一种高光抗菌pp复合材料及其制备方法
技术领域
1.本发明属于高分子材料领域，特别涉及一种高光抗菌pp复合材料及其制备方法。
背景技术：
2.聚丙烯(pp)具有质轻、无毒、无臭，化学稳定性好，吸水性小等优点。尽管pp的综合性能非常优异，但是在一些领域中需要pp具有更高的光泽度、更好的抗菌性能。
3.鉴于此原因，本发明创新的用一种新型的高光性能和抗菌性能都很优异的pp复合材料，弥补现有pp复合材料的不足，扩展pp复合材料的应用。
技术实现要素：
4.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种高光抗菌pp复合材料及其制备方法，该pp复合材料具有很好的高光性能、抗菌性能，解决了现有技术的pp高光性能、抗菌性能有限的技术问题。
5.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
6.一种高光抗菌pp复合材料，所述高光抗菌pp复合材料由以下组分按重量份制备而成：
7.pp
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100份
8.改性硫酸钡
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6份-10份
9.抗氧剂
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0.1份-0.5份
10.所述改性硫酸钡通过以下步骤制备得到：
11.(1)将硫酸钡分散在分散液中，加入n-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，在40-60℃下搅拌反应6-8h形成混合液a；进一步的，所述分散液为无水乙醇和去离子水的混合液；所述硫酸钡、无水乙醇、去离子水、n-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷的质量比为(40-50)：(60-80)：(120-160)：(0.1-0.3)。
12.(2)混合液a经过滤后得到固体物质，固体物质依次经过洗涤、干燥，得改性硫酸钡b。
13.(3)将改性硫酸钡b、铜盐、还原剂葡萄糖、去离子水混合后加入至反应器皿中，将反应器皿置于微波反应器中，进行还原反应6-8h，得到混合液c。进一步的，所述改性硫酸钡b、铜盐、还原剂葡萄糖、去离子水的质量比是(30-40)：(10-16)：(1-3)：(100-160)；所述铜盐为硝酸铜、硫酸铜或磷酸铜；所述微波反应器的功率为550-750w，微波反应器具有比常规反应器更准确的温度和反应过程控制效果，确保合成反应的均匀性和一致性，提高实验效率。
14.(4)将混合液c超声分散4-6h，依次经过离心分离、过滤、洗涤、干燥，即得改性硫酸钡。
15.作为优选的技术方案，所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称irganox1010)和
1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称irganox1330)中的至少一种。
[0016]
本发明还提供了上述所述的高光抗菌pp复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017]
(1)称取100份的pp、6份-10份改性硫酸钡、0.1份-0.5份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0018]
(2)将步骤(1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中进行挤出造粒，即得到pp复合材料；所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，各区温度分别为：一区温度180～200℃，二区温度220～240℃，三区温度220～240℃，四区温度220～240℃，五区温度220～240℃，六区温度220～240℃；双螺杆挤出机的机头温度220～240℃,螺杆转速200～280r/min。
[0019]
与现有技术相比，本发明有益效果体现在：
[0020]
本发明中硫酸钡的作用体现在以下两个方面：一方面，硫酸钡中钡含量高、白度高，其可以提升pp复合材料的光泽度。另一方面，采用n-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷改性硫酸钡，将硫酸钡其由亲水性变成疏水性，再利用还原剂葡萄糖，成功制备出了抗菌性能良好的载铜硫酸钡，它可以很好地提高pp复合材料的抗菌性。
[0021]
本专利中的硫酸钡用n-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷改性后分散性良好，用它改性pp，可以获取更高的高泽度；本发明制得的pp复合材料具有高光性能和良好的抗菌性能，扩大pp复合材料的应用范围。
具体实施方式
[0022]
为了便于理解本发明，下面将结合具体的实施方式对本发明进行更全面的描述。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
[0023]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
[0024]
以下实施例中所用的原料如下：
[0025]
pp(型号ep649n)，韩国大林；硫酸钡，廊坊蓝科化工有限公司；无水乙醇，武汉翔合亿化工科技有限公司；硝酸铜，河南付世达化工；葡萄糖，济南奥斯利化工有限公司；n-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，南京奥诚化工；去离子水，上海联试化工试剂有限公司；抗氧剂(型号irganox168、irganox1010、irganox1330)，德国巴斯夫。
[0026]
此外，以下实施例中的制备过程中如无特别说明的，均为本领域现有技术中的常规手段，因此，不再详细赘述；以下实施方式中的份数均指重量份数。以下实施例以及对比例抗细菌率测试采用(50mm
±
2mm)
×
(50mm
±
2mm)
×
(2mm
±
0.1mm)规格试验片，接种时间24小时后测试。拉伸强度测试所用拉伸样条型号为(170.0
±
5.0)mm*(10.0
±
0.5)mm*(4.0
±
0.2)mm，拉伸速率50mm/min；悬臂梁缺口冲击强度测试所用悬臂梁缺口冲击强度样条型号为：(80.0
±
5.0)mm*(10.0
±
0.5)mm*(4.0
±
0.2)mm，缺口用机械加工，缺口深度(2.0
±
0.2)mm。
[0027]
制备例1
[0028]
(1)称取400g硫酸钡、600g无水乙醇、1.2kg去离子水、1gn-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，将它们加入至反应器皿中，40℃下搅拌反应6h形成混合液a。
[0029]
(2)对混合液a进行过滤、洗涤、干燥，得改性硫酸钡b。
[0030]
(3)称取300g改性硫酸钡b、100g硝酸铜、10g还原剂葡萄糖、1.0kg去离子水，将它们依次加入至反应器皿中，将反应器皿置于微波反应器中，微波反应器功率为550w，还原反应6h，得混合液c。
[0031]
(4)将混合液c超声分散4h，用离心机进行分离，过滤，洗涤，干燥，既得改性硫酸钡m1。
[0032]
实施例1
[0033]
(1)称取100份pp、6份改性硫酸钡m1、0.1份irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0034]
