一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料及制备方法技术

一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料及制备方法，涉及一种纤维素/聚丙烯复合材料及制备方法。是要解决现有的抑菌剂添加到木塑复合材料中抑菌效果并不理想的问题。复合材料包括纤维素、聚丙烯树脂、抑菌剂、相容剂、偶联剂、抗氧剂、分散剂和多孔介质材料。方法：一、称取原料；二、将偶联剂加入到乙醇溶液中，得到水解的偶联剂；将抑菌剂加入到水解的偶联剂中搅拌，烘干，得到抑菌剂复合物；将抑菌剂复合物、聚丙烯树脂A、抗氧剂和分散剂加入到双螺杆挤出机，造粒，干燥得抑菌母料；三、将抑菌母料、纤维素、聚丙烯树脂B、相容剂和多孔介质材料加入到双螺杆挤出机，造粒，干燥得复合粒料，注塑成型，即得。本发明专利技术用于木塑复合材料领域。

Antibacterial cellulose / polypropylene composite material and preparation method thereof

The invention relates to an antibacterial cellulose / polypropylene composite material and a preparation method thereof, relating to a cellulose / polypropylene composite material and a preparation method thereof. It is necessary to solve the problem that the existing bacteriostatic agent added to the wood plastic composite material has not satisfactory bacteriostatic effect. Composite materials include cellulose, polypropylene resin, bacteriostatic agent, compatibilizer, coupling agent, antioxidant, dispersant and porous medium material. Methods: first, it is called the raw material; two, the coupling agent is added into the ethanol solution and the coupling agent is hydrolyzed; the bacteriostat is stirred and dried in the hydrolytic coupling agent to get the compound of the bacteriostat; the antibacterial compound, the polypropylene resin A, the antioxidant and the dispersant are added to the twin screw extruder, granulation and drying. Bacteriostasis masterbatch; three. Add antibacterial masterbatch, cellulose, polypropylene resin B, compatibilizer and porous media material into twin screw extruder, granulation, dry compound granular material, injection molding, that is obtained. The invention is used in the field of wood plastic composite material.

