【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于玻璃纤维复合材料领域，具体涉及一种抗菌玻璃纤维复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、热塑性树脂基复合材料具有受热软化、冷却硬化的性能，在很大程度上可以避免热固性树脂基复合材料所固有的缺点，例如易断裂、韧性差、损伤容限低、耐候性较差等，由于目前社会对环境问题的高度关注，热塑性材料的可回收性、生产过程无污染成为了逐步扩大市场范围的重要原因。其中，聚丙烯和三元乙丙橡胶共混制得的热塑性弹性体既具备传统交联硫化橡胶的高弹性、耐老化、耐油性各项优异性能，同时又具备普通塑料加工方便、加工方式广的特点，是一支更具人性化、高品位的新型合成材料。
2、玻璃纤维作为一种性能优异的无机非金属材料，具有良好的绝缘性、耐热性、抗腐蚀性和机械强度，通常可以用作复合材料中的增强材料、电绝缘材料和绝热保温材料，被广泛应用于航空航天、兵器、核能开发、工业装备等领域。专利cn106800705b公开了一种聚丙烯/三元乙丙橡胶/镀镍玻璃纤维功能复合材料，该专利技术将镀镍玻璃纤维作为填料对聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性弹性体进行功能化改性，实现了包覆镍层在聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性弹性体中的连续分布与网络化构建，赋予了聚丙烯/三元乙丙橡胶热塑性弹性体良好的导电性能和电磁屏蔽性能，但是该专利技术制备工艺中的混炼会折断镀镍玻璃纤维，可能会导致热塑性弹性体力学性能下降。专利cn111073146a公开了一种汽车用聚丙烯-三元乙丙橡胶改性复合材料，该专利技术以聚丙烯和三元乙丙橡胶为主要原料，辅助添加了改性玻璃纤维，提高了复合材料整体的抗冲击能力，然而
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种抗菌玻璃纤维复合材料及其制备方法并将其应用到抑菌洗眼杯，此复合材料通过纳米银抗菌玻璃纤维得到抑菌效果，并利用静电作用使得玻璃纤维在复合材料中均匀分散，此外还通过在聚丙烯链上接枝叔碳酸乙烯酯改善了复合材料的耐老化性，并利用叔碳酸乙烯酯分子的空间位阻使得复合材料具有一定疏水性，最终使得该复合材料制得的洗眼杯具有良好的抗菌、耐老化和疏水性。
2、为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、本专利技术第一方面提供了一种抗菌玻璃纤维复合材料，按重量份计，包含以下原料：30-40份三元乙丙橡胶、20-30份改性聚丙烯、0.5-25份纳米银抗菌玻璃纤维、2-4份热稳定剂和0.4-0.8份光屏蔽剂。
4、所述纳米银抗菌玻璃纤维的制备步骤如下：
5、s1、将硝酸锌和硝酸银溶于水中，加入柠檬酸，形成澄清溶液后得到液体a；
6、s2、将s1步骤中的液体a缓慢调节ph＝8-9，搅拌4-8h后先在60-100℃下干燥2-4h，再在80-120℃下真空干燥20-30h，最后在500-700℃煅烧2-4h，自然冷却后得到固体b；
7、s3、将s2步骤中的固体b分散在十六烷基三甲基溴化铵溶液中，调节ph＝11-12后搅拌1-3h，随后加入正硅酸乙酯继续搅拌5-9h，搅拌结束后过滤、洗涤、煅烧，得到纳米抗菌颗粒；
8、s4、将s3步骤中的纳米抗菌颗粒和氧化钙、氧化镁、氧化铝、二氧化硅在1500-1600℃下熔制4-6h，然后将熔制好的玻璃熔体在600-1000℃下退火20-60min后转移到玻璃纤维丝拉制机器上，进行拉丝、干燥，即得到所述纳米银抗菌玻璃纤维。
9、所述s4步骤中纳米抗菌颗粒、氧化钙、氧化镁、氧化铝和二氧化硅的质量比为1：(2-3)：(1-2)：(4-6)：(8-9)。
10、本专利技术制备了一种具有抗菌效果的玻璃纤维，通过二氧化硅载体的熔融将抗菌颗粒均匀装载在玻璃纤维上，利用光催化作用和金属离子溶出机理实现抑菌效果，并通过调整各种无机原料的比例确保渗透通道的形成，从而利于离子的移动，方便抗菌成分的起效。
11、所述热稳定剂为硬脂酸钙、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺中的一种或几种。
12、优选地，所述热稳定剂为聚丙烯酰胺。
13、所述光屏蔽剂为炭黑、氧化锌、钛白粉、锌钡白中的一种或几种。
14、优选地，所述光屏蔽剂为钛白粉。
15、所述改性聚丙烯的制备步骤如下：
16、将聚丙烯在170-190℃下与叔碳酸乙烯酯共混5-10min，转速为50-100rpm，然后加入过氧化二异丙苯反应10-30min，反应结束后即得到所述改性聚丙烯。
17、所述聚丙烯、叔碳酸乙烯酯和过氧化二异丙苯的质量比为1：(0.02-0.04)：(0.0002-0.0003)。
18、聚丙烯的主链上有许多带甲基的叔碳原子，使得叔碳原子上的氢易被氧化，因此pp的耐候老化性差，本专利技术通过在聚丙烯的主链上接枝叔碳酸乙烯酯改善了聚丙烯的耐老化性，选用了过氧化二异丙苯作为接枝反应的引发剂，利用过氧化二异丙苯热分解生成的强游离基激发聚丙烯主分子链中的氢原子使之转变为聚丙烯大分子游离基，之后叔碳酸乙烯酯以加成反应的方式和聚丙烯大分子游离基接枝。
