一種抗菌耐磨塑料及其製備方法與流程
2023-10-19 21:00:02
本發明涉及塑料製備技術領域，具體涉及一種抗菌耐磨塑料及其製備方法。
背景技術：
近年來，層出不窮因細菌感染傳播危害事件的發生，人類對於抗菌的重要性更深入認識，因此對於3c電子產品、民生用品，例如貼身內衣褲、襪子、嬰幼兒成人紙尿褲、婦女衛生用品，如衛生棉墊，浴室衛生間用品，如清潔劑、潔手乳、護手霜、消毒殺菌液，居家防護用品，如口罩、空氣空調系統清潔濾網、醫療用品，如繃帶、創傷貼布、人造皮、抗菌消毒食鹽水等，居家建材等的健康要求，已從原材料的環保、安全，避免傳統防腐劑的接觸使用，進一步提升到對抗菌的要求。加上民眾生活質量提升與要求，具有抗菌功能的產品已形成一個重要的環節。
因為塑料具有質輕、不鏽蝕、絕緣性好等優點，廣泛應用到工業品及生活用品用具上。現有的抗菌塑料因產品成本高、質量不穩定而無法滿足人們的需要，特別是塑料制餐飲用具，因本身特性無法採用高溫殺菌的傳統殺菌手段，無法有效滅除表面附著的病毒及細菌，危害人的健康，因此人們對殺菌效果好、成本低適於廣泛應用的抗菌塑料，有著迫切的需求。
然而市面上的很多改性後的塑料的質量不穩定，其耐磨性能並不佳，還是容易磨損，降低使用壽命，而一些效果較好的塑料，其經過複雜的工藝製得，但是產品成本高。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服上述現有技術的不足，本發明提供一種抗菌耐磨塑料及其製備方法，該塑料耐磨、抑菌、環保，抑菌效果持久，解決了現有抗菌塑料中使用天然抗菌劑存在的穩定性差的問題或使用有機抗菌劑帶來的汙染問題。
為了解決現有技術存在的問題，採用如下技術方案：
一種抗菌耐磨塑料，包括以下重量份的原料：改性聚乙烯40-60份、聚丙烯樹脂30-40份、酚醛樹脂20-30份、玻璃纖維10-30份、石墨烯10-20份、鈦白粉5-15份、羧丙基甲基纖維素15-25份、雲母粉5-10份、有機矽塑料耐磨劑2-8份、滑石粉5-15份、尼龍3-8份、碳化矽5-15份、硬質酸鈣4-10份、納米二氧化矽3-10份、抗菌劑2-6份、增韌劑1-5份、抗氧化劑3-8份和穩定劑0.5-3份。
優選的，所述改性聚乙烯50份、聚丙烯樹脂35份、酚醛樹脂25份、玻璃纖維20份、石墨烯15份、鈦白粉10份、羧丙基甲基纖維素20份、雲母粉7.5份、有機矽塑料耐磨劑5份、滑石粉10份、尼龍5.5份、碳化矽10份、硬質酸鈣7份、納米二氧化矽6份、抗菌劑4份、增韌劑3份、抗氧化劑5份和穩定劑2份。
優選的，將聚乙烯加熱至90-100℃，然後添加其質量4-6%的氫氧化鈉與乙醇的混合物，以400-500r/min轉速攪拌20-30min，再添加聚乙烯質量2-4%的鋁粉，攪拌均勻後加入到開煉機中，在180-240℃混合反應1-2h，然後靜置，即得改性聚乙烯。
優選的，所述抗菌劑為質量比1:1的納米銀纖維和茶多酚。
優選的，所述增韌劑為環氧類或檸檬酸酯類增塑劑。
優選的，所述抗氧化劑為抗氧劑t501或抗氧劑tnp。
優選的，所述穩定劑為鄰苯二甲酸酯類或環氧類穩定劑。
一種抗菌耐磨塑料的製備方法，包括以下步驟：
（1）按照重量份數計，分別稱取改性聚乙烯、聚丙烯樹脂、酚醛樹脂、玻璃纖維、石墨烯、鈦白粉、羧丙基甲基纖維素、雲母粉、滑石粉、碳化矽放入攪拌罐中，加熱至80-100℃，以300-400r/min轉速攪拌30-50min，乾燥，得到混合物a；
