一种抗菌耐磨塑料片材的制备方法与流程

本发明涉及功能高分子材料，具体涉及一种抗菌耐磨塑料片材的制备方法。

背景技术：

1、线性低密度聚乙烯是乙烯与少量α-烯烃共聚形成在线性乙烯的主链上，带有非常短小的共聚单体支链的分子结构，为无毒、无味、无臭的乳白色颗粒。线性低密度聚乙烯被称为第三代聚乙烯，具有较高的软化温度和熔融温度，有强度大、韧性好、刚性大、耐热、耐寒性好等优点，还具有良好的耐环境应力开裂性，耐冲击强度、耐撕裂强度等性能，并可耐酸、碱、有机溶剂等而广泛用于工业、农业、医药、卫生和日常生活用品等领域。但是线性低密度聚乙烯也有一些缺点，如耐磨性差，基本无抗菌性，因此我们需要对其耐磨性和抗菌性进行改善，最好是一同进行改善，从而提高其应用范围，获取更大的利用价值。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种抗菌耐磨塑料片材的制备方法，采用改性抗菌耐磨复合颗粒对线性低密度聚乙稀进行改性，抗菌耐磨复合颗粒为锂藻土、棒状羟基磷灰石和球状纳米二氧化钛的混合物，利用三者的协同作用，锂藻土为层状结构，其层间作用力小易产生滑移效应，棒状羟基磷灰石具有螺旋结构，随摩擦进行富集在摩擦表面形成润滑膜以及转移膜，再加入球状纳米二氧化钛，球状纳米二氧化钛具有絮状和网状的准颗粒结构，粒子的尺寸小，比表面积大，表面能高，表面严重的配位不足，易同线性低密度聚乙稀上的羟基起键合作用，提高分子间的键力；同时由于球状纳米二氧化钛的小尺寸效应和宏观量子隧道效应，使其产生淤渗作用，可以深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，从而提高线性低密度聚乙稀的耐磨性能。

2、技术方案：一种抗菌耐磨塑料片材，其特征在于：包括以下重量份的原料所制成：线性低密度聚乙稀80-100份、抗菌耐磨复合颗粒15-33份、硅烷偶联剂kh5705-9份、硬脂酸1-3份。

3、进一步的，所述抗菌耐磨复合颗粒为锂藻土、棒状羟基磷灰石和球状纳米二氧化钛，质量比为(1-3):(1-4):(2-4)。

4、进一步的，所述锂藻土的直径为25-35nm；所述球状纳米二氧化钛的粒径为3-10nm。

5、进一步的，所述棒状羟基磷灰石的制备方法如下：

6、步骤1：将0.3mol/l的磷酸二氢铵水溶液在剧烈搅拌下逐渐滴入反相微乳液体系中；

7、步骤2：用25％的氨水调节ph为10-11，搅拌10min后后密封陈化24h；

8、步骤3：用无水乙醇进行破乳，离心分离，用无水乙醇洗涤；

9、步骤4：置于干燥箱中烘干，置于马弗炉中，在650℃下焙烧6h，即得棒状羟基磷灰石。

10、进一步的，反相微乳液体系为聚乙二醇辛基苯基醚/环己烷/0.5mol/l硝酸钙水溶液。

11、进一步的，所述聚乙二醇辛基苯基醚/环己烷/0.5mol/l硝酸钙水溶液的体积比为47.5:37.5:15。上述抗菌耐磨塑料片材的制备方法，包括以下步骤：

12、(1)取硅烷偶联剂kh570分散于水中，配制成5wt.％的硅烷偶联剂kh570溶液；

13、(2)加热至70℃，加入抗菌耐磨复合颗粒，搅拌20-35min；

14、(3)取出，置于干燥箱中干燥，获得改性抗菌耐磨复合颗粒；

15、(4)将线性低密度聚乙稀置于干燥箱中，在80℃下干燥12h，获得干燥的线性低密度聚乙稀；

16、(5)将干燥的线性低密度聚乙稀、改性抗菌耐磨复合颗粒和硬脂酸混合，加入转矩流变仪中，在温度160-170℃、转速60-70rpm下熔融共混5-8min，获得复合粒子；

