷化合物的挥发损失，起到促进成炭与抑制烟气产生的阻燃作用。