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p1。
[0035]
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度180℃，二区温度220℃，三区温度220℃，四区温度220℃，五区温度220℃，六区温度220℃，机头温度220℃,螺杆转速200r/min。
[0036]
制备例2
[0037]
(1)称取500g硫酸钡、800g无水乙醇、1.6kg去离子水、3gn-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，将它们加入至反应器皿中，60℃下搅拌反应8h形成混合液a。
[0038]
(2)对混合液a进行过滤、洗涤、干燥，得改性硫酸钡b。
[0039]
(3)称取400g改性硫酸钡b、160g硝酸铜、30g还原剂葡萄糖、1.6kg去离子水，将它们依次加入至反应器皿中，将反应器皿置于微波反应器中，微波反应器功率为750w，还原反应8h，得混合液c。
[0040]
(4)将混合液c超声分散6h，用离心机进行分离，过滤，洗涤，干燥，既得改性硫酸钡m2。
[0041]
实施例2
[0042]
(1)称取100份的pp、10份改性硫酸钡m2、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0043]
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p2。
[0044]
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度240℃，三区温度240℃，四区温度240℃，五区温度240℃，六区温度240℃，机头温度240℃,螺杆转速280r/min。
[0045]
制备例3
[0046]
(1)称取450g硫酸钡、700g无水乙醇、1.4kg去离子水、2gn-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，将它们加入至反应器皿中，50℃下搅拌反应7h形成混合液a。
[0047]
(2)对混合液a进行过滤、洗涤、干燥，得改性硫酸钡b。
[0048]
(3)称取350g改性硫酸钡b、130g硝酸铜、20g还原剂葡萄糖、1.3kg去离子水，将它们依次加入至反应器皿中，将反应器皿置于微波反应器中，微波反应器功率为700w，还原反应7h，得混合液c。
[0049]
(4)将混合液c超声分散5h，用离心机进行分离，过滤，洗涤，干燥，既得改性硫酸钡
m3。
[0050]
实施例3
[0051]
(1)称取100份的pp、8份改性硫酸钡m3、0.1份irganox168、0.2份irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0052]
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p3。
[0053]
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度190℃，二区温度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃，机头温度230℃,螺杆转速240r/min。
[0054]
制备例4
[0055]
(1)称取480g硫酸钡、780g无水乙醇、1.55kg去离子水、3gn-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，将它们加入至反应器皿中，45℃下搅拌反应7h形成混合液a。
[0056]
(2)对混合液a进行过滤、洗涤、干燥，得改性硫酸钡b。
[0057]
(3)称取380g改性硫酸钡b、155g硝酸铜、28g还原剂葡萄糖、1.5kg去离子水，将它们依次加入至反应器皿中，将反应器皿置于微波反应器中，微波反应器功率为650w，还原反应7h，得混合液c。
[0058]
(4)将混合液c超声分散6h，用离心机进行分离，过滤，洗涤，干燥，既得改性硫酸钡m4。
[0059]
实施例4
[0060]
(1)称取100份pp、9份改性硫酸钡m4、0.1份irganox1010、0.2份irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0061]
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p4。
[0062]
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度195℃，二区温度235℃，三区温度235℃，四区温度235℃，五区温度235℃，六区温度235℃，机头温度235℃,螺杆转速255r/min。
[0063]
制备例5
[0064]
(1)称取460g硫酸钡、660g无水乙醇、1.35kg去离子水、2gn-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷，将它们加入至反应器皿中，55℃下搅拌反应7h形成混合液a。
[0065]
(2)对混合液a进行过滤、洗涤、干燥，得改性硫酸钡b。
[0066]
(3)称取320g改性硫酸钡b、140g硝酸铜、25g还原剂葡萄糖、1.35kg去离子水，将它们依次加入至反应器皿中，将反应器皿置于微波反应器中，微波反应器功率为650w，还原反应6h，得混合液c。
[0067]
(4)将混合液c超声分散5h，用离心机进行分离，过滤，洗涤，干燥，既得改性硫酸钡m5。
[0068]
实施例5
[0069]
(1)称取100份pp、7份改性硫酸钡m5、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0070]
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料p5。
[0071]
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃,螺杆转
速270r/min。
[0072]
对比例1
[0073]
(1)称取100份pp、7份硫酸钡、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330混合并搅拌均匀，得到混合料；
[0074]
(2)将步骤(1)中得到的混合料挤出造粒，即得到pp复合材料d1。
[0075]
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度200℃，二区温度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃，机头温度225℃,螺杆转速270r/min。
[0076]
对上述实施例1-5、对比例1制得的的pp复合材料进行性能检测，检测结果如下表1所示。
[0077]
表1性能检测结果
[0078][0079]
从表中可以看出，实施例1-5的抗菌性、高光性能都要好于对比例1，这说明本发明专利的pp复合材料较普通pp材料的抗菌性能更好、光泽度更高。此外，本发明制得的pp复合材料具有优异的力学性能，与普通pp材料相比，本发明制得的pp复合材料具有更高的拉伸强度和悬臂梁缺口冲击强度。
[0080]
本发明制得了一种抗菌性能和高光性能很优异的pp复合材料，弥补了现有材料的不足，这大大扩展了pp复合材料的应用领域，具有重要的意义。
[0081]
以上公开的仅为本技术的几个具体实施例，但本技术并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本技术的保护范围内。