一种自清洁抗菌木塑复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种自清洁抗菌木塑复合材料，包括如下质量分数的原料：PVC树脂粉30～55份、纳米二氧化钛‑纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维15～30份、活性碳酸钙10～15份、偶联剂0.3～2份、增塑调节剂1～5份、环保稳定剂2～6份、加工助剂1～3份、润滑剂1～3份、增韧剂1～5份，本发明专利技术还提供了一种自清洁抗菌木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：S100、按比例称取原料，进行混合处理之后得到预混料；S200、将预混料加入挤出机并加热挤出；S300、将处理后的原料经过模具成型、牵引和切割得到木塑复合材料，采用本配方和方法制作的自清洁抗菌木塑抗菌效果好，可有效解决木塑材料表面易污染和细菌滋生的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种自清洁抗菌木塑复合材料及其制备方法
本专利技术涉及木塑材料
，具体为一种自清洁抗菌木塑复合材料及其制备方法。
技术介绍
木塑复合材料是由植物纤维粉(木粉、秸秆、林业三剩物等)和热塑性塑料为主要原料，通过物理、化学和生物工程学等高技术工艺制造的一种新型环保复合材料，其零甲醛、耐虫蛀、耐腐蚀、耐化学反应、吸水性小等同时兼具木材和塑料的优点使得其在运输业、室内装修、建筑业、家具制品业、园林景观等领域。但是木塑复合材料在储存，运输以及使用过程中，由于周围环境及空气中湿度，有害颗粒及气体等的影响，在其表面容易滋生细菌，富集污染物质等，会对人体健康造成不利影响，如何解决木塑复合材料表面的污染及细润滋生等问题、增加木塑材料的自清洁抗菌能力，成了亟待解决的问题。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足,本专利技术提供一种自清洁抗菌木塑复合材料及其制备方法，可以有效解决木塑复合材料及其制品在使用过程中，表面易污染和细菌滋生的问题，能有效的解决
技术介绍
提出的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自清洁抗菌木塑复合材料，包括如下质量分数的原料：PVC树脂粉30～55份、纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维15～30份、活性碳酸钙10～15份、偶联剂0.3～2份、增塑调节剂1～5份、环保稳定剂2～6份、加工助剂1～3份、润滑剂1～3份、增韧剂1～5份。进一步地，所述纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维的制备方法为：将质量分数为5～15％的纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂喷洒于生物质纤维表面，于高速混合机中105-120℃、600-1000r/min条件下搅拌10-20min得到纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维。进一步地，所述的纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂是通过以下方法制备的：将四氯化钛溶于盐酸水溶液中，制备得到2～5wt％的四氯化钛盐酸溶液，向四氯化钛盐酸溶液中加入30％氨水成为氢氧化钛胶体溶液，再向氢氧化钛胶体溶液加入过氧化氢与0.02～0.2mol/L硝酸银水溶液，氢氧化钛胶体溶液与硝酸银水溶液的体积比控制在500:1～100:1，于60℃～100℃加热2～5h，且取样后经含氧离子的溶液鉴定无沉淀产生为止，即可得到纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂。进一步地，所述生物质纤维是秸秆粉、木材碎屑、竹粉或棉花果壳粉中的一种或者几种的混合物，粒径在80～150目。进一步地，所述润滑剂是硬脂酸、石蜡中的一种或者两种的混合物，所述加工助剂是ACR树脂，所述发泡调节剂是丙烯酸酯类聚合物，所述发泡剂是AC发泡剂或碳酸氢钠发泡剂中的一种。进一步地，所述偶联剂是马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、硅皖偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或者几种的混合物。另外，本专利技术还提供了一种自清洁抗菌木塑复合材料的制备方法，包括如下步骤：S100、按比例称取原料，进行混合处理之后得到预混料；S200、将预混料加入挤出机并加热至120～180℃挤出，挤出机机筒温度130～180℃，模具温度130～200℃，主机转速10～30r/min,喂料转速10～25r/min；S300、将处理后的原料经过模具成型、牵引和切割得到木塑复合材料。所述步骤S100中具体的处理过程为：将PVC树脂粉、活性碳酸钙、纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维、环保稳定剂、润滑剂、加工助剂、增韧剂、偶联剂、发泡剂及发泡调节剂按重量比称取后，在105～120℃条件下搅拌10～20分钟后再冷却至40～60℃得到预混料。进一步地，所述步骤S100中，物料的搅拌过程为：将PVC树脂粉、活性碳酸钙和纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维混合，加热至50～70℃，以转速为1000r/min的转速搅拌10～15min，直至得到粘稠状的混合物；对得到的混合物保温，将表面的悬浮层刮去，并将发泡剂和偶联剂加入混合物得到发泡物；将发泡调节剂加入发泡物中加热至60～70℃，以转速为2000r/min的转速搅拌15～20min，并持续通入温度为60～70℃的氮气，直至混合物中无明显气泡产生得到消泡物；将环保稳定剂、加工助剂、增韧剂和润滑剂加入到消泡物中，以转速为3000r/min的转速搅拌20～25min，直至完全混合均匀得到预混料；再次通入10～20℃的氮气对预混料进行降温冷却，直至温度降低至40～60℃。进一步地，所述步骤S300中的模具采用钛合金模具。