一种高性能抗菌改性碳酸钙、制备方法及其在生产塑胶板材中的应用与流程

本发明技术涉及人造板，具体涉及一种高性能抗菌改性碳酸钙、制备方法及其在生产塑胶板材中的应用。

背景技术：

1、塑胶板就是用塑料做成板材，塑料为合成的高分子化合物，可以自由改变形体样式。塑料是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，塑胶板具有耐化学侵蚀、重量轻且坚固、加工简单，可大量生产，价格便宜、用途广泛等特点。

2、碳酸钙是碳酸钙是一种无机化合物，化学式为caco3，由一个钙离子(ca2+)和一个碳酸根离子(co32-)组成。它通常为白色晶体，无味，基本上不溶于水，但在酸性条件下可以溶解，并释放出二氧化碳气体。碳酸钙在自然界中广泛存在，如石灰石、大理石等的主要成分。此外，它也是某些动物骨骼或外壳的主要成分。工业上，碳酸钙有广泛的应用，例如用于造纸、冶金、玻璃、制碱、橡胶、医药、颜料、有机化工等。

3、在塑胶板的制备中，碳酸钙常作为填料加入到塑胶板中，能够提高尺寸稳定性，起到一种骨架作用，对塑胶板的稳定性有很大作用；增加硬度和刚性、改善加工性能，改变塑胶板制备时的流变性能，有助于塑胶板的加工成形、提高制品的硬度，还可以改善制品的表面光泽和平整性、提高耐热性等。

4、塑胶板应用广泛，力学性能较好，但抗菌性能较差，耐候性不佳。

5、实用新内容

6、本发明的目的在于提供一种高性能抗菌改性碳酸钙、制备方法及其在生产塑胶板材中的应用，能够解决现有技术中，塑胶板抗菌性较差，耐候性不足的技术问题。

7、为实现上述目的本发明采取如下技术方案：

8、一种高性能抗菌改性碳酸钙的制备方法，包括以下步骤：

9、s1：用破碎机对石料进行破碎，制得碳酸钙破碎物；

10、s2：向步骤s1制得的碳酸钙破碎物中添加十二烷基硫酸钠、三乙醇胺组成的助磨剂并研磨，所述助磨剂的加入量为碳酸钙破碎重量的2.8-3.1％，所述十二烷基硫酸钠和三乙醇胺的重量比为1:4-5.8，制得碳酸钙细石粉；

11、s3：将步骤s2制得的碳酸钙细石粉筛分，制得1200-1500目的碳酸钙粉体；

12、s4：以质量份为单位，向步骤s3制得的碳酸钙粉体30-50份中加入改性剂4-10份，在微波功率为200-300w，搅拌转速为2000-3000r/min下搅拌45-70min，制得混合物a；

13、s5：向步骤s4制得的混合物a中加入柠檬酸铵0.4-0.7份混合，接着再加入抗菌剂6-10份、还原剂1-2份，在微波功率为100-200w，搅拌转速为1500-2500r/min下搅拌反应8-10h，制得混合物b；

14、s6：将步骤s5制得的混合物b在温度为48-52℃下干燥至含水量≤1％，研磨，经轮式分析机处理后制得≥1000目的高性能抗菌改性碳酸钙。

15、进一步地，步骤s5中所述的抗菌剂为银离子抗菌剂。

16、进一步地，步骤s5中所述的还原剂为葡萄糖。

17、本发明还提供一种高性能抗菌改性碳酸钙在塑胶板中的应用，其特征在于：所述的塑胶板包括以下原料制成：复合树脂100-160份、增塑剂10-20份、稳定剂1-5份、润滑剂0.5-2份、颜料0.5-1份、高性能抗菌改性碳酸钙30-60份。

18、进一步地，所述的复合树脂由abs和pc以质量比为5-7:3-5复配而成。

19、进一步地，所述的增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。

20、进一步地，所述的热稳定剂为ksr有机稀土复合稳定剂。

21、进一步地，所述的润滑剂为季戊四醇棕榈酸酯。

22、进一步地，所述的颜料为钛白粉。

23、本发明的技术原理：

24、1.石料的破碎与助磨剂的添加

25、通过破碎机对石料进行破碎，可以减小石料的粒度，增加其表面积，为后续的改性过程奠定基础。助磨剂的添加则可以提高研磨效率，减少能耗。本方法中，助磨剂的加入可以降低碳酸钙颗粒之间的摩擦和团聚，提高研磨效率。十二烷基硫酸钠和三乙醇胺的重量比经过优化，可以确保助磨剂的最佳效果。

26、2.碳酸钙粉体的筛分

27、筛分是制备过程中重要的环节，筛分过程确保了碳酸钙颗粒的均匀性和一致性，得到粒度均匀的碳酸钙粉体，为后续改性处理提供了良好的基础。本方法中，采用1200-1500目的筛网进行筛分，确保碳酸钙粉体的粒度符合要求。

28、3.改性剂的加入与搅拌

29、改性剂的加入可以改变碳酸钙的表面性质，提高其分散性和稳定性。本方法中，采用微波搅拌的方式，使改性剂与碳酸钙粉体充分混合，确保改性剂能够均匀地分布在碳酸钙颗粒表面。同时，微波搅拌还可以促进改性剂与碳酸钙之间的化学反应，提高改性效果。

