一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法，该纳米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法旨在解决现在的纳米抗菌聚丙烯颗粒材料不具有抗磨特性，容易发生表面结构变薄和摩擦撕裂的技术问题。该纳米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法包括如下重量份的组分：聚丙烯51～69％、聚乙烯2～3.5％、硼烷偶联剂0.3～3.1％、无机抗菌剂2～6％、有机抗菌剂1～4.2％、填料15～22％、增韧剂1～8.5％、加工助剂1.3～4.9％。该纳米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法采用聚四氟乙烯、液相聚硅氧烷和二硫化钼，在聚丙烯复合材料颗粒的表面形成润滑的薄膜结构，具有良好的抗摩擦特性，同时，利用芳香族聚酰胺纤维和玻璃纤维结合使用的方法，增强聚丙烯颗粒的整体韧性和强度。颗粒的整体韧性和强度。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法


[0001]本专利技术属于纳米塑料材料领域，具体涉及一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国的新兴材料科技产业中已经将纳米抗菌塑料作为重点发展的新材料领域之一。目前，国内对抗菌塑料的需求量一年约为15万吨，抗菌聚丙烯在抗菌塑料中占有重要的份额，国内年消耗量超过5万吨。随着抗菌的概念越来越深入人心，国内对抗菌聚丙烯的需求也会越来越大，预计每年需求量增长20％甚至更多。运用纳米技术直接生产出的抗菌聚丙烯专用料，无疑有着良好的市场前景。
[0003]纳米技术在抗菌塑料生产中的应用，是将纳米级抗菌剂在塑料生产过程中充分地分散于塑料制品中，可将附着在塑料上的细菌杀死或抑制其生长。由于纳米粉体颗粒尺寸的特殊效应，大大提高了整体抗菌效果，使耐温、粉体细度、分散性和效应都得到了充分发挥，能够在使用环境中对沾污在塑料上的细菌、霉菌、酵母菌、藻类甚至病毒等起抑制或杀灭作用，通过抑制微生物的繁殖来保持自身清洁，产生持久的抗菌效果。目前，专利号为CN111114063B的专利技术专利公开了一种纳米抗菌聚丙烯膜的制备方法和产品及其在肉类包装中的应用，包括以下步骤：向壳聚糖双胍盐酸盐中加入山梨醇和甘油，加入纳米TiO2，再加入酪蛋白酸钠、聚乙二醇和聚乙烯醇，4000r/min条件下分散30～40min即可制得所述纳米复合浆料，将纳米复合浆料和聚丙烯树脂混合，4000r/min条件下分散30～40min，通过流延制膜机制得纳米抗菌聚丙烯膜，纳米复合浆料在投料总量中的重量占比为18～20％，其主要目的是提高防穿刺性能，对于肉制品的包装，防止其中的骨头、鱼鳍等对包装薄膜很容易造成破损，从而使得包装袋使食物变质或泄露的问题，但是这种聚丙烯材料用于包装中，除了应对内容物的穿刺作用，有时还会面对外表面摩擦作用，不具有耐磨性能的纳米抗菌聚丙烯颗粒容易发生表面结构变薄，撕裂的情况，不利于内容物的密封。
[0004]因此，针对上述纳米抗菌聚丙烯颗粒用于包装时其不具有耐磨性能，容易发生表面结构变薄、撕裂的情况，开发一种新型纳米抗菌聚丙烯颗粒材料，利用热塑性加工过程中添加的抗磨助剂，防止纳米抗菌聚丙烯颗粒表面出现摩擦损伤，提高产品的抗磨性能，延长使用寿命。