（2）向混合物a中加入有機矽塑料耐磨劑、尼龍、硬質酸、納米二氧化矽、抗菌劑、增韌劑、抗氧化劑、穩定劑，攪拌均勻，得到混合物b；
（3）將混合物b投入到雙螺杆擠出機中熔融共混，擠出，冷卻，再放入造粒機中造粒即得抗菌耐磨塑料。
優選的，所述步驟（2）中攪拌均勻條件：以500-600r/min轉速攪拌20-40min。
優選的，所述步驟（3）中螺杆轉速為220-240r/min，擠出溫度為200-250℃。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：本發明提供一種抗菌耐磨塑料及其製備方法，該塑料耐磨、抑菌、環保，抑菌效果持久，解決了現有抗菌塑料中使用天然抗菌劑存在的穩定性差的問題或使用有機抗菌劑帶來的汙染問題，具體情況如下：
（1）本發明的抗菌耐磨塑料，以改性聚乙烯、聚丙烯樹脂、酚醛樹脂、玻璃纖維、石墨烯、鈦白粉、羧丙基甲基纖維素、雲母粉、滑石粉、碳化矽為主要成分，並通過加入有機矽塑料耐磨劑、尼龍、硬質酸鈣、納米二氧化矽、抗菌劑、增韌劑、抗氧化劑、穩定劑為輔助成分，通過攪拌混合、擠出成型、造粒等工藝，使得製備的抗菌耐磨塑料環保無危害，且具有良好的抗菌耐磨性能，抗菌效果持久，解決了現有抗菌塑料中使用天然抗菌劑存在的穩定性差的問題或使用有機抗菌劑帶來的汙染問題；
（2）本發明通過對聚乙烯進行改性處理，可以有效改善其相容性，提高了其抗菌性、耐候性能、耐磨性能，解決以往塑料製品老化問題，延長其使用壽命，並通過與聚丙烯樹脂、酚醛樹脂、玻璃纖維、羧丙基甲基纖維素協同作用，可以進一步提高塑料抗衝擊強度、抗老化性能；
（3）本發明的抗菌耐磨塑料通過添加石墨烯、鈦白粉、雲母粉、滑石粉、碳化矽等無機材料，提高本發明的抗菌耐磨塑料的耐磨性能、抗老化能力。
具體實施方式
以下通過實施例形式，對本發明的上述內容再作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下實施例，凡基於本發明上述內容所屬實現的技術均屬於本發明的範圍。
實施例1
一種抗菌耐磨塑料，包括以下重量份的原料：改性聚乙烯50份、聚丙烯樹脂35份、酚醛樹脂25份、玻璃纖維20份、石墨烯15份、鈦白粉10份、羧丙基甲基纖維素20份、雲母粉7.5份、有機矽塑料耐磨劑5份、滑石粉10份、尼龍5.5份、碳化矽10份、硬質酸鈣7份、納米二氧化矽6份、抗菌劑4份、增韌劑3份、抗氧化劑5份和穩定劑2份。
其中，將聚乙烯加熱至95℃，然後添加其質量5%的氫氧化鈉與乙醇的混合物，以450r/min轉速攪拌25min，再添加聚乙烯質量3%的鋁粉，攪拌均勻後加入到開煉機中，在210℃混合反應1.5h，然後靜置，即得改性聚乙烯。
其中，所述抗菌劑為質量比1:1的納米銀纖維和茶多酚。
其中，所述增韌劑為環氧類或檸檬酸酯類增塑劑。
其中，所述抗氧化劑為抗氧劑t501或抗氧劑tnp。
其中，所述穩定劑為鄰苯二甲酸酯類或環氧類穩定劑。
一種抗菌耐磨塑料的製備方法，包括以下步驟：
（1）按照重量份數計，分別稱取改性聚乙烯、聚丙烯樹脂、酚醛樹脂、玻璃纖維、石墨烯、鈦白粉、羧丙基甲基纖維素、雲母粉、滑石粉、碳化矽放入攪拌罐中，加熱至90℃，以350r/min轉速攪拌40min，乾燥，得到混合物a；
（2）向混合物a中加入有機矽塑料耐磨劑、尼龍、硬質酸、納米二氧化矽、抗菌劑、增韌劑、抗氧化劑、穩定劑，攪拌均勻，得到混合物b；
（3）將混合物b投入到雙螺杆擠出機中熔融共混，擠出，冷卻，再放入造粒機中造粒即得抗菌耐磨塑料。
其中，所述步驟（2）中攪拌均勻條件：以550r/min轉速攪拌30min。
