一種低voc抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子材料加工成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低VOC抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚丙烯復(fù)合材料是由聚丙烯與填料混合制備而成，可以提高材料耐熱性、耐蠕變性、硬度、剛性和強(qiáng)度等性能，但是聚丙烯有機(jī)材料和無機(jī)剛性填料兩項相容性較差，特別是沖擊韌性較差，因此限制了其應(yīng)用，目前工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用碳酸鈣、滑石粉、白炭黑等無機(jī)剛性材料作為填料，再加入彈性體共混增韌，增韌的同時，提高了生產(chǎn)成本，并且降低了制品的硬度、剛性等各項指標(biāo)，限制了發(fā)展應(yīng)用。
[0003]硅藻土的主要成分是二氧化硅，具有質(zhì)輕、孔隙率高、比表面積大、吸附能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、隔音、隔熱等優(yōu)點，特別是其多級有序的微孔結(jié)構(gòu)在作為聚合物材料、環(huán)保材料、室內(nèi)裝修材料、涂料的填料、廢水處理、建筑、農(nóng)業(yè)、食品飲料等方面有很高的應(yīng)用價值。硅藻土能夠顯著改善一些填充材料的性能，在聚合物改性中的應(yīng)用前景巨大。
[0004]綜上，如果將硅藻土作為填料與聚丙烯結(jié)合，將克服現(xiàn)有聚丙烯與無機(jī)填料結(jié)合的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種新型的聚丙烯硅藻土復(fù)合材料及其制備方法，降低了聚丙烯復(fù)合材料成本，降低了材料中VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)的釋放，同時顯著提高了該復(fù)合材料的抗菌、增強(qiáng)、增韌、耐熱等性能。
[0006]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種低VOC抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料，按重量份包括如下成分:
[0007]聚丙烯65-85份，硅藻土 10-20份，納米抗菌劑0.05-0.5份，納米二氧化鈦0.1-1份，加工助劑1-8份。
[0008]進(jìn)一步地，硅藻土為改性硅藻土，具體改性方法如下:
[0009]I)硅藻土預(yù)處理，選取1000-3000目硅藻土在烘干箱中干燥lh，溫度為150°C ;
[0010]2)將干燥的硅藻土與體積分?jǐn)?shù)99 %的乙醇按重量比1:5混合，超聲分散90min，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5-1%的硅烷偶聯(lián)劑，再加入濃度0.1%的乙酸做催化劑，在集熱式恒溫磁力攪拌器中恒溫80°C機(jī)械攪拌，反應(yīng)5-10h后離心分離得到固體，用體積分?jǐn)?shù)99 %的乙醇洗滌3-5次，最后100°C干燥5-10h，得到聚丙烯硅藻土助劑，即改性硅藻土。
[0011]進(jìn)一步地，硅烷偶聯(lián)劑為KH550、KH560和KH570中的一種。
[0012]進(jìn)一步地，納米抗菌劑為納米銀或納米氧化鋅中的一種或兩種。
[0013]進(jìn)一步地，加工助劑包括抗氧劑1010/DLTP 0.5-3份，成核劑TMB-4 0.5-5份。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制備低VOC抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料的方法，包括如下步驟:
[0015]A、原料混合，按照所述的重量份，將聚丙烯、硅藻土、納米抗菌劑、納米二氧化鈦和加工助劑準(zhǔn)確稱量后用熱煉冷混攪拌機(jī)混合均勻，溫度為75°C，在轉(zhuǎn)速450-1000轉(zhuǎn)/分鐘下干混40分鐘。
[0016]B、將A中混合好的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，得到聚丙烯硅藻土復(fù)合材料母粒。
[0017]進(jìn)一步地，上述方法中硅藻土為改性硅藻土，具體改性方法如下:
[0018]I)硅藻土預(yù)處理，選取1000-3000目硅藻土在烘干箱中干燥lh，溫度為150°C ;
