專(zhuān)利名稱(chēng)：新型納米Ag/TiO₂改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚丙烯塑料，特別涉及一種采用納米Ag/Ti02改性的具有抗菌以及阻燃性能的聚丙烯塑料。
背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，塑料制品已成為人們的日常生活中必不可少的一部分，其廣泛應(yīng)用于我們生活的每一個(gè)細(xì)節(jié)，例如在人們?nèi)粘＝佑|的各種家用電器(電話(huà)、洗衣機(jī)、電腦、電器開(kāi)關(guān)等)當(dāng)中已經(jīng)大量采用了塑料制品。另一方面由于環(huán)境污染等原因的影響，這些人們?nèi)粘＝佑|的這些塑料制品的表面往往會(huì)帶有大量的細(xì)菌，成為一個(gè)個(gè)細(xì)菌污染源和疾病傳播源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年死亡人數(shù)中大約有1700萬(wàn)人是因細(xì)菌傳染而引起的。那么發(fā)展和研究具有抗菌性能的新型塑料制品，對(duì)于改善人們的生活環(huán)境，減少疾病發(fā)生率、保護(hù)人類(lèi)身體健康等方面都具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 抗菌塑料是一類(lèi)具有抑菌和殺菌性能的新型材料，是指在塑料中添加抗菌劑，使塑料制品本身具有抑菌性，在一定時(shí)間內(nèi)將粘在塑料上的細(xì)菌殺死或抑制其繁殖。制備抗菌塑料一般采用向樹(shù)脂中添加抗菌劑或抗菌母料的方法?？咕噶鲜怯煽咕鷦┘庸こ傻母邼舛饶噶?。將抗菌母料加入塑料中進(jìn)行加工。有利于抗菌劑的分散，能夠充分發(fā)揮其抗菌效果。塑料用抗菌劑主要分為有機(jī)和無(wú)機(jī)抗菌劑，以及近年來(lái)發(fā)展的無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合抗菌劑。無(wú)機(jī)類(lèi)抗菌劑多為金屬離子類(lèi)抗菌劑，由載體和抗菌成分組成。這種抗菌劑利用離子交換、吸附、沉淀等方法將金屬離子附著在沸石、二氧化鈦、陶瓷、磷灰石等載體上?？咕煞譃殂y離子、鋅離子、銅離子等，其中由于銀離子抗菌力最強(qiáng)，所以應(yīng)用較多。但其化學(xué)性質(zhì)活，易轉(zhuǎn)變?yōu)樽厣难趸y或經(jīng)紫外光催化還原為黑色的單質(zhì)銀，制約了其在更多范圍的應(yīng)用。無(wú)機(jī)抗菌劑可以直接添加到樹(shù)脂中，又可先制成抗菌母料。這種抗菌劑耐熱溫度可達(dá)270°C以上，能夠用于PE、PP、PVC、PS、ABS聚酯等塑料中。無(wú)機(jī)抗菌劑具有長(zhǎng)效、不產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，在塑料用抗菌劑的發(fā)展中占有很大優(yōu)勢(shì)。無(wú)機(jī)抗菌劑的殺菌和抑菌機(jī)理是，無(wú)機(jī)抗菌劑中重金屬離子易與蛋白質(zhì)結(jié)合，所以當(dāng)生長(zhǎng)在塑料表面的微生物接觸到塑料中的抗菌成分時(shí)，金屬離子強(qiáng)烈吸附細(xì)菌。由于金屬離子與細(xì)菌細(xì)胞中酶的結(jié)合，破壞了酶的空間結(jié)構(gòu)和活性，使微生物的新陳代謝不可能進(jìn)行，從而起到殺菌和抑菌的作用。有機(jī)抗菌劑包括天然和合成兩大系列。天然抗菌劑主要是從動(dòng)植物中提煉精制而成的，例如山箭、孟宗竹、薄荷、朽1fe葉等的提取物，蟹和ife下中提煉的殼聚糖等。有機(jī)抗菌劑滅菌速度快，有的能有效殺抑霉菌，但其除使用的安全性較差外，還存在耐熱性差、易水解、使用壽命短等問(wèn)題。另一類(lèi)抗菌劑是無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合抗菌劑，其以層狀金屬氧化物為母體，利用層間插入反應(yīng)，將銀絡(luò)合物或其它有機(jī)抗菌劑置入層間。層狀無(wú)機(jī)-有機(jī)抗菌劑除避免了著色不良之外，還具有穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、抗菌效率高等特點(diǎn)。