17、(6)将复合粒子在平板硫化机上进行模压，获得厚度为1mm的抗菌耐磨塑料片材。

18、进一步的，所述步骤(6)中模压条件为：温度160-165℃，压力7-8mpa，热压时间4-5min。

19、有益效果：

20、1、本发明抗菌耐磨塑料片材采用改性抗菌耐磨复合颗粒对线性低密度聚乙稀进行改性，抗菌耐磨复合颗粒为锂藻土、棒状羟基磷灰石和球状纳米二氧化钛的混合物，利用三者的协同作用，锂藻土为层状结构，其层间作用力小易产生滑移效应，棒状羟基磷灰石具有螺旋结构，随摩擦进行富集在摩擦表面形成润滑膜以及转移膜，再加入球状纳米二氧化钛，球状纳米二氧化钛具有絮状和网状的准颗粒结构，粒子的尺寸小，比表面积大，表面能高，表面严重的配位不足，易同线性低密度聚乙稀上的羟基起键合作用，提高分子间的键力；同时由于球状纳米二氧化钛的小尺寸效应和宏观量子隧道效应，使其产生淤渗作用，可以深入到高分子链的不饱和键附近，并和不饱和键的电子云发生作用，从而提高线性低密度聚乙稀的耐磨性能。

21、2、本发明中添加的球状纳米二氧化钛同时还具有很好的抗菌效果，再提高耐磨性的同时，对于提高线性低密度聚乙稀的抗菌性也有显著的作用。

22、3、抗菌耐磨复合颗粒对线性低密度聚乙稀进行改性，二者间的界面性能良好，获得的抗菌耐磨塑料片材耐磨、抗菌性都很好，力学性能也未受到影响。

技术特征：

1.一种抗菌耐磨塑料片材，其特征在于：包括以下重量份的原料所制成：线性低密度聚乙稀80-100份、抗菌耐磨复合颗粒15-33份、硅烷偶联剂kh5705-9份、硬脂酸1-3份。

2.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨塑料片材，其特征在于：所述抗菌耐磨复合颗粒为锂藻土、棒状羟基磷灰石和球状纳米二氧化钛，质量比为(1-3):(1-4):(2-4)。

3.根据权利要求2所述的一种抗菌耐磨塑料片材，其特征在于：所述锂藻土的直径为25-35nm；所述球状纳米二氧化钛的粒径为3-10nm。

4.根据权利要求2所述的一种抗菌耐磨塑料片材，其特征在于：所述棒状羟基磷灰石的制备方法如下：

5.根据权利要求4所述的一种抗菌耐磨塑料片材，其特征在于：所述反相微乳液体系为聚乙二醇辛基苯基醚/环己烷/0.5mol/l硝酸钙水溶液。

6.根据权利要求5所述的一种抗菌耐磨塑料片材，其特征在于：所述聚乙二醇辛基苯基醚/环己烷/0.5mol/l硝酸钙水溶液的体积比为47.5:37.5:15。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种抗菌耐磨塑料片材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的一种抗菌耐磨塑料片材的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中模压条件为：温度160-165℃，压力7-8mpa，热压时间4-5min。

技术总结本发明提供了一种抗菌耐磨塑料片材的制备方法，包括以下步骤：配制5wt.％的硅烷偶联剂KH570溶液；加热，加入抗菌耐磨复合颗粒搅拌；取出干燥，获得改性抗菌耐磨复合颗粒；将干燥的线性低密度聚乙稀、改性抗菌耐磨复合颗粒和硬脂酸混合，加入转矩流变仪中，熔融共混获得复合粒子；将复合粒子在平板硫化机上进行模压，获得抗菌耐磨塑料片材。本发明采用锂藻土、棒状羟基磷灰石和球状纳米二氧化钛，利用三者的协同作用，锂藻土为层状结构，其层间作用力小易产生滑移效应，棒状羟基磷灰石具有螺旋结构，随摩擦进行富集在摩擦表面形成润滑膜以及转移膜，再加入球状纳米二氧化钛，提高线性低密度聚乙稀的耐磨性能。技术研发人员：刘永清,刘永芳受保护的技术使用者：苏州清之绿新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18