具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材料及制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于改性塑料的技术领域，特别涉及一种具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复 合材料及制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 聚丙烯无毒、无味，密度小，具有良好的电性能和高频绝缘性且不受湿度影响，常 见的酸、碱等有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。是五大通用塑料之一，被广泛应用 于家电、汽车、电子电器、电动工具、建材、照明等领域。
[0003] "低碳环保，节能减排"是当今社会发展的重要议题之一，对于产品制造商来说，从 设计开发阶段就要考虑使用绿色环保的材料，这不仅是企业产品升级和技术创新的需要， 而且体现了企业的社会责任。为了获得绚丽、彩色、多样化的外观，通常采用在塑料基材上 进行喷漆的手段来达到亮丽、美观、特殊效果的外观效果。但是喷涂工艺存在流程复杂、成 本高、污染环境、危害工人身体健康、成品率低、难以回收利用等缺点。免喷涂材料作为一种 提尚制品加工效率、改善环境友好的全新解决方案广受关注。相比喷'涂广品，它容易成型、 成品率高、成本低，制件可100%回收再利用，不产生对环境有毒有害的气体、粉尘等污染物 质。
[0004] 家用电器、日用品、汽车的塑料部件经常与人体频繁接触，如冰箱搁物架、门封条、 门把手、洗衣机波轮、控制旋钮、电话机手柄、话筒等等，很容易在其表面沾染油污，在潮湿 的环境中容易生长细菌、霉菌。通过在塑料中添加一定量的抗菌剂的方法可以赋予塑料抗 菌功能，起到抑制和杀灭病菌的作用。
[0005] 因此，开发一种具有抗菌功能的、环境友好、低成本的免喷涂聚丙烯材料具有重要 的经济效益和社会价值，可广泛应用于各类家电外壳、汽车内饰件、家居用品、容器外壳等 领域，市场前景非常广阔。
【发明内容】
[0006] 本发明的首要目的在于克服当前技术存在的不足和缺陷，解决塑料制品表面易生 霉菌、喷涂产品存在的成本高、污染大、难以回收再利用等缺点，提供一种具有抗菌功能的 免喷涂聚丙烯复合材料。该复合材料还具有高光泽、低成本、绿色环保、综合物理力学性能 优良等优点。
[0007] 本发明的另一目的在于提供所述具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材料的制备 方法。
[0008] 本发明的再一目的在于提供所述具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材料的应用。
[0009] 本发明的目的通过下述技术方案实现：一种具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材 料，包括如下按质量百分比的组分：均聚聚丙稀66. 5?96%、透明填料0?30%、抗菌剂母 粒2?10%、玻璃基珠光颜料0. 1?1. 5%、抗氧剂0. 2?0. 3%、助剂A 0. 2?0. 3% ; [0010] 助剂A为色粉、润滑剂和紫外线吸收剂中的一种或至少两种，优选为润滑剂。
[0011] 其中，所述均聚聚丙烯为各种粒状、粉状、块状的回收均聚聚丙烯或原生均聚聚丙 烯，熔体流动速率（MFR)为20?50g/10min (测试条件：230°C，2. 16KG);更优选为25? 42g/10min〇
[0012] 所述的均聚聚丙烯在所述具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材料中的含量优选 为质量百分比74?96%。
[0013] 所述的透明填料为微细二氧化硅和无水硫酸钠中的一种或两种，其平均粒径为 1?5 μ m，优选为2. 3 μ m〇
[0014] 所述的透明填料在所述具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材料中的含量优选为 质量百分比〇?20%。
[0015] 所述的抗菌剂母粒为以均聚聚丙烯为载体的抗菌剂母粒，其中抗菌剂含量为质量 百分比40% ;均聚聚丙烯的熔体流动速率（MFR)为20?50g/10min(测试条件：230°C， 2. 16KG)，优选为25?42g/10min ;抗菌剂包括银离子抗菌剂、咪唑类抗菌剂、噻唑类抗菌 剂、异噻唑酮衍生物抗菌剂、季铵盐类抗菌剂、双呱类抗菌剂和酚类抗菌剂中的至少一种。
[0016] 所述的抗菌剂母粒优选通过如下步骤制备得到：将均聚聚丙稀59. 7% (w/w)、抗 菌剂 40% (w/w)、抗氧剂 10100. 1% (w/w)、抗氧剂 1680. 1% (w/w)、和硬脂酸锌 0. 1% (w/ w)搅拌均匀后加入到平行双螺杆挤出机的主喂料料斗中，设定平行双螺杆挤出机从料斗到 模头的各段温度分别为（共六区）：180 °C、180 °C、190 °C、200 °C、200 °C和210 °C，主机的螺杆 转速为300r/min，主料斗进料螺杆的转速为28r/min，将物料共混熔融挤出；将从平行双螺 杆挤出机口模出来的粒条冷却、干燥、切粒，即可得到抗菌剂母粒。