30、4.抗菌剂的引入

31、抗菌剂的引入是制备高性能抗菌改性碳酸钙的关键步骤。本方法中，柠檬酸铵分散剂则有助于抗菌剂在碳酸钙粉体中的均匀分散，提高抗菌性能。葡萄糖还原剂在搅拌过程中起到还原作用，促进银离子的释放和活性化。采用柠檬酸铵分散剂、银离子抗菌剂和葡萄糖还原剂共同作用的方式，实现抗菌剂的均匀分散和有效固定。在微波搅拌的条件下，银离子抗菌剂与葡萄糖还原剂发生氧化还原反应，生成具有抗菌活性的纳米银颗粒。这些纳米银颗粒通过静电作用、范德华力等方式吸附在碳酸钙颗粒表面，形成一层抗菌保护层。纳米银颗粒具有优异的抗菌性能，能够有效杀灭多种细菌和病毒。

32、5.干燥与研磨

33、将混合搅拌后的碳酸钙粉体在特定温度下进行干燥，去除多余的水分，然后进行研磨和轮式分析机处理，得到最终的高性能抗菌改性碳酸钙。干燥过程确保了产品的稳定性和耐久性，而研磨和轮式分析机处理则进一步提高了产品的细度和均匀性。

34、所述的塑胶板包括以下原料制成：复合树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料以及高性能抗菌改性碳酸钙。每种原料都在塑胶板的制备过程中发挥着不可或缺的作用。

35、1.复合树脂：由abs和pc以质量比为5-7:3-5复配而成，为塑胶板提供了基础的结构和物理性能。abs树脂具有良好的冲击强度和加工性能，而pc树脂则具有高强度和优良的耐热性。二者的复合使用，能够在保证塑胶板强度的同时，提高其加工性和耐热性。

36、2.增塑剂：采用邻苯二甲酸二辛酯(dotp)，其作用主要是降低树脂的熔融温度和粘度，提高塑胶板的柔韧性和可塑性。适量的增塑剂添加，能够使塑胶板在成型过程中更易流动，减少成型缺陷。

37、3.稳定剂：采用ksr有机稀土复合稳定剂，用于提高塑胶板的热稳定性和耐候性。在塑胶板的制备和使用过程中，热稳定剂能够有效防止树脂因高温而发生降解，从而延长塑胶板的使用寿命。

38、4.润滑剂：选用季戊四醇棕榈酸酯，其主要作用是减少树脂在加工过程中的摩擦和粘附，提高塑胶板的表面光滑度和加工效率。

39、5.颜料：采用钛白粉，用于调节塑胶板的颜色。钛白粉具有良好的遮盖力和分散性，能够赋予塑胶板持久且均匀的色泽。

40、6.高性能抗菌改性碳酸钙：添加量为30-60份，用于提高塑胶板的抗菌性能和机械性能。改性碳酸钙的加入，不仅能够有效抑制细菌的生长，还能够增强塑胶板的硬度和耐磨性。

41、本发明技术与现有技术相比的有益效果：

42、1.本发明通过使用硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂和硬脂酸钙对碳酸钙粉体进行改性，并将银离子抗菌剂负载到碳酸钙粉体中，得到了具有抗菌性能的改性抗菌碳酸钙，并将改性抗菌碳酸钙应用于塑胶板中，得到了具有优异抗菌性的塑胶板，提高了塑胶板的耐候性。

43、2.本发明通过使用硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂和硬脂酸钙对碳酸钙粉体进行改性，硅烷偶联剂通过作用反应成活性较强的硅醇基，与碳酸钙粉体表面的羟基反应形成氢键，这些氢键在加热后转化为共价键，使其更容易与有机抗菌剂结合；铝酸脂偶联剂通过羟基和羧基与碳酸钙粉体表面羟基或碳酸基团之间的键合作用，在碳酸钙粉体表面形成一层有机物包覆层，降低表面能，使得抗菌剂能够均匀负载到碳酸钙粉体表面；且由于碳酸钙粉体亲水性较强，应用于塑胶板中时，与塑胶板原料的聚合物相容性并不好，硅烷偶联剂额和铝酸脂偶联剂还能够改善碳酸钙粉体的亲油性，使其能够更好的与塑胶板进行结合；硬脂酸钙分子的一端的羧基能与碳酸钙粉体表面的钙离子形成化学键，产生活性包覆层，使银离子抗菌剂能够稳固地负载到碳酸钙粉体表面。硅烷偶联剂、铝酸脂偶联剂和硬脂酸钙三者协同作用，使抗菌剂能够更有效、均匀、稳固地负载到碳酸钙粉体表面，三者共同作用，提高碳酸钙粉体的抗菌性。

44、3.本发明在将银离子抗菌剂负载到碳酸钙粉体上时，添加了葡萄糖还原剂，使得负载过程中，银离子首先和碳酸钙粉体表面的-sh牢固结合，之后在葡萄糖还原剂的作用下将银离子还原纳米银而吸附于碳酸钙粉体的表面，可以促进碳酸钙粉体与银离子抗菌剂的协同吸收作用，进一步提高碳酸钙粉体的抗菌性能。

技术实现思路