納米抗菌材料添加在塑料之中，制成納米抗菌塑料，使塑料制品除保持原有性能之外，還具有優(yōu)異的納米材料特性和抗菌功能，具有廣闊的應(yīng)用前景。納米抗菌塑料與普通抗菌塑料相比，具有耐老化，耐高溫，綜合性能優(yōu)良，抗菌性穩(wěn)定，長(zhǎng)久等優(yōu)點(diǎn)，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，提聞了應(yīng)用等級(jí)。但是，利用無(wú)機(jī)抗菌劑都需要解決無(wú)機(jī)納米粒子與塑料的相容性問(wèn)題，盡管目前關(guān)于納米粒子表面改性方法有很多，可以在一定程度上解決無(wú)機(jī)納米粒子和塑料的相容性。但事實(shí)上無(wú)機(jī)納米粒子的表面處理需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間和資金，而且很難進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。而且目前一般的有機(jī)抗菌劑由于分解溫度低，加工過(guò)程中分解可能性大，對(duì)環(huán)境可能造成污染
發(fā)明內(nèi)容
·本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種新型納米改性具有抗菌性能，同時(shí)兼具阻燃性的聚丙烯塑料。為了實(shí)現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種新型納米Ag/Ti02改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，有如下質(zhì)量份的組份組成共聚聚丙烯100份；納米Ag 2 5份；納米TiO2 I 2份；十溴二苯醚10 25份；分散劑I 2份；抗氧劑I 2份。所述納米TiO2粒徑為10 20nm,所述納米Ag粒徑為20 30nm。所述分散劑為液體石蠟。所述抗氧劑為1010或168。納米材料因其具有粒徑小、比表面積大、粒子微孔多以及吸附能力強(qiáng)等特性，對(duì)提高涂料的懸浮穩(wěn)定性及涂層與基材之間的結(jié)合力等方面有明顯作用，可顯著提高涂膜的致密性、表面平整度和耐洗刷性；利用納米材料的光催化特性，可以催化降解一些有害的有機(jī)化合物，抑制各種菌類(lèi)的繁殖生長(zhǎng)，起到抗菌和殺菌的效果。納米TiO2、納米ZnO、納米AgO和納米MgO經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明都具有較強(qiáng)的抗菌和殺菌的效果。由于聚丙烯是一種CH結(jié)構(gòu)的高聚物，含C高達(dá)90%，是一種易燃高聚物，因此需要通過(guò)添加阻燃劑提高聚丙烯的阻燃性能。鹵系阻燃劑作用機(jī)理為阻燃劑高溫分解與可燃燒物質(zhì)起反應(yīng)生成自由基X，產(chǎn)生的HX是不燃性氣體，起遮蓋表面層的作用，使燃燒物的熱氧化難于進(jìn)行，X作為捕捉劑能捕獲燃燒活性自由基，并可降低HO濃度、減慢燃燒速度、抑制火焰擴(kuò)散、中斷化學(xué)反應(yīng)，直到火焰熄滅為止。本發(fā)明具有以下有益效果通過(guò)添加納米粒子，提高了聚丙烯材料的抗菌性能，并通過(guò)添加鹵系阻燃劑，有效地提高了材料的阻燃性能。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例一
一種新型納米Ag/Ti02改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，有如下質(zhì)量份的組份組成共聚聚丙烯100份；納米Ag 2份；納米TiO2 I份；十溴二苯醚15份；分散劑液體石臘I份；抗氧劑1010 2份。納米TiO2粒徑為10 20nm，納米Ag粒徑為20 30nm。實(shí)施例二 一種新型納米Ag/Ti02改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，有如下質(zhì)量份的組份組成共聚聚丙烯100份；納米Ag 3份；納米Ti022份；十溴二苯醚10份；分散劑液體石臘2份；抗氧劑168 I份。納米TiO2粒徑為10 20nm，納米Ag粒徑為20 30nm。實(shí)施例三
