一种抗菌耐磨PE材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及材料技术领域，公开了一种抗菌耐磨PE材料及制备方法，该种抗菌耐磨PE材料包括以下原料：抗菌交联聚乙烯、功能化填料、紫外吸收剂、抗氧化剂、增塑剂、润滑剂；其中，抗菌交联聚乙烯是以聚乙烯为基体，依次与丙烯酸2,3

【技术实现步骤摘要】
一种抗菌耐磨PE材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及材料
，具体涉及一种抗菌耐磨PE材料及制备方法。

技术介绍

[0002]聚乙烯是一种具有优良加工性能和力学性能的树脂，来源广泛且价格低廉，具有优异的加工性能以及化学稳定性，被广泛的应用于薄膜、包装材料、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等领域中，但是由于其作为非极性的聚合物，分子间的作用力不强，所以存在耐磨性较差的问题，将聚乙烯作为塑料薄膜应用于包装材料时，在生产卷取和高速包装的过程中，为了防止薄膜产生粘结或者是在长途运输过程中产生电火花，塑料薄膜则需要具有抗静电的功能，在一些特殊的环境中，例如医疗器械与药品的包装、食品的包装方面使用的塑料薄膜需要具备抗菌的性能；排水管、自来水管等管材在使用过程中，需要具有防污的效果，因此，为了提高聚乙烯材料的应用范围，需要对其进行改性来赋予它新的性能。
[0003]聚乙烯改性分为物理改性与化学改性两种方式，其中化学改性是一种比较简单且效果显著的方法，它是通过在聚乙烯的分子链中引入功能性的基团使其具有新的性能，经过化学改性后的聚乙烯能够提高其与其他材料的相容性，且具有稳定性高，接枝的材料不易脱落等优点。
[0004]公开号为CN105968489B的专利介绍了一种聚乙烯抗菌包装薄膜的制备方法，该专利通过调节pH值诱导银氨离子与纳米二氧化钛表面产生很强的相互作用，再利用生物质枇杷水提取液还原银氨离子，实现银与二氧化钛在纳米尺度的均匀复合，制备出载银的纳米二氧化钛，最后将载银二氧化钛作为添加剂直接添加到聚乙烯树脂中，虽然载银二氧化钛的加入使聚乙烯包装薄膜具有了很强的抗菌性能，但是长久使用时抗菌物质容易脱落，寿命较短。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种抗菌耐磨PE材料及制备方法，解决了以下几点技术问题：(1)PE材料耐磨性不高的问题；(2)PE材料不具备抗菌性能的问题；(3)PE材料不抗静电的问题；(4)PE材料防污性能较低的问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0007]一种抗菌耐磨PE材料，包括以下重量份的原料：60
‑
90份抗菌交联聚乙烯、3
‑
5份功能化填料、1
‑
3份紫外吸收剂、2
‑
5份抗氧化剂、0.5
‑
1份增塑剂、0.2
‑
0.8份润滑剂；所述抗菌交联聚乙烯是以聚乙烯为基体，依次与丙烯酸2,3
‑
环氧丙酯、2,3
‑
二羟基丙基
‑
三甲基氯化铵发生化学反应制得；所述功能化填料是以炭黑为基体，经过过氧化氢氧化后与全氟己基乙烯发生化学反应制得。
[0008]进一步地，所述紫外吸收剂为2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯丙酮；所述抗氧化剂为1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基)苯；所述增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯；所述润滑剂为液体石蜡。
[0009]进一步地，所述抗菌交联聚乙烯的制备方法包括以下步骤：
[0010]S1:将聚乙烯、丙烯酸2,3
‑
环氧丙酯、苯乙烯加入高速混合机中，加入引发剂，升温至60
‑
80℃搅拌10
‑
30mi n，得到预混料，将预混料转移至双螺杆挤出机中，设置机头温度为180
‑
220℃，螺杆转速为40
‑
60r/mi n，熔融挤出造粒，得到环氧化聚乙烯；
[0011]S2：将环氧化聚乙烯加入甲苯中，升温至100
‑
110℃充分搅拌2
‑
4h后，加入2,3
‑
二羟基丙基
‑
三甲基氯化铵与催化剂，继续搅拌反应2
‑
6h,减压蒸馏除去溶剂，得到抗菌交联聚乙烯。
[0012]通过上述技术方案，在引发剂与苯乙烯的作用下，聚乙烯与丙烯酸2,3
‑
环氧丙酯发生自由基聚合反应，在聚乙烯分子链中引入环氧基团，得到环氧化聚乙烯，在催化剂的作用下，环氧化聚乙烯结构中的环氧基团与2,3