【技术实现步骤摘要】
一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料及制备方法
本专利技术涉及一种纤维素/聚丙烯复合材料及制备方法。
技术介绍
随着人们安全意识的提高，在家具、食品包装、生活用品等使用上都存在较高的抑菌需要，因此抑菌材料的设计、生产与应用备受关注。以常用的树脂如：热固性树脂(不饱和聚酯、环氧树脂、氨基塑料等)、热塑性树脂(聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等)为基体的复合材料应用最为广泛。其中，聚丙烯(Poyropylene,PP)价格低廉，性能优良，稳定性好并且易于加工成型。但是PP本身不具有抑菌性，以聚丙烯为基体的复合材料在长时间使用受环境的影响，容易受微生物的侵蚀，不仅折损材料的使用寿命，影响健康，还会增加经济负担。制备抑菌型聚丙烯基复合材料，抑制细菌、真菌等微生物的生存，增加复合材料的使用寿命，具有积极的意义。常见的抑菌剂可以分为无机抑菌剂、有机抑菌剂、天然抑菌剂和高分子抑菌剂四种。其中，天然抑菌剂稳定性差，高分子抑菌剂在应用上有局限性，无机抑菌剂和有机抑菌剂单独使用的抑菌效果并不理想，对于大肠杆菌、金黄葡萄球菌的杀菌率为80％左右，无法满足目前木塑复合材料的使用需求。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的抑菌剂添加到木塑复合材料中抑菌效果并不理想的问题，提供一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料及其制备方法。本专利技术抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料按重量份数包括10.00～74.00份的纤维素、11.00～87.00份的聚丙烯树脂、0.50～5.00份的抑菌剂、2.00～7.00份的相容剂、0.10～2.00份的偶联剂、0.10～2.00份的抗氧剂、0.10～2.00份的分散剂和0.50～3.00份的多孔介质材料。进一步的，所述纤维素是微晶纤维素、纤维素晶须、纳米纤维素的一种或几种的混合物。进一步的，所述聚丙烯树脂是无规共聚聚丙烯树脂。进一步的，所述抑菌剂包括无机抑菌剂和有机抑菌剂，无机抑菌剂和有机抑菌剂按任意比组合；其中所述无机抑菌剂是氧化锌、纳米银、纳米铜盐、二氧化硅、锐钛型二氧化钛中的一种或几种的混合物，所述有机抑菌剂是3-氨基-1，2，4-三氮唑、4-氨基-1，2，4-三氮唑、3，5-二氨基-1，2，4-三氮唑中的一种或几种的混合物。进一步的，所述相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的一种或者两种的组合物。进一步的，所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或者两种的组合物。进一步的，所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂中的一种或者两种的组合物。进一步的，所述分散剂为乙撑基双硬脂酰胺、硬酯酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或者两种的组合物。进一步的，所述多孔介质材料为纳米二氧化硅、蒙托土、4A分子筛、5A分子筛、锐钛型二氧化钛、硅藻土中的一种或几种的混合物。上述抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：一、按重量分数称取10.00～74.00份的纤维素、11.00～87.00份的聚丙烯树脂、0.50～5.00份的抑菌剂、2.00～7.00份的相容剂、0.10～2.00份的偶联剂、0.10～2.00份的抗氧剂、0.10～2.00份的分散剂和0.50～3.00份的多孔介质材料；将聚丙烯树脂分为2份，聚丙烯树脂A和聚丙烯树脂B，聚丙烯树脂A和聚丙烯树脂B的质量比为3：7；二、抑菌母料的制备将偶联剂加入到乙醇溶液中，在室温下搅拌5～10min，得到水解的偶联剂；所述乙醇溶液的质量浓度为80％～90％；将抑菌剂加入到水解的偶联剂中搅拌30～40min，搅拌速度为800～1200r/min，得到混合溶液，然后将混合溶液在80～90℃烘干，得到抑菌剂复合物；将抑菌剂复合物、聚丙烯树脂A、抗氧剂和分散剂加入到双螺杆挤出机的喂料桶，设定喂料速度和螺杆转速，风冷切粒，干燥得抑菌母料；三、将抑菌母料、纤维素、聚丙烯树脂B、相容剂和多孔介质材料机械混合均匀，加入到双螺杆挤出机的喂料桶，设定喂料速度和螺杆转速，风冷切粒，干燥得复合粒料，经注塑成型，得到抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料。进一步的，步骤二中喂料转速为200～220r/min，螺杆转速为250～270r/min。进一步的，步骤二中双螺杆挤出机各区温度设定为：一区、二区、三区、四区、五区、六区、机头的熔体温度分别为150℃、155℃、165℃、165℃、155℃、150℃、165℃。进一步的，步骤三中喂料转速为200～220r/min，螺杆转速为250～270r/min。进一步的，步骤三中双螺杆挤出机各区温度设定为：一区、二区、三区、四区、五区、六区、机头的熔体温度分别为150℃、155℃、165℃、165℃、155℃、150℃、165℃。进一步的，步骤三中注塑成型的条件为：温度170～175℃，压力80～90MPa，注塑速率为65～85mm/s。上述抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料的另一种制备方法，包括以下步骤：一、按重量分数称取10.00～74.00份的纤维素、11.00～87.00份的聚丙烯树脂、0.50～5.00份的抑菌剂、2.00～7.00份的相容剂、0.10～2.00份的偶联剂、0.10～2.00份的抗氧剂、0.10～2.00份的分散剂和0.50～3.00份的多孔介质材料；二、将步骤一中称取的原料加入到双螺杆挤出机的喂料桶，设定喂料速度和螺杆转速，风冷切粒，干燥得复合粒料，经注塑成型，得到抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料。