其中，所述步驟（3）中螺杆轉速為230r/min，擠出溫度為225℃。
實施例2
一種抗菌耐磨塑料，包括以下重量份的原料：改性聚乙烯40份、聚丙烯樹脂30份、酚醛樹脂20份、玻璃纖維10份、石墨烯10份、鈦白粉5份、羧丙基甲基纖維素15份、雲母粉5份、有機矽塑料耐磨劑2份、滑石粉5份、尼龍3份、碳化矽5份、硬質酸鈣4份、納米二氧化矽3份、抗菌劑2份、增韌劑1份、抗氧化劑3份和穩定劑0.5份。
其中，將聚乙烯加熱至90℃，然後添加其質量4%的氫氧化鈉與乙醇的混合物，以400r/min轉速攪拌20min，再添加聚乙烯質量2%的鋁粉，攪拌均勻後加入到開煉機中，在180℃混合反應1h，然後靜置，即得改性聚乙烯。
其中，所述抗菌劑為質量比1:1的納米銀纖維和茶多酚。
其中，所述增韌劑為環氧類或檸檬酸酯類增塑劑。
其中，所述抗氧化劑為抗氧劑t501或抗氧劑tnp。
其中，所述穩定劑為鄰苯二甲酸酯類或環氧類穩定劑。
一種抗菌耐磨塑料的製備方法，包括以下步驟：
（1）按照重量份數計，分別稱取改性聚乙烯、聚丙烯樹脂、酚醛樹脂、玻璃纖維、石墨烯、鈦白粉、羧丙基甲基纖維素、雲母粉、滑石粉、碳化矽放入攪拌罐中，加熱至80℃，以300r/min轉速攪拌30min，乾燥，得到混合物a；
（2）向混合物a中加入有機矽塑料耐磨劑、尼龍、硬質酸、納米二氧化矽、抗菌劑、增韌劑、抗氧化劑、穩定劑，攪拌均勻，得到混合物b；
（3）將混合物b投入到雙螺杆擠出機中熔融共混，擠出，冷卻，再放入造粒機中造粒即得抗菌耐磨塑料。
其中，所述步驟（2）中攪拌均勻條件：以500r/min轉速攪拌20min。
其中，所述步驟（3）中螺杆轉速為220r/min，擠出溫度為200℃。
實施例3
一種抗菌耐磨塑料，包括以下重量份的原料：改性聚乙烯60份、聚丙烯樹脂40份、酚醛樹脂30份、玻璃纖維30份、石墨烯20份、鈦白粉15份、羧丙基甲基纖維素25份、雲母粉10份、有機矽塑料耐磨劑8份、滑石粉15份、尼龍8份、碳化矽15份、硬質酸鈣10份、納米二氧化矽10份、抗菌劑6份、增韌劑5份、抗氧化劑8份和穩定劑3份。
其中，將聚乙烯加熱至100℃，然後添加其質量6%的氫氧化鈉與乙醇的混合物，以500r/min轉速攪拌30min，再添加聚乙烯質量4%的鋁粉，攪拌均勻後加入到開煉機中，在240℃混合反應2h，然後靜置，即得改性聚乙烯。
其中，所述抗菌劑為質量比1:1的納米銀纖維和茶多酚。
其中，所述增韌劑為環氧類或檸檬酸酯類增塑劑。
其中，所述抗氧化劑為抗氧劑t501或抗氧劑tnp。
其中，所述穩定劑為鄰苯二甲酸酯類或環氧類穩定劑。
一種抗菌耐磨塑料的製備方法，包括以下步驟：
（1）按照重量份數計，分別稱取改性聚乙烯、聚丙烯樹脂、酚醛樹脂、玻璃纖維、石墨烯、鈦白粉、羧丙基甲基纖維素、雲母粉、滑石粉、碳化矽放入攪拌罐中，加熱至100℃，以400r/min轉速攪拌50min，乾燥，得到混合物a；
（2）向混合物a中加入有機矽塑料耐磨劑、尼龍、硬質酸、納米二氧化矽、抗菌劑、增韌劑、抗氧化劑、穩定劑，攪拌均勻，得到混合物b；
（3）將混合物b投入到雙螺杆擠出機中熔融共混，擠出，冷卻，再放入造粒機中造粒即得抗菌耐磨塑料。
其中，所述步驟（2）中攪拌均勻條件：以600r/min轉速攪拌40min。
其中，所述步驟（3）中螺杆轉速為240r/min，擠出溫度為250℃。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。