具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料及制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于改性塑料的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù) 合材料及制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯無毒、無味，密度小，具有良好的電性能和高頻絕緣性且不受濕度影響，常 見的酸、堿等有機溶劑對它幾乎不起作用，可用于食具。是五大通用塑料之一，被廣泛應(yīng)用 于家電、汽車、電子電器、電動工具、建材、照明等領(lǐng)域。
[0003] "低碳環(huán)保，節(jié)能減排"是當(dāng)今社會發(fā)展的重要議題之一，對于產(chǎn)品制造商來說，從 設(shè)計開發(fā)階段就要考慮使用綠色環(huán)保的材料，這不僅是企業(yè)產(chǎn)品升級和技術(shù)創(chuàng)新的需要， 而且體現(xiàn)了企業(yè)的社會責(zé)任。為了獲得絢麗、彩色、多樣化的外觀，通常采用在塑料基材上 進行噴漆的手段來達到亮麗、美觀、特殊效果的外觀效果。但是噴涂工藝存在流程復(fù)雜、成 本高、污染環(huán)境、危害工人身體健康、成品率低、難以回收利用等缺點。免噴涂材料作為一種 提尚制品加工效率、改善環(huán)境友好的全新解決方案廣受關(guān)注。相比噴'涂廣品，它容易成型、 成品率高、成本低，制件可100%回收再利用，不產(chǎn)生對環(huán)境有毒有害的氣體、粉塵等污染物 質(zhì)。
[0004] 家用電器、日用品、汽車的塑料部件經(jīng)常與人體頻繁接觸，如冰箱擱物架、門封條、 門把手、洗衣機波輪、控制旋鈕、電話機手柄、話筒等等，很容易在其表面沾染油污，在潮濕 的環(huán)境中容易生長細(xì)菌、霉菌。通過在塑料中添加一定量的抗菌劑的方法可以賦予塑料抗 菌功能，起到抑制和殺滅病菌的作用。
[0005] 因此，開發(fā)一種具有抗菌功能的、環(huán)境友好、低成本的免噴涂聚丙烯材料具有重要 的經(jīng)濟效益和社會價值，可廣泛應(yīng)用于各類家電外殼、汽車內(nèi)飾件、家居用品、容器外殼等 領(lǐng)域，市場前景非常廣闊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的首要目的在于克服當(dāng)前技術(shù)存在的不足和缺陷，解決塑料制品表面易生 霉菌、噴涂產(chǎn)品存在的成本高、污染大、難以回收再利用等缺點，提供一種具有抗菌功能的 免噴涂聚丙烯復(fù)合材料。該復(fù)合材料還具有高光澤、低成本、綠色環(huán)保、綜合物理力學(xué)性能 優(yōu)良等優(yōu)點。
[0007] 本發(fā)明的另一目的在于提供所述具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的制備 方法。
[0008] 本發(fā)明的再一目的在于提供所述具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的應(yīng)用。
[0009] 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：一種具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材 料，包括如下按質(zhì)量百分比的組分：均聚聚丙稀66. 5?96%、透明填料0?30%、抗菌劑母 粒2?10%、玻璃基珠光顏料0. 1?1. 5%、抗氧劑0. 2?0. 3%、助劑A 0. 2?0. 3% ; [0010] 助劑A為色粉、潤滑劑和紫外線吸收劑中的一種或至少兩種，優(yōu)選為潤滑劑。
[0011] 其中，所述均聚聚丙烯為各種粒狀、粉狀、塊狀的回收均聚聚丙烯或原生均聚聚丙 烯，熔體流動速率（MFR)為20?50g/10min (測試條件：230°C，2. 16KG);更優(yōu)選為25? 42g/10min〇
[0012] 所述的均聚聚丙烯在所述具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料中的含量優(yōu)選 為質(zhì)量百分比74?96%。
[0013] 所述的透明填料為微細(xì)二氧化硅和無水硫酸鈉中的一種或兩種，其平均粒徑為 1?5 μ m，優(yōu)選為2. 3 μ m〇
[0014] 所述的透明填料在所述具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料中的含量優(yōu)選為 質(zhì)量百分比〇?20%。
[0015] 所述的抗菌劑母粒為以均聚聚丙烯為載體的抗菌劑母粒，其中抗菌劑含量為質(zhì)量 百分比40% ;均聚聚丙烯的熔體流動速率（MFR)為20?50g/10min(測試條件：230°C， 2. 16KG)，優(yōu)選為25?42g/10min ;抗菌劑包括銀離子抗菌劑、咪唑類抗菌劑、噻唑類抗菌 劑、異噻唑酮衍生物抗菌劑、季銨鹽類抗菌劑、雙呱類抗菌劑和酚類抗菌劑中的至少一種。
[0016] 所述的抗菌劑母粒優(yōu)選通過如下步驟制備得到：將均聚聚丙稀59. 7% (w/w)、抗 菌劑 40% (w/w)、抗氧劑 10100. 1% (w/w)、抗氧劑 1680. 1% (w/w)、和硬脂酸鋅 0. 1% (w/ w)攪拌均勻后加入到平行雙螺桿擠出機的主喂料料斗中，設(shè)定平行雙螺桿擠出機從料斗到 模頭的各段溫度分別為（共六區(qū)）：180 °C、180 °C、190 °C、200 °C、200 °C和210 °C，主機的螺桿 轉(zhuǎn)速為300r/min，主料斗進料螺桿的轉(zhuǎn)速為28r/min，將物料共混熔融擠出；將從平行雙螺 桿擠出機口模出來的粒條冷卻、干燥、切粒，即可得到抗菌劑母粒。