进一步的，步骤二中喂料转速为200～220r/min，螺杆转速为250～270r/min。进一步的，步骤二中双螺杆挤出机各区温度设定为：一区、二区、三区、四区、五区、六区、机头的熔体温度分别为150℃、155℃、165℃、165℃、155℃、150℃、165℃。进一步的，步骤二中注塑成型的条件为：温度170～175℃，压力80～90MPa，注塑速率为65～85mm/s。本专利技术的有益效果：本专利技术的抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料既具备光泽表面又具有抑菌性能，这种复合材料可以替代现有的一些常用木塑复合材料，延长材料使用时间，抑制微生物滋生繁殖，提高安全性能，更符合现代健康安全环保的理念。本专利技术的纤维素/聚丙烯复合材料，通过合理的基体树脂、有机填料、相容剂和抑菌剂的配比，筛选出原料最优使用量及抑菌剂种类，提高复合材料的抑菌性能，使其广泛应用于汽车内饰件、家具、地板以及生活用品等。氮唑类抑菌剂是含有生物活性的芳香杂环化合物，具有广谱抑菌性、抗癌症和炎症、抗病毒等功效，当三氮唑在与微生物(如细菌、病毒等)的细胞作用时，不仅能阻碍细菌DNA的合成，还能破坏细菌的细胞结构、电子及物质传输系统并导致细菌生存机能遭到破坏并导致死亡。因此，三氮唑具有较好的抑制细菌、真菌生长和繁殖的作用，是一种极好的抑菌材料。金属氧化物的磨蚀性、碱性、氧化性以及对微生物的静电吸引，使氧化锌具有强烈的抑菌性，对细菌和微生物有抑制生长、破坏细胞结构、诱导细胞内部物质泄漏的功效。所以根据氮唑类化合物的优势及金属氧化物的优势，将三氮唑与氧化锌进行组合得到组合型抑菌剂，使其结合了氮唑类抑菌剂和无机金属类抑菌剂二者的优点，起到较强的抑细菌和真菌的作用。此外在后续的性能测试中发现组合抑菌剂的力学性能较单一抑菌剂的力学性能较好。是由于有机抑菌剂氮唑类化合物分子结构中含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料，其特征在于该复合材料按重量份数包括10.00～74.00份的纤维素、11.00～87.00份的聚丙烯树脂、0.50～5.00份的抑菌剂、2.00～7.00份的相容剂、0.10～2.00份的偶联剂、0.10～2.00份的抗氧剂、0.10～2.00份的分散剂和0.50～3.00份的多孔介质材料；所述抑菌剂包括无机抑菌剂和有机抑菌剂；其中所述无机抑菌剂是氧化锌、纳米银、纳米铜盐、二氧化硅、锐钛型二氧化钛中的一种或几种的混合物，所述有机抑菌剂是3‑氨基‑1，2，4‑三氮唑、4‑氨基‑1，2，4‑三氮唑、3，5‑二氨基‑1，2，4‑三氮唑中的一种或几种的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料，其特征在于该复合材料按重量份数包括10.00～74.00份的纤维素、11.00～87.00份的聚丙烯树脂、0.50～5.00份的抑菌剂、2.00～7.00份的相容剂、0.10～2.00份的偶联剂、0.10～2.00份的抗氧剂、0.10～2.00份的分散剂和0.50～3.00份的多孔介质材料；所述抑菌剂包括无机抑菌剂和有机抑菌剂；其中所述无机抑菌剂是氧化锌、纳米银、纳米铜盐、二氧化硅、锐钛型二氧化钛中的一种或几种的混合物，所述有机抑菌剂是3-氨基-1，2，4-三氮唑、4-氨基-1，2，4-三氮唑、3，5-二氨基-1，2，4-三氮唑中的一种或几种的混合物。2.根据权利要求1所述的一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料，其特征在于所述纤维素是微晶纤维素、纤维素晶须、纳米纤维素的一种或几种的混合物。3.根据权利要求1或2所述的一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料，其特征在于所述聚丙烯树脂是无规共聚聚丙烯树脂。4.根据权利要求3所述的一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料，其特征在于所述相容剂是马来酸酐接枝聚丙烯、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚丙烯中的一种或者两种的组合物。5.根据权利要求1、2或4所述的一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料，其特征在于所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的一种或者两种的组合物。6.根据权利要求5所述的一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料，其特征在于所述抗氧剂为亚磷酸酯类抗氧剂、受阻酚类抗氧剂中的一种或者两种的组合物。7.根据权利要求6所述的一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料，其特征在于所述分散剂为乙撑基双硬脂酰胺、硬酯酸单甘油酯、三硬脂酸甘油酯中的一种或者两种的组合物。8.根据权利要求7所述的一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料，其特征在于所述多孔介质材料为纳米二氧化硅、蒙托土、4A分子筛、5A分子筛、锐钛型二氧化钛、硅藻土中的一种或几种的混合物。9.如权利要求1所述的一种抑菌型纤维素/聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：一、按重量分数称取10...

【专利技术属性】
技术研发人员：张秀成，程丹，李斌，许苗军，刘丽华，王思雨，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23