本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種高性能抗菌ps復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

聚苯乙烯(ps)具有質(zhì)輕、無毒、無臭，化學(xué)穩(wěn)定性好，且在常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小等優(yōu)點(diǎn)。盡管ps的綜合性能非常優(yōu)異，但是ps的抗菌性能一般，這大大限制了ps復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種高性能抗菌ps復(fù)合材料及其制備方法，以解決現(xiàn)ps材料的抗菌性能及力學(xué)性能不高的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高性能抗菌ps復(fù)合材料，按重量份由以下組分組成：

所述復(fù)合填料是納米tio2包覆云母粉的復(fù)合填料，具體制備步驟如下：

(1)將云母粉在90-110℃的烘箱中干燥3-5h，充分去除云母粉表面的吸附水以備用；

(2)將偏鈦酸鈉、云母粉和聚乙二醇放入乙醇水溶液中，于溫度為80-100℃的恒溫水浴鍋中10-12h后使所述云母粉完全溶解；

(3)在攪拌下緩慢滴加飽和氯化銨溶液，靜置2h后離心、過濾、干燥、粉碎，即制得納米tio2包覆云母粉的復(fù)合填料。

所述云母粉為白云母，粒徑為6-10μm。

所述偏鈦酸鈉、所述云母粉、所述聚乙二醇及所述飽和氯化銨的質(zhì)量比為(40-60)：(120-180)：(4-8)：(20-30)。

所述抗菌劑為無機(jī)系抗菌劑，優(yōu)選為ionpure或zeomic中的一種。

所述抗氧劑為三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯中的一種或幾種的混合。

所述相容劑為sebs-g-mah。

一種上述任一項(xiàng)的高性能抗菌ps復(fù)合材料及其制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取80份-100份ps、16份-20份復(fù)合填料、4份-6份抗菌劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份sebs-g-mah混合并攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ps復(fù)合材料。

所述步驟(2)具體為：使用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，其中，所述雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個(gè)溫度區(qū)，一區(qū)溫度150～170℃，二區(qū)溫度200～240℃，三區(qū)溫度200～240℃，四區(qū)溫度200～240℃，五區(qū)溫度200～240℃，六區(qū)溫度200～240℃，機(jī)頭溫度200～240℃,螺桿轉(zhuǎn)速200～280r/min。

本發(fā)明的有益效果是：

1、云母粉表面經(jīng)納米tio2包覆后其銳利的棱角變得鈍化，平滑的晶體解理面也變的粗糙，緩解了由此造成的復(fù)合材料內(nèi)局部應(yīng)力集中的問題。同時(shí)包覆在云母表面的納米tio2還增強(qiáng)了填料與ps基體之間的界面作用力，從而提升ps復(fù)合材料的力學(xué)性能。

2、抗菌劑的加入提升了ps復(fù)合材料的抗菌性能。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)方案，以下的實(shí)施例僅是示例性的，僅能用來解釋和說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能解釋為是對本發(fā)明技術(shù)方案的限制。

本申請的實(shí)施例中所用的原料如下：

ps(型號350)，臺灣國喬；偏鈦酸鈉，湖北邦盛化工有限公司；云母粉，石家莊馬躍云母粉廠；聚乙二醇，海安石油化工；氯化銨，株洲江海環(huán)保實(shí)業(yè)有限公司；抗菌劑(型號ionpure)，日本石冢硝子株式會社；抗菌劑(型號zeomic)，日本品川公司；抗氧劑(型號irganox168、irganox1010、irganox1330)，瑞士汽巴精化；sebs-g-mah，蘇州亞賽塑化有限公司。

本申請各實(shí)施例所用的測試儀器如下：

zsk30型雙螺桿擠出機(jī)，德國w&p公司；jl-1000型拉力試驗(yàn)機(jī)，廣州市廣才實(shí)驗(yàn)儀器公司生產(chǎn)；htl900-t-5b型注射成型機(jī)，海太塑料機(jī)械有限公司生產(chǎn)；xcj-500型沖擊測試機(jī)，承德試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)；qt-1196型拉伸測試儀，東莞市高泰檢測儀器有限公司；qd-gjs-b12k型高速攪拌機(jī)，北京恒奧德儀器儀表有限公司。

本申請?zhí)峁┮环N高性能抗菌ps復(fù)合材料，按重量份由以下組分組成：

復(fù)合填料是納米tio2包覆云母粉的復(fù)合填料，具體制備步驟如下：

(1)將云母粉在90-110℃的烘箱中干燥3-5h，充分去除云母粉表面的吸附水以備用；云母粉為白云母，粒徑為6-10μm。

(2)將偏鈦酸鈉、云母粉和聚乙二醇放入乙醇水溶液中，于溫度為80-100℃的恒溫水浴鍋中10-12h后使云母粉完全溶解；

(3)在攪拌下緩慢滴加飽和氯化銨溶液，靜置2h后離心、過濾、干燥、粉碎，即制得納米tio2包覆云母粉的復(fù)合填料。

偏鈦酸鈉、云母粉、聚乙二醇及飽和氯化銨的質(zhì)量比為(40-60)：(120-180)：(4-8)：(20-30)。

抗菌劑為無機(jī)系抗菌劑，優(yōu)選為ionpure或zeomic中的一種。

抗氧劑為巴斯夫公司的三(2,4-二叔丁基)亞磷酸苯酯(簡稱irganox168)、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯(簡稱irganox1010)或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯甲基)苯(簡稱irganox1330)中的一種或幾種的混合。