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术通过将纳米二氧化钛和纳米银二者复合，制备得到具有高效广谱抗菌活性的纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂，并用该复合抗菌剂预处理生物质纤维表面，不仅能赋予木塑复合材料良好的抗菌性能，还能达到木塑表面的自清洁功能，进一步拓展木塑材料的应用领域；(2)由于复合抗菌剂具有良好的生物相容性及稳定性，可以有效改善生物质纤维与塑料二者间的界面相容性，提升木塑材料的物理力学性能。附图说明图1为本专利技术的制备方法工作流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：本专利技术提供了一种自清洁抗菌木塑复合材料，包括如下质量分数的原料：PVC树脂粉30份、纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维15份、活性碳酸钙10份、偶联剂0.3份、增塑调节剂1份、环保稳定剂2份、加工助剂1份、润滑剂1份、增韧剂1份。实施例2：本专利技术提供了一种自清洁抗菌木塑复合材料，包括如下质量分数的原料：PVC树脂粉42份、纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维22份、活性碳酸钙12份、偶联剂1.2份、增塑调节剂3份、环保稳定剂4份、加工助剂2份、润滑剂2份、增韧剂3份。实施例3：本专利技术提供了一种自清洁抗菌木塑复合材料，包括如下质量分数的原料：PVC树脂粉55份、纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维30份、活性碳酸钙15份、偶联剂2份、增塑调节剂5份、环保稳定剂6份、加工助剂3份、润滑剂3份、增韧剂5份。在上述实施例1、实施例2和实施例3中：经过纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维的制备方法为：将质量分数为5～15％的纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂喷洒于生物质纤维表面，于高速混合机中105-120℃、600-1000r/min条件下搅拌10-20min得到纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维，采用上述方式处理后的生物质纤维可以和纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂良好结合，得到具有抗菌效果的生物质纤维，为后续的制备工作提供原料。本专利技术中的纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂可以通过以下方法制备：将四氯化钛溶于盐酸水溶液中，制备得到2～5wt％的四氯化钛盐酸溶液，向四氯化钛盐酸溶液中加入30％氨水成为氢氧化钛胶体溶液，再向氢氧化钛胶体溶液加入过氧化氢与0.02～0.2mol/L硝酸银水溶液，氢氧化钛胶体溶液与硝酸银水溶液的体积比控制在500:1～100:1，于60℃～100℃加热2～5h，且取样后经含氧离子的溶液鉴定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自清洁抗菌木塑复合材料，其特征在于，包括如下质量份数的原料：PVC树脂粉30～55份、纳米二氧化钛‑纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维15～30份、活性碳酸钙10～15份、偶联剂0.3～2份、增塑调节剂1～5份、环保稳定剂2～6份、加工助剂1～3份、润滑剂1～3份、增韧剂1～5份。

【技术特征摘要】
1.一种自清洁抗菌木塑复合材料，其特征在于，包括如下质量份数的原料：PVC树脂粉30～55份、纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维15～30份、活性碳酸钙10～15份、偶联剂0.3～2份、增塑调节剂1～5份、环保稳定剂2～6份、加工助剂1～3份、润滑剂1～3份、增韧剂1～5份。2.根据权利要求1所述的一种自清洁抗菌木塑复合材料，其特征在于：所述生物质纤维的制备方法包括：首先，将含质量分数5～15％为的生物质纤维的纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂喷洒于生物质纤维表面；然后，于高速混合机中105-120℃、600-1000r/min条件下搅拌10-20min得到经过纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂预处理的生物质纤维。3.根据权利要求1或2所述的一种自清洁抗菌木塑复合材料，其特征在于：所述的纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂的制备方法包括：将四氯化钛溶于盐酸水溶液中，制备得到2～5wt％的四氯化钛盐酸溶液；向四氯化钛盐酸溶液中加入30％氨水成为氢氧化钛胶体溶液；再向氢氧化钛胶体溶液加入过氧化氢与0.02～0.2mol/L硝酸银水溶液；氢氧化钛胶体溶液与硝酸银水溶液的体积比控制在500:1～100:1；于60℃～100℃加热2～5h，直至取样后经含氧离子的溶液鉴定无沉淀产生为止，即可得到纳米二氧化钛-纳米银复合抗菌剂。4.根据权利要求2所述的一种自清洁抗菌木塑复合材料，其特征在于：所述生物质纤维是秸秆粉、木材碎屑、竹粉和棉花果壳粉中的一种或者几种的混合物，粒径在80～150目。5.根据权利要求1所述的一种自清洁抗菌木塑复合材料，其特征在于：所述润滑剂是硬脂酸、石蜡中的一种或者两种的混合物；所述加工助剂是ACR树脂；所述发泡调节剂是丙烯酸酯类聚合物；所述发泡剂是AC发泡剂或碳酸氢钠发泡剂。6.根据权利要求1所述的一种自清洁抗菌木塑复合材料，其特征在于：所述偶联剂是马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、硅皖偶联剂和铝酸酯偶联剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵悦英，杨明，王平，李冲，杨秀秀，化明志，
申请(专利权)人：山东霞光集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37