一種新型納米Ag/Ti02改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，有如下質(zhì)量份的組份組成共聚聚丙烯100份；納米Ag 5份；納米TiO2 2份；十溴二苯醚20份；分散劑液體石臘2份；抗氧劑1010 2份。納米TiO2粒徑為10 20nm，納米Ag粒徑為20 30nm。實(shí)施例四
一種新型納米Ag/Ti02改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，有如下質(zhì)量份的組份組成共聚聚丙烯100份；納米Ag 4份；納米TiO2I份；十溴二苯醚25份；分散劑液體石臘2份；抗氧劑168 I份。納米TiO2粒徑為10 20nm，納米Ag粒徑為20 30nm。實(shí)施例五
一種新型納米Ag/Ti02改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，有如下質(zhì)量份的組份組成共聚聚丙烯100份；納米Ag 5份；納米TiO2 2份；十溴二苯醚15份；分散劑液體石臘I份；抗氧劑1010 2份。納米TiO2粒徑為10 20nm，納米Ag粒徑為20 30nm。按以上重量配比準(zhǔn)備原料后，將共聚聚丙烯、十溴二苯醚、分散劑和抗氧劑在高速混合機(jī)中混合,再分多次緩慢加入納米Ag和納米TiO2混合物，繼續(xù)混合5h ;混合物加入雙螺桿擠出機(jī)，于170 220°C下擠出造粒，粒料在90°C烘干10h。材料的抗菌性能參照GB/T2591-2003的步驟進(jìn)行，力學(xué)性能按照GB1040-93測(cè)試?yán)煨阅?、GB9341-88測(cè)試彎曲性能、GB/T1043-93測(cè)試沖擊強(qiáng)度，燃燒性能參照GB/T2406-93的步驟進(jìn)行。測(cè)試結(jié)果表明，按本發(fā)明的所制得的聚丙烯塑料，對(duì)金黃葡萄球菌及大腸桿菌的抗菌率均達(dá)到95%以上；同時(shí)材料的力學(xué)性能沒(méi)有降低，拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度及沖擊強(qiáng)度還有所上升；并且材料的阻燃性能較好。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。 凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種新型納米Ag/TiOji性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，其特征在于有如下質(zhì)量份的組份組成共聚聚丙烯100份；納米Ag 2 5份；納米TiO2 I 2份；十溴二苯醚10 25份；分散劑I 2份；抗氧劑I 2份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型納米Ag/Ti02改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，其特征在于所述納米TiO2粒徑為10 20nm,所述納米Ag粒徑為20 30nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型納米Ag/Ti02改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，其特征在于所述分散劑為液體石蠟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型納米Ag/Ti02改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，其特征在于所述抗氧劑為1010或168。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種新型納米Ag/TiO2改性抗菌、阻燃聚丙烯塑料，有如下質(zhì)量份的組份組成共聚聚丙烯100份；納米Ag2～5份；納米TiO21～2份；十溴二苯醚10～25份；分散劑1～2份；抗氧劑1～2份。通過(guò)添加納米粒子，提高了聚丙烯材料的抗菌性能，并通過(guò)添加鹵系阻燃劑，有效地提高了材料的阻燃性能。
文檔編號(hào)C08K3/22GK103012963SQ201210445459
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者高潤(rùn)寶 申請(qǐng)人:高潤(rùn)寶