一種抑菌防腐有機矽複合材料及其製備方法與流程
2023-11-07 02:30:32
本發明屬於材料領域，涉及多聚物的複合材料，尤其涉及一種抑菌防腐有機矽複合材料及其製備方法。
背景技術：
聚丙烯無毒、無味，密度小，強度、剛度、硬度耐熱性均優於低壓聚乙烯,可在100℃左右使用。具有良好的介電性能和高頻絕緣性且不受溼度影響，但低溫時變脆，不耐磨、易老化。適於製作一般機械零件、耐腐蝕零件和絕緣零件。常見的酸、鹼等有機溶劑對它幾乎不起作用，可用於食具；然後如何將填料粒子與聚丙烯更好的相容，是決定複合材料品質的關鍵因素，影響聚合物無機納米複合材料性能的關鍵因素主要色括：無機納米粒子與聚合物基體之間的容性；納米粒子在聚合物基體中的分散狀態；二者界面間的和互作用。然而，由於納米粒子自身的團聚效應，致使其難以均勻地分散在聚合物基體中形成納米複合材料。因此，為了改善無機納米粒子在聚合物基體中的分散及界面間相互作用力，通常需要對無機納米粒子表面進行共價或非共價鍵功能化改性。共價鍵功能化改性是目前最為廣泛、有效的改性方法，相比較於非共價鍵改性，改性劑分子主要通過共價鍵作用和無機納米粒子連接在一起，其相互作用強，結構穩定。同時還可以通過共價鍵改性在無機納米粒子表面引入活性官能團或位點，進一步通過接枝或原位聚合方法製備聚合物納米複合材料，有利於獲得分散性好、相互作用力強、性能優異的聚合物納米複合材料。
技術實現要素：
本發明的目的在於改善填料粒子在聚合物中的分散性，提高成品的穩定性，提供一種抑菌防腐有機矽複合材料及其製備方法。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種抑菌防腐有機矽複合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
聚二甲基矽氧烷0.3-1、烯丙基聚乙二醇3-4、乙醯丙酮鋅0.7-1、偶氮二甲醯胺0.1-0.2、八水氧氯化鋯10-14、四羥甲基硫酸磷1-2、三甘醇二異辛酸酯3-4、正矽酸乙酯7-9、尾砂2-3、辛基異噻唑啉酮0.4-1、丙酸鈣1-2、羊毛脂鎂皂0.8-2、8-羥基喹啉銅0.6-1、聚氨基甲酸酯1-2、苯甲酸鈉0.7-1、高密度聚丙烯100-130。
一種抑菌防腐有機矽複合材料的製備方法，包括以下步驟：
(1)取上述八水氧氯化鋯，加入到其重量40-50倍的、30-35％的硝酸溶液中，升高溫度為60-64℃，保溫攪拌50-63分鐘，加入上述尾砂、苯甲酸鈉，攪拌反應1-2小時，過濾，將沉澱水洗2-3次，在50-60℃下真空乾燥1-2小時，得改性填料；
(2)將上述8-羥基喹啉銅、羊毛脂鎂皂混合，加入到混合料重量14-20倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為70-75℃，保溫攪拌10-20分鐘，加入上述辛基異噻唑啉酮，攪拌至常溫，得抑菌醇液；
(3)將上述正矽酸乙酯加入到其重量37-40倍的、20-25％的乙醇溶液中，攪拌均勻，滴加濃度為20-23％的氨水，調節pH為10-13，升高溫度為60-65℃，加入上述抑菌醇液，保溫攪拌1-2小時，加入上述乙醯丙酮鋅，攪拌至常溫，得矽溶膠；
(4)將上述改性填料、丙酸鈣混合，加入到矽溶膠中，加入上述聚二甲基矽氧烷，超聲10-15分鐘，送入到烘箱中，在60-70℃下乾燥完全，得改性有機矽填料；
(5)將上述改性有機矽填料與剩餘各原料混合，攪拌均勻，送入擠出機，熔融擠出，冷卻，即得所述複合材料。
本發明的優點：
本發明加入的採用正矽酸乙酯為前驅體，製備的改性有機矽填料具有很好的相容性，可以有效的降低填料粒子在聚合物中的分散性，提高成品的穩定性強度，本發明的複合材料加入了丙酸鈣，辛基異噻唑啉酮等，還提高了其抑菌防腐性能，有效的降低了老化，本發明的複合材料使用壽命長久，綜合性能優越。
具體實施方式
實施例1
一種抑菌防腐有機矽複合材料，它是由下述重量份的原料組成的：
聚二甲基矽氧烷0.3、烯丙基聚乙二醇3、乙醯丙酮鋅0.7、偶氮二甲醯胺0.2、八水氧氯化鋯14、四羥甲基硫酸磷2、三甘醇二異辛酸酯4、正矽酸乙酯9、尾砂2、辛基異噻唑啉酮0.4、丙酸鈣1、羊毛脂鎂皂0.8、8-羥基喹啉銅0.6、聚氨基甲酸酯1、苯甲酸鈉0.7、高密度聚丙烯130。
一種抑菌防腐有機矽複合材料的製備方法，包括以下步驟：
(1)取上述八水氧氯化鋯，加入到其重量50倍的、35％的硝酸溶液中，升高溫度為64℃，保溫攪拌63分鐘，加入上述尾砂、苯甲酸鈉，攪拌反應2小時，過濾，將沉澱水洗3次，在50℃下真空乾燥1-2小時，得改性填料；
(2)將上述8-羥基喹啉銅、羊毛脂鎂皂混合，加入到混合料重量20倍的無水乙醇中，攪拌均勻，升高溫度為75℃，保溫攪拌20分鐘，加入上述辛基異噻唑啉酮，攪拌至常溫，得抑菌醇液；
(3)將上述正矽酸乙酯加入到其重量40倍的、25％的乙醇溶液中，攪拌均勻，滴加濃度為23％的氨水，調節pH為13，升高溫度為65℃，加入上述抑菌醇液，保溫攪拌1小時，加入上述乙醯丙酮鋅，攪拌至常溫，得矽溶膠；
(4)將上述改性填料、丙酸鈣混合，加入到矽溶膠中，加入上述聚二甲基矽氧烷，超聲15分鐘，送入到烘箱中，在70℃下乾燥完全，得改性有機矽填料；
(5)將上述改性有機矽填料與剩餘各原料混合，攪拌均勻，送入擠出機，熔融擠出，冷卻，即得所述複合材料。
性能測試：
拉伸強度23.1MPa；
斷裂伸長率346％。