[发明专利]环保型高强度高抗菌聚丙烯生物基塑料母粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物基塑料技术领域，尤其涉及一种环保型高强度高抗菌聚丙烯生物基塑料母粒及其制备方法。

背景技术

木塑复合材料(WPC)是一种绿色环保复合材料，近年来在国际上得到迅速发展，被广泛运用在建筑产品和汽车工业等领域。现有技术中，木塑复合材料是以木粉、竹粉、玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、水稻秸秆粉、大豆秸秆粉等生物基材料与聚丙烯(PP)复合，利用高分子界面化学原理和塑料填充改性的特点，经成型可得到型材、板材或其他制品，具有质量轻、成本低，对设备磨损小、环保等优点。然而，当前的聚丙烯木塑复合材料在制备过程中还存在很多的缺点，如加工流动性差、力学性能差以及无抗菌性能等问题，限制了材料的广泛应用。

因此，有必要继续进行技术开发，通过新的配方，制备综合性能好的环保型高强度高抗菌聚丙烯生物基塑料母粒。

发明内容

为此，本发明的一个方面提供一种环保型高强度高抗菌聚丙烯生物基塑料母粒，制备原料包括：

40重量份的植物粉料、20-80重量份的聚丙烯、0.1-1重量份的钛白粉、2-10重量份的滑石粉、0.1-1重量份的抗氧剂以及0.1-1重量份的抗菌剂。

优选地，所述植物粉料选自木粉、竹粉、玉米秸秆粉、小麦秸秆粉、水稻秸秆粉、大豆秸秆粉、高粱秸秆粉、果壳粉、甘蔗渣粉、谷壳粉以及燕麦壳粉中的至少一种。

优选地，所述植物粉料的细度为20-600目。

优选地，所述抗氧剂选自抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一种。

优选地，所述抗菌剂选自噻菌灵、百菌清、多菌灵、吡啶硫酮锌、聚六亚甲基胍盐酸盐、2,4,4’-三氯-2’-羟基二苯醚、邻苯基苯酚、10,10'-氧联吩噁吡、3-碘-2-炔丙基丁基氨基甲酸酯、纳米银、沸石载Ag抗菌剂、沸石载Zn抗菌剂、磷酸锆载Ag抗菌剂、磷酸锆载Zn抗菌剂、硅酸盐玻璃载Ag抗菌剂、硅酸盐玻璃载Zn抗菌剂、磷酸盐玻璃载Ag抗菌剂、磷酸盐玻璃载Zn抗菌剂以及聚季铵盐/聚吡咙/聚醚胺三元复合物中的至少一种。

优选地，所述聚季铵盐/聚吡咙/聚醚胺三元复合物通过以下步骤制备：

（1）制备聚季铵盐预聚物

在1000ml干燥的三颈瓶中，加入1,3-二溴丙烷0.05 mol、1,6-二溴己烷0.05mol、1,4-二甲基哌嗪0.097mol以及溶剂N,N-二甲基乙酰胺100ml，70℃下反应5小时后，减压蒸馏去除溶剂得到聚季铵盐预聚物；

（2）制备聚吡咙预聚物

在100mL干燥的三颈瓶中，依次加入0.01摩尔的1，3，5-三(4-萘氧基-1，8-二酸)苯三酐和50mL间甲酚，在氮气保护下搅拌，当三酐完全溶解后，加入0.005摩尔的3，3’-二氨基联苯胺，在室温下搅拌20min后，加热至85℃，反应6h，再在180℃下，反应15h；反应结束后，降至室温，并迅速倒入1000mL甲醇中，得到大量固体沉淀；用甲醇反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，120℃干燥24小时，即得聚吡咙预聚物；

（3）制备聚醚胺预聚物

在2000mL干燥的三颈瓶中，依次加入100克的环氧树脂E51、0.26mol的苄胺和900克二甲基亚砜，通氮气保护并磁力搅拌；室温搅拌3h后，升温90℃反应4h，反应结束后，降至室温，并迅速倒入1000mL去离子水中，得到大量固体沉淀；用去离子水反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，40℃干燥48小时，得到聚醚胺预聚物；

（4）聚季铵盐/制备聚吡咙/聚醚胺三元复合物

在100mL干燥的三颈瓶中，依次加入1克的所述聚吡咙预聚物、1克的所述氨基封端聚醚胺、0.8克的所述聚季铵盐预聚物、100mL的二甲基亚砜，在氮气保护下搅拌60min后，加热至80℃，反应5h，再在120℃下，反应3h；反应结束后，减压蒸馏去除二甲基亚砜，然后降至室温并迅速倒入125mL甲醇中，得到大量固体沉淀；用甲醇反复洗涤该产物后，抽滤并收集聚合物，于真空烘箱中，40℃干燥48小时即得聚季铵盐/制备聚吡咙/聚醚胺三元复合物。

优选地，所述的环保型高强度高抗菌聚丙烯生物基塑料母粒，制备原料还包括：0.5-5重量份的Struktol TPW 614以及0.5-5重量份的Polyram 1001CN或Polyram 5108。

优选地，所述的环保型高强度高抗菌聚丙烯生物基塑料母粒，制备原料还包括：5-20重量份的食用玉米淀粉。