[0019]2)將干燥的硅藻土與體積分?jǐn)?shù)99%的乙醇按重量比1:5混合，超聲分散90min，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5-1%的硅烷偶聯(lián)劑，再加入濃度0.1%的乙酸做催化劑，在集熱式恒溫磁力攪拌器中恒溫80°C機(jī)械攪拌，反應(yīng)5-10h后離心分離得到固體，用體積分?jǐn)?shù)99 %的乙醇洗滌3-5次，最后100°C干燥5-10h，得到聚丙烯硅藻土助劑，即改性硅藻土。
[0020]進(jìn)一步地，硅藻土改性過程中的硅烷偶聯(lián)劑為KH550、KH560和KH570中的一種。
[0021]進(jìn)一步地，制備方法中所用納米抗菌劑為納米銀或納米氧化鋅中的一種或兩種。
[0022]進(jìn)一步地，制備方法中所用加工助劑包括抗氧劑1010/DLTP 0.5-3份，成核劑TMB-4 0.5-5 份。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0024]1、采用改性硅藻土作為聚丙烯高分子復(fù)合材料的填料，并且在材料制作過程中加入納米二氧化鈦，降低了該復(fù)合材料中VOC的釋放；
[0025]2、在該聚丙稀娃藻土復(fù)合材料中加入納米抗菌劑，提高了其抗菌性能；
[0026]3、降低了制備聚丙烯硅藻土復(fù)合材料的成本；
[0027]4、增強(qiáng)了該復(fù)合材料的強(qiáng)度、韌性以及耐熱性能。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]本發(fā)明通過在聚丙烯高分子材料中加入硅藻土作為填料，加入納米二氧化鈦分解有機(jī)小分子，降低了材料中VOC的釋放，增強(qiáng)了材料的強(qiáng)度和韌性，通過加入納米抗菌劑提高了材料的抗菌性能。
[0030]本發(fā)明采用的設(shè)備和原料均為市售。
[0031]實施例1
[0032]I)硅藻土改性
[0033]硅藻土預(yù)處理，選取1000-3000目硅藻土在烘干箱中干燥lh，溫度為150°C，將干燥的硅藻土與體積分?jǐn)?shù)99%的乙醇按重量比1:5混合，超聲分散90min，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)
0.5-1%的硅烷偶聯(lián)劑，再加入濃度0.1 %的乙酸做催化劑，在集熱式恒溫磁力攪拌器中恒溫80°C機(jī)械攪拌，反應(yīng)5-10h后離心分離得到固體，用體積分?jǐn)?shù)99%的乙醇洗滌3-5次，最后100°C干燥5-10h，得到聚丙烯硅藻土助劑，即改性硅藻土。
[0034]2)原料混合，按照重量份取聚丙稀65份、步驟I)中的改性娃藻土 10份、納米抗菌劑0.05份、納米二氧化鈦0.1份和加工助劑I份，其中加工助劑中有抗氧劑1010/DLTP 0.5份，成核劑TMB-4 0.5份，之后用熱煉冷混攪拌機(jī)混合均勻，溫度為75 V，在轉(zhuǎn)速450-1000轉(zhuǎn)/分鐘下干混40分鐘。
[0035]3)將2)中混合好的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，得到聚丙烯硅藻土復(fù)合材料母粒。
[0036]實施例2
[0037]與實施例1不同之處在于，步驟2)原料混合，按照重量份取聚丙烯75份、改性硅藻土 15份、納米抗菌劑0.3份、納米二氧化鈦0.5份和加工助劑5份，其中加工助劑中有抗氧劑1010/DLTP 2份，成核劑TMB-4 3份，之后用熱煉冷混攪拌機(jī)混合均勻，溫度為75°C，在轉(zhuǎn)速450-1000轉(zhuǎn)/分鐘下干混40分鐘。
[0038]實施例3
[0039]與實施例1不同之處在于，步驟2)原料混合，按照重量份取聚丙烯85份、改性硅藻土 20份、納米抗菌劑0.5份、納米二氧化鈦I份和加工助劑8份，其中加工助劑中有抗氧劑1010/DLTP 3份，成核劑TMB-4 5份，之后用熱煉冷混攪拌機(jī)混合均勻，溫度為75°C，在轉(zhuǎn)速450-1000轉(zhuǎn)/分鐘下干混40分鐘。
[0040]將實施例1、2、3得到的三種聚丙烯硅藻土復(fù)合材料母粒進(jìn)行性能檢測，結(jié)果表明材料中VOC的釋放量相比普通聚丙烯復(fù)合材料低，材料的強(qiáng)度和韌性得到增強(qiáng)，并且提高了材料的抗菌性能。
【主權(quán)項】
1.一種低VOC抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料，其特征在于，按重量份包括如下成分: 聚丙稀65-85份，娃藻土 10-20份，納米抗菌劑0.05-0.5份，納米二氧化鈦0.1-1份，加工助劑1-8份。2.