[发明专利]一种改性聚丙烯塑料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及改性聚丙烯塑料技术领域，具体涉及一种具有抗菌且抗紫外光老化功能的改性聚丙烯塑料及其制备方法和应用。

背景技术

聚丙烯（PP）在抗菌和抗紫外光老化等方面的功能化，可以拓展其在家电及户外使用材料等领域的应用，对于PP材料的持续发展具有深远意义。

杀菌剂主要分为两类：有机杀菌剂和无机杀菌剂。传统的有机杀菌剂效率高，但热稳定性和耐久性差，难以承受PP的高加工温度，且具有一定的毒性。Ag系无机杀菌剂虽然杀菌效果好，但成本较高，产品易被着色。纳米TiO₂的杀菌效率的发挥须依赖紫外光的照射作用，在没有光照或弱光照射下杀菌效果差。ZnO作为一种较广泛使用的无机杀菌剂，毒性小，色浅，稳定性好，可作为PP的功能添加剂使用。但是纯氧化锌的杀菌效率较低，使PP抗菌性能受限。纳米ZnO和纳米TiO₂虽然具有更好的杀菌活性，但其在PP基体中的团聚作用也会影响PP的抗菌性能，同时，纳米粒子填充PP塑料过程中，由于纳米粒子表面的活性基点的作用容易造成塑料基体的耐老化性能下降。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述PP材料分散性差和杀菌效率低等不足，提供一种改性聚丙烯塑料。

本发明的另一目的是提供上述改性PP材料的制备方法。

本发明的又一目的是提供上述改性PP材料的应用。

本发明通过以下技术方案实现上述目的：

一种改性聚丙烯塑料，由分子筛活化粉负载ZnO、ZnO/TiO₂或TiO₂/ZnO后与聚丙烯熔融混炼而成。（ZnO/TiO₂意为先负载ZnO然后再负载TiO₂，TiO₂/ZnO意为先负载TiO₂然后再负载ZnO）。

分子筛活化粉是分子筛合成原粉经过高温（450℃~550℃）处理后的多孔粉末，具有良好的分散性和快速的吸附速度。

所述分子筛活化粉的粒径为2~4μm，孔径1nm，硅铝比小于4。

上述改性聚丙烯塑料，负载了ZnO、ZnO/TiO₂或TiO₂/ZnO的分子筛活化粉与聚丙烯的重量份数比为5:100~15:100。

按重量百分比计，所述ZnO的负载量在7~24%之间，所述TiO₂的负载量小于0.2%。

本发明所述改性聚丙烯塑料的制备方法，当该改性塑料由分子筛活化粉负载ZnO后与聚丙烯熔融混炼而成时，制备步骤如下：以分子筛活化粉为载体，加入到醋酸锌或氯化锌的水溶液，减压吸附然后静置，过滤后反应产物经逐步升温至550℃至恒重得到负载ZnO的分子筛活化粉；将负载ZnO的分子筛活化粉与聚丙烯熔融混炼，得到改性聚丙烯塑料。

当该改性塑料由分子筛活化粉负载ZnO/TiO₂后与聚丙烯熔融混炼而成时，制备步骤如下：

以分子筛活化粉为载体，首先加入到醋酸锌或氯化锌的水溶液，减压吸附，反应产物经逐步升温至550℃至恒重得到负载ZnO的分子筛活化粉；以负载ZnO的分子筛活化粉为载体，加入到酞酸丁酯或四氯化钛的无水乙醇溶液，减压吸附，反应产物经逐步升温至500℃至恒重得到负载ZnO/TiO₂的分子筛活化粉；将负载ZnO/TiO₂的分子筛活化粉与聚丙烯熔融混炼，得到该改性聚丙烯塑料。

当该改性塑料由分子筛活化粉负载TiO₂/ZnO后与聚丙烯熔融混炼而成时，制备步骤如下：

以分子筛活化粉为载体，首先加入到酞酸丁酯或四氯化钛的无水乙醇溶液，减压吸附，反应产物经逐步升温至500℃至恒重得到负载TiO₂的分子筛活化粉；以负载TiO₂的分子筛活化粉为载体，加入到醋酸锌或氯化锌的水溶液，减压吸附，反应产物经逐步升温至550℃至恒重得到负载TiO₂/ZnO和的分子筛活化粉；将负载TiO₂/ZnO和的分子筛活化粉与聚丙烯熔融混炼，得到该改性聚丙烯塑料。

以上所述的几种制备方法中，其中酞酸丁酯或四氯化钛的无水乙醇溶液浓度为10%~5%（g/mL），即10~5g/100mL；醋酸锌或氯化锌水溶液浓度为14%~10%（g/mL），即14~10g/100mL。