[0017] 所述的玻璃基珠光颜料为金包覆的或银包覆的玻璃粉，粒径为50?200 μ m，包覆 层的厚度为40?IOOnm0
[0018] 所述的抗氧剂为受阻酚类抗氧剂、硫酯类抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂中的至少一 种。
[0019] 所述的受阻酚类抗氧剂优选为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸]季戊 四醇酯（抗氧剂1010)。
[0020] 所述的硫酯类抗氧剂优选为硫代二丙酸双十八醇酯（抗氧剂DSTDP)。
[0021] 所述的亚磷酸酯类抗氧剂优选为三[2. 4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂 168)。
[0022] 所述的色粉优选为颜料红、钛白、酞青兰、灯黑、颜料黄、炭黑和酞青绿中的一种或 至少两种。
[0023] 所述的润滑剂优选为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镁、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡和 Ν，Ν' -乙撑双硬脂酰胺中的一种或至少两种。
[0024] 所述的紫外线吸收剂优选为邻羟基苯甲酸苯酯、2_(2 ζ -羟基-5 ζ -甲基苯基）苯 并三氮唑、2, 4-二羟基二苯甲酮、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羟基-4-正辛氧基二苯 甲酮中的一种或至少两种。
[0025] 所述具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0026] (1)将均聚聚丙烯、透明填料、抗菌剂母粒、玻璃基珠光颜料、抗氧剂和助剂A搅拌 均匀；
[0027] (2)将步骤（1)搅拌均匀的混合物料加入到平行双螺杆挤出机的主喂料料斗中， 设定平行双螺杆挤出机从料斗到模头的各段温度分别为（共六区）：180?200°C、180? 200°C、190 ?210°C、200 ?220°C、200 ?220°C和 210 ?230°C，主机的螺杆转速为 250 ? 330r/min，主料斗进料螺杆的转速为24?35r/min，将物料共混熔融挤出；
[0028] (3)将从平行双螺杆挤出机口模出来的粒条冷却、干燥、切粒，得到具有抗菌功能 的免喷涂聚丙烯复合材料；
[0029] 其中，各成分的含量按质量百分比计如下：均聚聚丙烯66. 5?96%、透明填料 0?30%、抗菌剂母粒2?10%、玻璃基珠光颜料0. 1?1. 5%、抗氧剂0. 2?0. 3%、助剂 A 0· 2 ?0· 3%〇
[0030] 步骤（1)中所述的搅拌的条件优选为500?3000rpm搅拌5?30分钟；优选为 IOOOrpm揽拌10分钟。
[0031] 步骤（1)中所述的设定的条件优选为：平行双螺杆挤出机从料斗到模头的各段温 度分别为（共六区）：180 °C、190 °C、190 °C、210 °C、210 °C和220 °C，主机的螺杆转速为280r/ min，主料斗进料螺杆的转速为35r/min。
[0032] 步骤（3)中所述的干燥的方式优选为风机吹干。
[0033] 步骤（3)中所述的具有抗菌功能的免喷涂聚丙稀复合材料的颗粒长度为3?5mm。
[0034] 所述具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材料可用于制备家电外壳、装饰面板、化 妆品盒和工艺品等。
[0035] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0036] (1)本发明提供的具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材料以均聚聚丙烯为基材， 相比嵌段共聚聚丙烯、无规共聚聚丙烯具有高强度、高刚性、高光泽的特点，可广泛应用于 家电外壳、容器外壳等。
[0037] (2)本发明提供的具有抗菌功能的免喷涂聚丙烯复合材料以金包覆或银包覆的玻 璃粉作为珠光颜料，而且粒径较大，因此相比传统的珠光颜料具有更加强烈的闪烁效果和 金属质感，可赋予材料非常绚丽、闪亮的外观效果。
[0038] (3)本发明采用加入抗菌母粒的方式赋予材料优异的抗菌性能，相比传统的免喷 涂材料外观件，可赋予制品更健康、更安全的使用特性，另外采用母粒的方式可提高抗菌剂 的分散效果，赋予材料均一的抗菌特性。
[0039] (4)本发明采用透明填料相比传统的硫酸钡、滑石粉、碳酸钙等无机填料，一方面 可以降低材料的成本，另一方面对材料的透明性影响不大，可充分发挥材料中间层的玻璃 基珠光颜料的效果，增加其对光线的反射作用。
[0040] (5)本发明提供的制备工艺简单、成本较低，得到的复合材料综合物理力学性能优 异，可用于家电外壳、装饰面板、化妆品盒、工艺品等。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0042] 实