[0017] 所述的玻璃基珠光顏料為金包覆的或銀包覆的玻璃粉，粒徑為50?200 μ m，包覆 層的厚度為40?IOOnm0
[0018] 所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑、硫酯類抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑中的至少一 種。
[0019] 所述的受阻酚類抗氧劑優(yōu)選為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊 四醇酯（抗氧劑1010)。
[0020] 所述的硫酯類抗氧劑優(yōu)選為硫代二丙酸雙十八醇酯（抗氧劑DSTDP)。
[0021] 所述的亞磷酸酯類抗氧劑優(yōu)選為三[2. 4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯（抗氧劑 168)。
[0022] 所述的色粉優(yōu)選為顏料紅、鈦白、酞青蘭、燈黑、顏料黃、炭黑和酞青綠中的一種或 至少兩種。
[0023] 所述的潤滑劑優(yōu)選為硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟和 Ν，Ν' -乙撐雙硬脂酰胺中的一種或至少兩種。
[0024] 所述的紫外線吸收劑優(yōu)選為鄰羥基苯甲酸苯酯、2_(2 ζ -羥基-5 ζ -甲基苯基）苯 并三氮唑、2, 4-二羥基二苯甲酮、2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮和2-羥基-4-正辛氧基二苯 甲酮中的一種或至少兩種。
[0025] 所述具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，包括如下步驟：
[0026] (1)將均聚聚丙烯、透明填料、抗菌劑母粒、玻璃基珠光顏料、抗氧劑和助劑A攪拌 均勻；
[0027] (2)將步驟（1)攪拌均勻的混合物料加入到平行雙螺桿擠出機的主喂料料斗中， 設(shè)定平行雙螺桿擠出機從料斗到模頭的各段溫度分別為（共六區(qū)）：180?200°C、180? 200°C、190 ?210°C、200 ?220°C、200 ?220°C和 210 ?230°C，主機的螺桿轉(zhuǎn)速為 250 ? 330r/min，主料斗進料螺桿的轉(zhuǎn)速為24?35r/min，將物料共混熔融擠出；
[0028] (3)將從平行雙螺桿擠出機口模出來的粒條冷卻、干燥、切粒，得到具有抗菌功能 的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料；
[0029] 其中，各成分的含量按質(zhì)量百分比計如下：均聚聚丙烯66. 5?96%、透明填料 0?30%、抗菌劑母粒2?10%、玻璃基珠光顏料0. 1?1. 5%、抗氧劑0. 2?0. 3%、助劑 A 0· 2 ?0· 3%〇
[0030] 步驟（1)中所述的攪拌的條件優(yōu)選為500?3000rpm攪拌5?30分鐘；優(yōu)選為 IOOOrpm攬拌10分鐘。
[0031] 步驟（1)中所述的設(shè)定的條件優(yōu)選為：平行雙螺桿擠出機從料斗到模頭的各段溫 度分別為（共六區(qū)）：180 °C、190 °C、190 °C、210 °C、210 °C和220 °C，主機的螺桿轉(zhuǎn)速為280r/ min，主料斗進料螺桿的轉(zhuǎn)速為35r/min。
[0032] 步驟（3)中所述的干燥的方式優(yōu)選為風(fēng)機吹干。
[0033] 步驟（3)中所述的具有抗菌功能的免噴涂聚丙稀復(fù)合材料的顆粒長度為3?5mm。
[0034] 所述具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料可用于制備家電外殼、裝飾面板、化 妝品盒和工藝品等。
[0035] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果：
[0036] (1)本發(fā)明提供的具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料以均聚聚丙烯為基材， 相比嵌段共聚聚丙烯、無規(guī)共聚聚丙烯具有高強度、高剛性、高光澤的特點，可廣泛應(yīng)用于 家電外殼、容器外殼等。
[0037] (2)本發(fā)明提供的具有抗菌功能的免噴涂聚丙烯復(fù)合材料以金包覆或銀包覆的玻 璃粉作為珠光顏料，而且粒徑較大，因此相比傳統(tǒng)的珠光顏料具有更加強烈的閃爍效果和 金屬質(zhì)感，可賦予材料非常絢麗、閃亮的外觀效果。
[0038] (3)本發(fā)明采用加入抗菌母粒的方式賦予材料優(yōu)異的抗菌性能，相比傳統(tǒng)的免噴 涂材料外觀件，可賦予制品更健康、更安全的使用特性，另外采用母粒的方式可提高抗菌劑 的分散效果，賦予材料均一的抗菌特性。
[0039] (4)本發(fā)明采用透明填料相比傳統(tǒng)的硫酸鋇、滑石粉、碳酸鈣等無機填料，一方面 可以降低材料的成本，另一方面對材料的透明性影響不大，可充分發(fā)揮材料中間層的玻璃 基珠光顏料的效果，增加其對光線的反射作用。
[0040] (5)本發(fā)明提供的制備工藝簡單、成本較低，得到的復(fù)合材料綜合物理力學(xué)性能優(yōu) 異，可用于家電外殼、裝飾面板、化妝品盒、工藝品等。
【具體實施方式】
[0041] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0042] 實