[发明专利]一种抗菌耐磨跑道地板复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种可用于3D打印的抗菌耐磨跑道地板复合材料，其特征在于：包括以下原料：0.5-2重量份紫外稳定剂、0.2-1重量份抗氧剂、10-30重量份增强剂、0.2-1重量份抗菌复合微球、50-80重量份基体材料、1-5重量份分散剂和2-7重量份交联剂；

所述的增强剂为包括经过表面有机改性的纳米硫酸钡、纳米二氧化硅、硅酸钙晶须和硅酸铝短纤的混合物，四者质量比为2：（1-3）：（1-8）：（1-5），其中硅酸钙晶须和硅酸铝短纤的粒径为2000目及以上；

所述的抗菌复合微球为硅钛银抗菌复合微球，由以下步骤制成：

（1）将纳米二氧化钛与纳米碳化钛混合均匀之后进行600-1000℃高温处理6-12h，冷却细化后得到钛粉混合物，再将所得钛粉混合物与纳米银混合均匀，得到钛银粉混合物，其中纳米二氧化钛与纳米碳化钛的质量比为4：（2-1）,钛粉混合物与纳米银的质量比为2：（0.5-2）；再控制温度为75-85℃，将钛银粉混合物缓慢加入到硬脂酸或硬脂酸钠的乙醇溶液中，然后将温度控制为65-75℃持续分散3-8h，然后冷却，过滤，烘干，研磨细化，得到钛银微纳粉，备用；所述硬脂酸或硬脂酸钠的乙醇溶液的浓度为10-30wt%；所述钛银粉混合物与所述乙醇溶液质量分数比例为：1：（4-10）；

（2）将凝胶模板剂加入到去离子水中，升温分散至凝胶模板剂充分溶解，得到凝胶模板剂水溶液；所述的凝胶模板剂为包括十二烷基二苯醚二磺酸钠、羧甲基纤维素钠、十六烷基三甲基对苯磺酸铵和聚乙二醇的混合物，其质量比为10：（0.2-1）：（0.5-2）：（1-5）；所述的凝胶模板剂与水的质量比为1：（30-100）；

（3）持续分散条件下将三乙醇胺加入到步骤（2）所得凝胶模板剂水溶液中，加入量为所含去离子水的质量的0.2-1%，控制温度为75-85℃，调节pH值为8-10，分散溶解；将步骤（1）中得到的钛银微纳粉缓慢加入其中，混合均匀；再将正硅酸乙酯加入其中，继续分散6-24h；然后进行冷却，过滤，洗涤，干燥，得到硅钛银干燥物；所述正硅酸乙酯、钛银微纳粉的加入量与凝胶模板剂的质量比为（5-10）：（0.1-1）：1；

（4）将步骤（3）所得硅钛银干燥物于180-220℃处理2-3h，再升温到500-700℃高温煅烧3-8h，冷却至室温，研磨细化，得到中空多孔的硅钛银抗菌复合微球；

所述基体材料为苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐改性乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯的混合物；

所述的紫外稳定剂包括2-羟基-4-正辛氧基二苯酮和2-（2′-羟基-3′, 5′-三级丁基苯基）-5-氯代苯并三唑，二者质量比为1：（0.5-2）；

所述的表面有机改性包括以下步骤：

（一）将聚乙烯吡咯烷酮溶解到无水乙醇中，再将纳米硫酸钡、纳米二氧化硅、硅酸钙晶须和硅酸铝短纤在搅拌条件下缓慢加入，搅拌得到分散的悬浮浊液，备用；其中，聚乙烯吡咯烷酮与无水乙醇的质量比为1：（20-60），纳米硫酸钡、纳米二氧化硅、硅酸钙晶须和硅酸铝短纤总质量与无水乙醇质量之比为1：（10-50）；

（二）将N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷溶解到无水乙醇中，得到表面有机改性溶液，备用；其中，N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷与无水乙醇的质量比为1：（10-40）；

（三）将步骤（二）所得表面有机改性溶液缓慢加入到步骤（一）所得悬浮浊液中，于45-55℃进行分散处理，再将温度调整为60-70℃继续分散；然后冷却，清洗，过滤，干燥，研磨细化，最后得到表面有机改性的混合物。

2.根据权利要求1所述可用于3D打印的抗菌耐磨跑道地板复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076 和抗氧剂626中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述可用于3D打印的抗菌耐磨跑道地板复合材料，其特征在于：所述的分散剂为醇羟基改性硅油、巯基改性硅油、丙烯酸酯改性环氧大豆油中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述可用于3D打印的抗菌耐磨跑道地板复合材料，其特征在于：所述的交联剂为包括过氧化二异丙苯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的混合物，过氧化二异丙苯和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯的质量比为2：（0.5-1）。

5.权利要求1-4任一项所述可用于3D打印的抗菌耐磨跑道地板复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，将紫外稳定剂、抗氧剂与增强剂混合均匀，再将抗菌复合微球加入并混合均匀，得到混合物A，备用；将基体材料和分散剂混合均匀,再加入交联剂混合均匀，得到混合物B；最后将混合物A加入到混合物B中混合均匀，得到混合物料；

步骤二，将混合物料进行熔融混合挤出，温度设置为：一段为150-185℃，二段为160-195℃，三段为160-205℃，四段为160-205℃，五段为160-200℃，机头段为150-185℃；置于温度40-50℃的真空烘干机中干燥，得到复合材料。