[发明专利]一种新型抗菌木塑复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有抗细菌的功能，并且不用添加任何偶联剂，力学性能佳，木质感强的新型抗菌木塑复合材料及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料一直以来由于木质纤维与树脂间相容性差，在一定程度上制约了其进一步的发展和应用领域的拓广。为了改善界面相容性，人们大多数将研究集中在如何通过化学改性或采用添加人工合成的有机化合物偶联剂进行界面改性，在一定程度上对木塑复合材料的环保性能有所影响。在制造工艺技术不断优化，性能不断升级及产业化规模进一步扩大的今天，木塑复合材料的应用范围已经由原来主要的建筑施工模板，托盘，包装箱，管材、户外景观、铺板、栏杆等，逐步扩展到室内家具、装饰、门窗、地板、汽车内饰、电器外壳、运动器材、包装等众多领域。同时木塑复合材料在全世界以惊人速度的发展，木塑制品对更多材料的替代和越来越广泛的使用，必将成为今后人们的日常生活中必不可少的一部分。

[0003]然而，与人体接触紧密的物件比较容易滋生细菌,且不易清理, 据统计，全世界每年死亡人数中大约有1700万人是因细菌传染而引起的。木塑开发初期，生物质材料的比例较低(50％以下)，木塑的连续相是塑料高分子基料，可对生物质材料进行有效包埋，提升了木塑耐霉腐真菌侵染的能力，因此曾一度认为木塑不会受到霉腐真菌的侵染。然而，由于技术的改进，生物质材料比例的增加(70％ )，生物质材料反而变成了木塑的连续相，再加上生物质材料中又含有单糖、半纤维素、纤维素，甚至还含有淀粉和蛋白等营养物质，使得木塑比塑料更易受霉腐真菌的侵害。一些与食品联系紧密的木塑复合材料制品，更易含有供细菌生存的营养源,进一步增加了细菌侵入人体的危险性。CN101787167 B公开了一种抗菌木塑复合材料的制备方法，其主要是通过高能辐射接枝上季铵盐，恶唑烷酮等人工合成化学抗菌剂进行抗腐朽菌功能的实现，同时其制备过程相对复杂，环境友好性也有待提高。US patent NO.7446138B2中曾提到在甲壳素和壳聚糖的混合物中，直接添加化学合成偶联剂作为新型偶联剂，制备木塑复合材料，虽其弯曲强度和模量得以一定程度的提升，但其提升效率相对较低，分散效果也需进一步加强。随着生活品质和提升，人们目光会更加聚焦于“生态，环保，卫生，健康”等能促进人体身心健康、改善生活和工作环境的新型环保功能性材料。在保持木塑复合材料原有优点的前提下，通过天然环保的方式不断改进木塑复合材料的界面结合能力，并赋予木塑复合材料抗细菌功能，则无疑可为木塑复合材料的使用范围进一步拓展奠定基础。

发明内容

为克服现有技术的不足之处，本发明的目的是提供一种新型抗菌木塑复合材料，在不加常规化学改性偶联剂的前提下，通过纯天然壳聚糖的天然偶联功效，更好地提升木塑复合材料的界面结合，并最大化地提升木塑复合材料的木质感，弯曲和拉伸强度，同时赋予木塑复合材料较好抗细菌的功能；本发明的另一目的是提供上述复合材料的制备方法。

本发明的上述目的通过如下技术方案予以实现：

一种新型抗菌木塑复合材料，按质量份数，由如下组分组成：

聚氯乙烯树脂      100份

  木质纤维         40～150份

 壳聚糖           1～100份

其他加工助剂     1～50份

无机填料         1～50份

聚氯乙烯为废旧回收的聚氯乙烯，或是全新的通过本体法、乳液法和悬浮法生产的聚氯乙烯的一组或两种以上的混合物。

木质纤维为木粉、竹粉、玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、高粱秸秆粉、水稻秸秆粉、藤麻秆粉、甘蔗渣等一种或两种以上的混合物，且粒径在40目～140目范围内，含水率小于5%。

壳聚糖的分子量10万～100万，脱乙酰度50～99%，粒径50～110微米。壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性，能抑制一些真菌、细菌、和病毒的生长繁殖。目前认为其可能的机制有三：一是由于壳聚糖的多聚阳离子，易于真菌细胞表面带负电荷的基团作用，从而改变病原菌细胞膜的流动性和通透性；二是干扰DNA的复制与转录；三是阻断病原菌代谢。近年来，有许多研究者提出壳聚糖通过诱导病程相关蛋白，积累次生代谢产物和信号传导等方式来达到抗菌的目的的观点。壳聚糖与磷酸钙的复合物可作为骨的替代物,用于骨的修补及牙的填料，因此使木塑复合材料具有很强的木质感；同时壳聚糖可与木质纤维均匀混合，且能粘附于木质纤维表面， 可增强抗张强度、弯曲强度、耐水性、耐破度， 加工时不易破碎。

其他加工助剂为公知的润滑剂、热稳定剂和特殊功能改性剂。