[发明专利]一种抗菌功能化蒙脱土改性聚乳酸木塑材料及其制法

说明书

本发明涉及木塑材料技术领域，且公开了一种抗菌功能化蒙脱土改性聚乳酸木塑材料，由于大黄素是一种天然的抗菌成分，能够对常见的如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌都具有较好的抑菌活性，还具有较好的抗真菌活性，因此使用大黄素进行抗菌改性后的抗菌改性聚乳酸接枝蒙脱土能够提高聚乳酸材料的抗菌防霉的效果，且由于接枝了聚乳酸大分子的分子链，因此与聚乳酸基体具有优异的相容性，因此能够避免小分子的析出，且增加了大黄素小分子的稳定性，由于添加了蒙脱土，在良好的分散性作用下具有纳米增强增韧作用，也能够增强聚乳酸的热稳定性，从而得到综合性能优异的抗菌功能化木塑材料。

技术领域

本发明涉及木塑材料技术领域，具体为一种抗菌功能化蒙脱土改性聚乳酸木塑材料及其制法。

背景技术

随着材料技术的不断发展，人们对各种材料的要求也不断增多，而抗菌材料的出现也为人们的生活带来了诸多的便利，因此为了增加材料的附加值与功能，对材料进行抗菌改性也成为了一种有效的方式，木塑材料是一种由热塑性树脂与天然植物纤维复合而成的一种材料，兼具有木材与塑料的性能，但普通的木塑材料不仅不具备抗菌性能，还由于存在植物纤维易受到霉菌的侵害，因此进行抗菌改性还能够改善木塑材料的防霉性能。

在木塑材料中，聚乳酸木塑材料是一种可生物降解的木塑材料，在中国专利CN104893331B“一种抗菌木塑复合材料及其制备方法”中便公开了一中以纳米银作为抗菌剂的抗菌木塑板，而纳米银抗菌效果虽然优异，但成本却过高，而通过使用具有良好抗菌性能的且能够天然提取的大黄素对聚乳酸进行抗菌改性，则能够使聚乳酸也具有优异的抗菌性能，并且加入对聚乳酸性能具有良好增强效果的蒙脱土，能够得到综合性能优异的聚乳酸木塑材料。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种抗菌功能化蒙脱土改性聚乳酸木塑材料及其制法，解决了普通聚乳酸木塑材料不具备抗菌性能。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种抗菌功能化蒙脱土改性聚乳酸木塑材料制备方法包括以下步骤：

(1)将甲基丙烯酸缩水甘油酯与聚乳酸加入至转矩流变仪内，接着加入过氧化苯甲酰，140-160℃熔融接枝20-40min，待反应结束，三氯甲烷抽提，乙醇沉淀、过滤、去离子水洗涤、真空干燥，即得到甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚乳酸共聚物；

(2)将蒙脱土加入无水乙醇溶剂中，加入醋酸调节pH至4-5，接着加入γ-氨丙基三乙氧基硅烷，升温至60-80℃，恒温搅拌反应24-36h，待反应结束，离心分离、去离子水洗涤、真空干燥，即得到氨基改性蒙脱土；

(3)将甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚乳酸共聚物加入至二氯甲烷溶剂中，接着加入氨基改性蒙脱土，超声分散10-15min，接着升温至60-100℃，搅拌反应1-2h，待反应结束，蒸除溶剂、丙酮与去离子水洗涤、真空干燥，即得到聚乳酸接枝蒙脱土；

(4)将聚乳酸接枝蒙脱土加入至混合溶剂中，搅拌分散，接着加入高氯酸，再加入大黄素，通氮气保护，升温至50-80℃，反应24-36h，待反应结束，即得到抗菌改性聚乳酸接枝蒙脱土；

(5)将聚乳酸、抗菌改性聚乳酸接枝蒙脱土、木粉与聚乙烯蜡加入至高速混炼机内混合分散，接着使用双螺杆挤出机于160-180℃挤出，造粒，即得到抗菌功能化蒙脱土改性聚乳酸木塑材料。

优选的，所述步骤(1)中聚乳酸、甲基丙烯酸缩水甘油酯与过氧化苯甲酰的质量比为100:3-8:0.1-0.2。

优选的，所述步骤(2)中无水乙醇、蒙脱土与γ-氨丙基三乙氧基硅烷的质量比为6000-16000:100:10-30。

优选的，所述步骤(3)中二氯甲烷、甲基丙烯酸缩水甘油酯-聚乳酸共聚物与氨基改性蒙脱土的质量比为3000-9000:60-200:100。