按照權(quán)利要求1所述的一種低VOC抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料，其特征在于，所述硅藻土為改性硅藻土，具體改性方法如下: 1)硅藻土預(yù)處理，選取1000-3000目硅藻土在烘干箱中干燥lh，溫度為150°C; 2)將干燥的硅藻土與體積分?jǐn)?shù)99%的乙醇按重量比1:5混合，超聲分散90min，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5-1%的硅烷偶聯(lián)劑，再加入濃度0.1 %的乙酸做催化劑，在集熱式恒溫磁力攪拌器中恒溫80°C機(jī)械攪拌，反應(yīng)5-10h后離心分離得到固體，用體積分?jǐn)?shù)99%的乙醇洗滌3-5次，最后100°C干燥5-10h，得到聚丙烯硅藻土助劑，即改性硅藻土。3.按照權(quán)利要求2所述的一種低VOC抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料，其特征在于，所述硅烷偶聯(lián)劑為KH550、KH560和KH570中的一種。4.按照權(quán)利要求1所述的一種低VOC抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料，其特征在于，所述納米抗菌劑為納米銀或納米氧化鋅中的一種或兩種。5.按照權(quán)利要求1所述的一種低VOC抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料，其特征在于，所述加工助劑包括抗氧劑1010/DLTP 0.5-3份，成核劑TMB-40.5-5份。6.制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低VOC抗菌聚丙稀娃藻土復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括如下步驟: A、原料混合，按照權(quán)利要求1所述的重量份，將聚丙烯、硅藻土、納米抗菌劑、納米二氧化鈦和加工助劑準(zhǔn)確稱量后用熱煉冷混攪拌機(jī)混合均勻，溫度為75°C，在轉(zhuǎn)速450-1000轉(zhuǎn)/分鐘下干混40分鐘。 B、將A中混合好的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)中擠出造粒，得到聚丙烯硅藻土復(fù)合材料母粒。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備一種低VOC抗菌聚丙稀娃藻土復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述硅藻土為改性硅藻土，具體改性方法如下: 1)硅藻土預(yù)處理，選取1000-3000目硅藻土在烘干箱中干燥lh，溫度為150°C; 2)將干燥的硅藻土與體積分?jǐn)?shù)99%的乙醇按重量比1:5混合，超聲分散90min，然后加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5-1%的硅烷偶聯(lián)劑，再加入濃度0.1 %的乙酸做催化劑，在集熱式恒溫磁力攪拌器中恒溫80°C機(jī)械攪拌，反應(yīng)5-10h后離心分離得到固體，用體積分?jǐn)?shù)99%的乙醇洗滌3-5次，最后100°C干燥5-10h，得到聚丙烯硅藻土助劑，即改性硅藻土。8.按照權(quán)利要求7所述的一種低VOC抗菌聚丙稀娃藻土復(fù)合材料，其特征在于，所述娃烷偶聯(lián)劑為KH550、KH560和KH570中的一種。9.按照權(quán)利要求6所述制備一種低VOC抗菌聚丙稀娃藻土復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述納米抗菌劑為納米銀或納米氧化鋅中的一種或兩種。10.按照權(quán)利要求6所述的制備一種低VOC抗菌聚丙稀娃藻土復(fù)合材料的方法，其特征在于，所述加工助劑包括抗氧劑1010/DLTP 0.5-3份，成核劑TMB-40.5-5份。
【專利摘要】本發(fā)明屬于高分子材料加工成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低VOC抗菌聚丙烯硅藻土復(fù)合材料及其制備方法，按重量份該復(fù)合材料包括聚丙烯65-85份，硅藻土10-20份，納米抗菌劑0.05-0.5份，納米二氧化鈦0.1-1份，加工助劑1-8份，制備流程首先對硅藻土進(jìn)行改性，再將原料混合，最后將混合后的原料加入到雙螺桿擠出機(jī)中造粒即可。本發(fā)明通過在聚丙烯高分子材料中加入硅藻土作為填料，加入納米二氧化鈦分解有機(jī)小分子，降低了材料中VOC的釋放，增強(qiáng)了材料的強(qiáng)度和韌性，通過加入納米抗菌劑提高了材料的抗菌性能。
【IPC分類】C08L23/12, C08K9/06, C08K3/22, C08K3/08, C08K13/06, C08K7/26
【公開號】CN105218944
【申請?zhí)枴緾N201510677486
【發(fā)明人】文起東, 吳業(yè)明, 李姝誼, 蘇菲, 盧婷, 蘇小飛
【申請人】遼寧東奧非金屬材料開發(fā)有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月19日