[发明专利]一种高抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法，更具体的是通过对纳米TiO₂粒子进行掺杂处理和偶联改性处理得到改性纳米TiO₂粒子，与聚丙烯熔融挤出制备得到高抗菌聚丙烯复合材料，属于聚合物改性和加工领域。

背景技术

塑料在人们日常生活中占有越来越重要的地位。聚丙烯作为一种无毒塑料，因密度小、价格低和良好的加工性能，被广泛应用于各种场所，如家用电器、汽车内外饰件、健身器材、办公用品、日用品、玩具和卫生洁具等领域。随着人们对健康和环保意识的提高，逐渐认识到聚丙烯塑料在使用和存放过程中，在适宜的温度和湿度条件下，制品表面会大量滋生对人体健康有害的细菌等微生物。而聚丙烯本身并不具备抗菌的作用，因此开发具有抗菌性能的新型聚丙烯材料，对环保事业及人们的身体健康有着十分重要的现实意义。目前制备抗菌聚丙烯材料普遍采用在聚丙烯产品中直接添加抗菌原料，但这容易使聚丙烯制品颜色变黄，而且不能使聚丙烯中抗菌剂分散均匀，出现团聚而使抗菌效果不持久，甚至会影响到制品的机械性能。

二氧化钛(TiO₂)作为一种新型的抗菌材料近年来备受人们关注，其具有无毒、无味、无刺激性，稳定性强等特点。由于纳米TiO₂的杀菌性能主要是利用太阳光、照明灯中的紫外光激发使电子发生跃迁，其对光利用率不高，特别是在光缺乏的环境中，其抗菌作用较弱，因此需要对其进行改性及优化。目前普遍采用的方法是掺杂银，如中国专利CN2004100419011，该方法虽然能使抗菌活性增大，但由于银存在着成本高、易变色的问题，在一定程度上限制了其应用。此外，由于纳米TiO₂粒子表面能高，粒子自聚而形成团聚体，不易产生活性基团，发挥不出应有的抗菌性能，从而影响复合材料的抗菌性能。因此，需要提高纳米TiO₂粒子在聚丙烯基体中的分散性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高抗菌聚丙烯复合材料及其制备方法，使抗菌粒子分散均匀，制得的抗菌材料抗菌效果长效持久，以更好地满足材料对抗菌性能的要求。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现。

一种高抗菌聚丙烯复合材料，由下列重量百分比的原料组成：

其中，

所述的聚丙烯为均聚聚丙烯和共聚聚丙烯中的一种或是它们的组合物，其熔体流动速率(230℃×2.16kg)为5～70g/10min。

所述的改性纳米TiO₂粒子是经偶联改性处理的掺杂纳米TiO₂粒子，其中偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂的一种或几种。

所述的掺杂纳米TiO₂粒子是以锐钛矿型纳米TiO₂粒子为基质，掺杂5％纳米氧化锌(ZnO)，采用球磨法使其与TiO₂粒子混合均匀而得到。

所述的其它无机填料为滑石粉、硫酸钡和碳酸钙中的一种或几种组合，其粒径范围为1～10μm。

所述的弹性体为一种乙烯-辛烯的共聚物，熔融指数为0.5～10g/10min(测试条件：190℃×2.16kg)，密度为0.86～0.90g/cm³。

所述的分散剂为聚乙烯蜡、聚丙烯蜡中的一种或两种组合。

所述的抗氧剂包括主抗氧剂和辅抗氧剂，主抗氧剂为受阻酚和硫酯类抗氧剂中的一种或几种组合，辅抗氧剂为亚磷酸盐或酯类抗氧剂中的一种或几种组合。

所述的主抗氧剂为3114(化学名称为1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1，3，5-三嗪-2，4，6[1H，3H，5H]三酮)、1010(化学名称为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯)、DSTP(化学名称为硫代二丙酸硬脂醇酯)中的一种或几种的组合物；所述的辅抗氧剂为618(化学名称为双十八烷基季戊四醇双亚磷酸酯)、168(化学名称为亚磷酸三(2，4-二叔丁基苯)酯)中的一种或几种的组合物。

所述的其它添加剂为各种颜色添加剂或色母粒。

上述高抗菌聚丙烯复合材料的制备方法如下：

(4)按重量配比称取原料；

(5)将聚丙烯、改性纳米TiO₂粒子、其它无机填料、弹性体、分散剂、抗氧剂和其它添加剂在高速混合器中干混5～15分钟；