19、然而在进行接枝反应时，聚丙烯可能会出现β-裂解现象，这种现象的发生会使聚丙烯的大分子链缩短，降低材料的粘度和机械强度，导致不能满足工业生产的需求，为此本专利技术需要通过控制聚丙烯、叔碳酸乙烯酯和过氧化二异丙苯的质量比来控制接枝数量。在对接枝数量进行控制的情况下，聚丙烯的主链上仍存在被引发的活化氢，申请人偶然发现，纳米银抗菌玻璃纤维会在接枝数受控制的改性聚丙烯中分散均匀，玻璃纤维由于表面含有大量的sio－和alo－使得表面带负电性，但这种负电荷不稳定，它会使纤维互相缠绕，不易分开，然而在本专利技术中玻璃纤维分散均匀，可能原因是带负电的玻璃纤维与聚丙烯链上被引发的活化氢由于静电作用相互吸引。
20、此外，接枝上的叔碳酸乙烯酯分子因为存在独特高度支化的富碳结构而拥有较大的空间位阻和较强的屏蔽效应，这种盾牌效应给予了一定的疏水效果，使得本专利技术材料制备的产品疏水较好，便于清洁，延长使用时间。
21、本专利技术第二方面提供了一种抗菌玻璃纤维复合材料的制备方法，包含以下步骤：
22、(1)先将纳米银抗菌玻璃纤维和改性聚丙烯在165-190℃下熔融，保持熔融状态20-40min，形成熔融液a；
23、(2)往熔融液a中加入三元乙丙橡胶和光屏蔽剂，继续在170-200℃下熔融，在熔融状态下翻拌30-60min后加入热稳定剂，继续翻拌50-90min后形成熔融液b；
24、(3)将熔融液b转移进预热好的模具中进行压制，压制结束后经过冷却定型，脱模取出即得到所述抗菌玻璃纤维复合材料。
25、所述三元乙丙橡胶是粒径为2-4mm的颗粒。
26、本专利技术在复合材料的制备过程中，先利用纳米银抗菌玻璃纤维和改性聚丙烯之间的静电作用将两者混合均匀；再加入三元乙丙橡胶和光屏蔽剂，其中光屏蔽剂的加入保障了复合材料在日照下的耐老化性，而三元乙丙橡胶的加入则通过降低聚丙烯的规本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，按重量份计，包含以下原料：30-40份三元乙丙橡胶、20-30份改性聚丙烯、0.5-25份纳米银抗菌玻璃纤维、2-4份热稳定剂和0.4-0.8份光屏蔽剂。
2.根据权利要求1所述的纳米银抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述纳米银抗菌玻璃纤维的制备步骤如下：
3.根据权利要求2所述的抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述S4步骤中纳米抗菌颗粒、氧化钙、氧化镁、氧化铝和二氧化硅的质量比为1：(2-3)：(1-2)：(4-6)：(8-9)。
4.根据权利要求1所述的抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为硬脂酸钙、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述光屏蔽剂为炭黑、氧化锌、钛白粉、锌钡白中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述改性聚丙烯的制备步骤如下：
7.根据权利要求6所述的抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述聚丙烯、叔碳酸乙烯酯和过氧化二异丙苯的质量比为1
8.一种权利要求1-7任一项所述的抗菌玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的抗菌玻璃纤维复合材料的制备方法，其特征在于，所述三元乙丙橡胶是粒径为2-4mm的颗粒。
10.权利要求1-7任一项所述的抗菌玻璃纤维复合材料在抑菌洗眼杯方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，按重量份计，包含以下原料：30-40份三元乙丙橡胶、20-30份改性聚丙烯、0.5-25份纳米银抗菌玻璃纤维、2-4份热稳定剂和0.4-0.8份光屏蔽剂。
2.根据权利要求1所述的纳米银抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述纳米银抗菌玻璃纤维的制备步骤如下：
3.根据权利要求2所述的抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述s4步骤中纳米抗菌颗粒、氧化钙、氧化镁、氧化铝和二氧化硅的质量比为1：(2-3)：(1-2)：(4-6)：(8-9)。
4.根据权利要求1所述的抗菌玻璃纤维复合材料，其特征在于，所述热稳定剂为硬脂酸钙、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的抗菌玻璃纤...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡北，丁健雄，杜苏萍，上官海燕，汪万里，黄志元，
申请(专利权)人：浙江珍视明眼健康产业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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