‑
二羟基丙基
‑
三甲基氯化铵中的羟基发生开环反应，得到抗菌交联聚乙烯。
[0013]进一步地，步骤S1中，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯中的任意一种。
[0014]进一步地，步骤S2中，所述催化剂为四丁基溴化铵。
[0015]进一步地，所述功能化填料的制备方法包括以下步骤：
[0016]SS1:将炭黑加入质量分数为30
‑
35％的过氧化氢中，搅拌1
‑
2h，升温至75
‑
85℃，油浴10
‑
12h,冷却至室温后，过滤、洗涤、真空干燥后得到氧化炭黑；
[0017]SS2：将氧化炭黑加入二甲基亚砜中，加入全氟烯基化合物以及过硫酸钾,搅拌1
‑
3h,通入氮气，在400
‑
450W的功率下微波辐照50
‑
60s，离心分离，将所得固体进行洗涤、真空干燥后得到功能化填料。
[0018]通过上述技术方案，炭黑经过过氧化氢氧化后，在其表面生成具有活性的羟基，在微波的辐照以及引发剂的作用下，炭黑表面的活性羟基产生氧自由基从而引发全氟烯基化合物发生自由基聚合反应，将全氟己基乙烯接枝到炭黑表面得到功能化填料。
[0019]进一步地，步骤SS1中，所述炭黑的粒径为10
‑
500nm。
[0020]进一步地，步骤SS2中，所述全氟烯基化合物为全氟己基乙烯、全氟壬酸烯丙酯、全氟辛基乙基甲基丙烯酸酯、全氟己基乙基丙烯酸酯中的任意一种。
[0021]一种抗菌耐磨PE材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]步骤一、将重量份的抗菌交联聚乙烯、功能化填料、紫外吸收剂、抗氧化剂、增塑剂、润滑剂加入高速混料机中，设置转速为300
‑
500r/mi n，混合2.5
‑
5h后得到混合填料；
[0023]步骤二、将混合填料转移至双螺杆挤出机中，设置转速为400
‑
600r/mi n，机头温度为200
‑
300℃，进行挤出造粒，得到耐磨PE材料。
[0024]本专利技术的有益效果：
[0025](1)本专利技术采用交联的方式制得抗菌交联聚乙烯，经过交联后的聚乙烯密度变高，结构从直链式变成三维网络状，增强了聚乙烯的内聚力，从而提高其耐磨性能，同时在聚乙烯的三维网络状结构中引入大量的季铵基团，给聚乙烯赋予了良好的抗菌特性，且通过化学接枝的方式，使得抗菌物质在长时间使用过程中不易析出，能够达到长久不衰减的抗菌效果，提高聚乙烯材料的使用寿命。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗菌耐磨PE材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：60
‑
90份抗菌交联聚乙烯、3
‑
5份功能化填料、1
‑
3份紫外吸收剂、2
‑
5份抗氧化剂、0.5
‑
1份增塑剂、0.2
‑
0.8份润滑剂；所述抗菌交联聚乙烯是以聚乙烯为基体，依次与丙烯酸2,3
‑
环氧丙酯、2,3
‑
二羟基丙基
‑
三甲基氯化铵发生化学反应制得；所述功能化填料是以炭黑为基体，经过过氧化氢氧化后与全氟己基乙烯发生化学反应制得。2.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨PE材料，其特征在于，所述紫外吸收剂为2
‑
羟基
‑4‑
正辛氧基二苯丙酮；所述抗氧化剂为1,3,5
‑
三甲基
‑
2,4,6
‑
(3,5
‑
二叔丁基
‑4‑
羟基)苯；所述增塑剂为邻苯二甲酸二异壬酯；所述润滑剂为液体石蜡。3.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨PE材料，其特征在于，所述抗菌交联聚乙烯的制备方法包括以下步骤：S1:将聚乙烯、丙烯酸2,3
‑
环氧丙酯、苯乙烯加入高速混合机中，加入引发剂，升温至60
‑
80℃搅拌10
‑
30min，得到预混料，将预混料转移至双螺杆挤出机中，设置机头温度为180
‑
220℃，螺杆转速为40
‑
60r/min，熔融挤出造粒，得到环氧化聚乙烯；S2：将环氧化聚乙烯加入甲苯中，升温至100
‑
110℃充分搅拌2
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4h后，加入2,3
‑
二羟基丙基
‑
三甲基氯化铵与催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆培，
申请(专利权)人：广东新富纳泰塑料制品有限公司，
类型：发明
国别省市：