相容劑為sebs-g-mah。

一種上述任一項(xiàng)的高性能抗菌ps復(fù)合材料及其制備方法，包括以下步驟：

(1)稱取80份-100份ps、16份-20份復(fù)合填料、4份-6份抗菌劑、0.1份-0.5份抗氧劑、0.1份-0.3份sebs-g-mah混合并攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ps復(fù)合材料。

步驟(2)具體為：使用雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，其中，雙螺桿擠出機(jī)包括順次排布的六個(gè)溫度區(qū)，一區(qū)溫度150～170℃，二區(qū)溫度200～240℃，三區(qū)溫度200～240℃，四區(qū)溫度200～240℃，五區(qū)溫度200～240℃，六區(qū)溫度200～240℃，機(jī)頭溫度200～240℃,螺桿轉(zhuǎn)速200～280r/min。

實(shí)施例1

(1)稱取80份ps、16份復(fù)合填料、4份ionpure、0.1份irganox168、0.1份sebs-g-mah混合并攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ps復(fù)合材料p1。

其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度150℃，二區(qū)溫度200℃，三區(qū)溫度200℃，四區(qū)溫度200℃，五區(qū)溫度200℃，六區(qū)溫度200℃，機(jī)頭溫度200℃,螺桿轉(zhuǎn)速200r/min。

實(shí)施例2

(1)稱取100份ps、20份復(fù)合填料、6份zeomic、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330、0.3份sebs-g-mah混合并攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ps復(fù)合材料p2。

其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度170℃，二區(qū)溫度240℃，三區(qū)溫度240℃，四區(qū)溫度240℃，五區(qū)溫度240℃，六區(qū)溫度240℃，機(jī)頭溫度240℃,螺桿轉(zhuǎn)速280r/min。

實(shí)施例3

(1)稱取90份ps、18份復(fù)合填料、5份ionpure、0.1份irganox168、0.2份irganox1010、0.2份sebs-g-mah混合并攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ps復(fù)合材料p3。

其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度160℃，二區(qū)溫度220℃，三區(qū)溫度220℃，四區(qū)溫度220℃，五區(qū)溫度220℃，六區(qū)溫度220℃，機(jī)頭溫度220℃；螺桿轉(zhuǎn)速240r/min。

實(shí)施例4

(1)稱取95份ps、19份復(fù)合填料、6份ionpure、0.1份irganox1010、0.2份irganox1330、0.1份sebs-g-mah混合并攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ps復(fù)合材料p4。

其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度165℃，二區(qū)溫度205℃，三區(qū)溫度205℃，四區(qū)溫度205℃，五區(qū)溫度205℃，六區(qū)溫度205℃，機(jī)頭溫度205℃；螺桿轉(zhuǎn)速260r/min。

實(shí)施例5

(1)稱取100份ps、17份復(fù)合填料、5份zeomic、0.2份irganox1010、0.2份irganox1330、0.1份sebs-g-mah混合并攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ps復(fù)合材料p5。

其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度165℃，二區(qū)溫度225℃，三區(qū)溫度225℃，四區(qū)溫度225℃，五區(qū)溫度225℃，六區(qū)溫度225℃，機(jī)頭溫度225℃；螺桿轉(zhuǎn)速255r/min。

對比例1

(1)稱取稱取80份ps、16份云母粉、0.1份irganox1010、0.2份irganox168、0.1份sebs-g-mah混合并攪拌均勻，得到混合料；

(2)將步驟(1)中得到的混合料擠出造粒，即得到ps復(fù)合材料d1。

其中雙螺桿擠出機(jī)各區(qū)溫度及螺桿轉(zhuǎn)速分別為：一區(qū)溫度155℃，二區(qū)溫度215℃，三區(qū)溫度215℃，四區(qū)溫度215℃，五區(qū)溫度215℃，六區(qū)溫度215℃，機(jī)頭溫度215℃；螺桿轉(zhuǎn)速215r/min。

性能測試：

將上述實(shí)施例1-5及對比例1制備的ps復(fù)合材料用注塑機(jī)制成樣條測試，測試數(shù)據(jù)如下表：

從上表可以看出，從表中還可以看出實(shí)施例1-5的抗菌性和物理性能都要好于對比例1，對于擴(kuò)展ps復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，具有非常重要的意義。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。