技术实现思路

[0005](1)要解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法，该纳米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法旨在解决现在的纳米抗菌聚丙烯颗粒材料不具有抗磨特性，容易发生表面结构变薄和摩擦撕裂的技术问题。
[0007](2)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了这样一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒，该纳
米抗菌聚丙烯颗粒及其制备方法包括如下重量份的组分：聚丙烯51～69％、聚乙烯2～3.5％、硼烷偶联剂0.3～3.1％、无机抗菌剂2～6％、有机抗菌剂1～ 4.2％、填料15～22％、增韧剂1～8.5％、加工助剂1.3～4.9％。
[0009]优选的，所述无机抗菌剂中含有纳米氧化锌97.9～99.2％、银离子0.8～ 2.1％。掺杂银离子的纳米氧化锌，作为无机抗菌剂具有极高的化学活性及优异的催化性和光催化活性，并具有抗红外线、紫外线辐射及杀菌功能。
[0010]优选的，所述有机抗菌剂中含有香草醛96.4～98.7％、银离子1.3～3.6％。使用香草醛或乙基香草醛类化合物添加银离子作为有机抗菌剂，与聚丙烯材料的结合效果好，在密炼过程中能够迁移到塑料表面，阻止微生物生长。
[0011]优选的，所述填料中含有玻璃纤维21～30％、芳香族聚酰胺纤维70～79％。玻璃纤维提供了高分子间坚固的机械性结合的功能，所以玻璃纤维可以增加热塑性材料结构的整个性并改善耐磨性，增加颗粒物的抗潜变性，热传导性和热变形性，显著改善结构强度，芳香族聚酰胺纤维也是耐磨添加剂之一，是软和无刮损性的纤维，相较于玻璃纤维柔韧性更好，提高其添加比例，增加聚丙烯颗粒的结构韧性。
[0012]优选的，所述增韧剂中含有端羧基液体丁腈橡胶11～17％、环氧树脂83～ 89％。端羧基液体丁腈橡胶与环氧树脂结合，固化前相容，固化后分相，形成“海岛结构”，既能吸收冲击能量，又基本不降低耐热性，提高聚丙烯颗粒的耐久性。
[0013]优选的，所述加工助剂中含有聚四氟乙烯13～21％、液相聚硅氧烷70～ 82％、二硫化钼5～9％。聚四氟乙烯会在颗粒表面形成润滑的薄膜结构，在摩擦剪力下有很好的润滑性及耐磨性能，聚硅氧烷液体是一种会移行的耐磨添加剂加入热塑性塑料中，该助剂会在受热情况下缓慢移动到颗粒表面，并形成一层持续不断的薄膜抗磨层，二硫化钼会吸附在聚丙烯颗粒表面，其分子会填塞入颗粒表面的孔隙中，并使颗粒表面更加光滑。
[0014]本专利技术还提供有一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒制备方法，其步骤如下：
[0015]步骤一：根据所需制备的纳米抗菌聚丙烯颗粒分量依次按比例称取聚丙烯、聚乙烯和填料投入分散机；
[0016]步骤二：对密炼机进行预加热后，将混合均匀的聚丙烯、聚乙烯和填料全部投入密炼机内进行熔融密炼，同时辅以搅拌加速物料融合；
[0017]步骤三：将材料从密炼机中取出后经过冷却降温，通过喂料机进入双螺杆挤出机进行造粒，得到聚丙烯颗粒；
[0018]步骤四：将聚丙烯颗粒投入充满惰性气体的反应器中，对反应器进行升温加热，然后再向反应器中分别依次按比例投入增韧剂、加工助剂和部分硼烷偶联剂，持续进行拌和，得到具有抗磨性能的复合聚丙烯原材；
[0019]步骤五：经过冷却降温后，向反应器内按比例同时投入无机抗菌剂、有机抗菌剂和剩余的硼烷偶联剂，再次升温拌和，得到具有抗菌性能的复合原材；
[0020]步骤六：将聚丙烯颗粒取出后，对聚丙烯颗粒进行表面干燥，按照一定分量封箱储存。
[0021]优选的，所述步骤一中的分散机为强力搅拌式分散机，转速为3500rpm，分散时间为30min。通过强力搅拌式分散机的高速分离作用，使各组分物料充分混合均匀。
[0022]优选的，所述步骤二中的密炼机预加热温度为150℃，熔融密炼温度为 170℃。密
炼机将聚丙烯、聚乙烯和填料加热融化后相互结合成稳定的不规则分子组成结构。
[0023]优选的，所述步骤三中的双螺杆挤出机造粒温度为190℃，螺杆转速80rpm。双螺杆挤出机通过对材料进行端部加热融化造粒，颗粒切断后迅速冷却成型。
[0024]优选的，所述步骤四、步骤五中的反应器加热温度为165℃。进一步降低融合温度，令加工助剂、无机抗菌剂和有机抗菌剂在颗粒表面融合形成抗磨表层。
[0025](3)有益效果
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒利用聚四氟乙烯、液相聚硅氧烷和二硫化钼，经过硼烷偶联剂的辅助融合作用，在聚丙烯复合材料颗粒的表面逐渐移动覆盖，并最终形成润滑的薄膜结构，颗粒表面更加光滑，具有良好的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒，该纳米抗菌聚丙烯颗粒包括如下重量份的组分：聚丙烯51～69％、聚乙烯2～3.5％、硼烷偶联剂0.3～3.1％、无机抗菌剂2～6％、有机抗菌剂1～4.2％、填料15～22％、增韧剂1～8.5％、加工助剂1.3～4.9％。2.根据权利要求1所述的一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒，其特征在于，所述无机抗菌剂中含有纳米氧化锌97.9～99.2％、银离子0.8～2.1％。3.根据权利要求1所述的一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒，其特征在于，所述有机抗菌剂中含有香草醛96.4～98.7％、银离子1.3～3.6％。4.根据权利要求1所述的一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒，其特征在于，所述填料中含有玻璃纤维21～30％、芳香族聚酰胺纤维70～79％。5.根据权利要求1所述的一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒，其特征在于，所述增韧剂中含有端羧基液体丁腈橡胶11～17％、环氧树脂83～89％。6.根据权利要求1所述的一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒，其特征在于，所述加工助剂中含有聚四氟乙烯13～21％、液相聚硅氧烷70～82％、二硫化钼5～9％。7.根据权利要求1所述的一种耐磨纳米抗菌聚丙烯颗粒，其制备方法如下：步骤一：根据所需制备的纳米抗菌聚丙烯颗粒分量依次按比例称取聚丙烯、聚乙烯和填料投入分散机；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈望挺，
申请(专利权)人：温州市梵特日用品有限公司，
类型：发明
国别省市：