[发明专利]一种低VOC抗菌聚丙烯硅藻土复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料加工成型技术领域，具体涉及一种低VOC抗菌聚丙烯硅藻土复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯复合材料是由聚丙烯与填料混合制备而成，可以提高材料耐热性、耐蠕变性、硬度、刚性和强度等性能，但是聚丙烯有机材料和无机刚性填料两项相容性较差，特别是冲击韧性较差，因此限制了其应用，目前工业生产中普遍采用碳酸钙、滑石粉、白炭黑等无机刚性材料作为填料，再加入弹性体共混增韧，增韧的同时，提高了生产成本，并且降低了制品的硬度、刚性等各项指标，限制了发展应用。

硅藻土的主要成分是二氧化硅，具有质轻、孔隙率高、比表面积大、吸附能力强、稳定性好、隔音、隔热等优点，特别是其多级有序的微孔结构在作为聚合物材料、环保材料、室内装修材料、涂料的填料、废水处理、建筑、农业、食品饮料等方面有很高的应用价值。硅藻土能够显著改善一些填充材料的性能，在聚合物改性中的应用前景巨大。

综上，如果将硅藻土作为填料与聚丙烯结合，将克服现有聚丙烯与无机填料结合的缺点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种新型的聚丙烯硅藻土复合材料及其制备方法，降低了聚丙烯复合材料成本，降低了材料中VOC(挥发性有机化合物)的释放，同时显著提高了该复合材料的抗菌、增强、增韧、耐热等性能。

本发明是这样实现的，根据本发明的一个方面，提供了一种低VOC抗菌聚丙烯硅藻土复合材料，按重量份包括如下成分：

聚丙烯65-85份，硅藻土10-20份，纳米抗菌剂0.05-0.5份，纳米二氧化钛0.1-1份，加工助剂1-8份。

进一步地，硅藻土为改性硅藻土，具体改性方法如下：

1)硅藻土预处理，选取1000-3000目硅藻土在烘干箱中干燥1h，温度为150℃；

2)将干燥的硅藻土与体积分数99％的乙醇按重量比1：5混合，超声分散90min，然后加入质量分数0.5-1％的硅烷偶联剂，再加入浓度0.1％的乙酸做催化剂，在集热式恒温磁力搅拌器中恒温80℃机械搅拌，反应5-10h后离心分离得到固体，用体积分数99％的乙醇洗涤3-5次，最后100℃干燥5-10h，得到聚丙烯硅藻土助剂，即改性硅藻土。

进一步地，硅烷偶联剂为KH550、KH560和KH570中的一种。

进一步地，纳米抗菌剂为纳米银或纳米氧化锌中的一种或两种。

进一步地，加工助剂包括抗氧剂1010/DLTP0.5-3份，成核剂TMB-40.5-5份。

根据本发明的另一方面，提供了一种制备低VOC抗菌聚丙烯硅藻土复合材料的方法，包括如下步骤：

A、原料混合，按照所述的重量份，将聚丙烯、硅藻土、纳米抗菌剂、纳米二氧化钛和加工助剂准确称量后用热炼冷混搅拌机混合均匀，温度为75℃，在转速450-1000转/分钟下干混40分钟。

B、将A中混合好的原料加入到双螺杆挤出机中挤出造粒，得到聚丙烯硅藻土复合材料母粒。

进一步地，上述方法中硅藻土为改性硅藻土，具体改性方法如下：

1)硅藻土预处理，选取1000-3000目硅藻土在烘干箱中干燥1h，温度为150℃；

2)将干燥的硅藻土与体积分数99％的乙醇按重量比1：5混合，超声分散90min，然后加入质量分数0.5-1％的硅烷偶联剂，再加入浓度0.1％的乙酸做催化剂，在集热式恒温磁力搅拌器中恒温80℃机械搅拌，反应5-10h后离心分离得到固体，用体积分数99％的乙醇洗涤3-5次，最后100℃干燥5-10h，得到聚丙烯硅藻土助剂，即改性硅藻土。

进一步地，硅藻土改性过程中的硅烷偶联剂为KH550、KH560和KH570中的一种。

进一步地，制备方法中所用纳米抗菌剂为纳米银或纳米氧化锌中的一种或两种。

进一步地，制备方法中所用加工助剂包括抗氧剂1010/DLTP0.5-3份，成核剂TMB-40.5-5份。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、采用改性硅藻土作为聚丙烯高分子复合材料的填料，并且在材料制作过程中加入纳米二氧化钛，降低了该复合材料中VOC的释放；

2、在该聚丙烯硅藻土复合材料中加入纳米抗菌剂，提高了其抗菌性能；

3、降低了制备聚丙烯硅藻土复合材料的成本；

4、增强了该复合材料的强度、韧性以及耐热性能。

具体实施方式