本發(fā)明屬于高分子材料，尤其涉及一種改性聚丙烯材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、聚丙烯(pp)作為日常生活中常用的熱塑性塑料，其因成本低、密度低、易加工等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。但隨著人們對材料性能要求的不斷提高，單一性能的聚丙烯材料已經(jīng)難以滿足多樣化的市場需求。聚丙烯材料在日常使用中很容易受到刮擦、磨損等因素的影響，導(dǎo)致表面質(zhì)量下降，影響美觀和使用壽命，尤其是在汽車扶手等易與硬物接觸的汽車部件，提高聚丙烯產(chǎn)品的耐刮擦性尤為重要。

2、此外，由于聚丙烯材料自身的分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)致其較為容易粘附細(xì)菌，尤其是在汽車扶手、握把等與人體直接接觸的部件，會對人體健康產(chǎn)生一定的危害?，F(xiàn)有技術(shù)中普遍采用將抗菌劑加入至聚丙烯材料中的方法，從而使聚丙烯材料獲得相應(yīng)的抗菌效果。然而，常用的抗菌劑是以沸石、玻璃珠、二氧化硅為基體，通過負(fù)載金屬離子抗菌劑(如銀離子、鋅離子、銅離子)制備而成。但這種抗菌劑的基體本身不具備抗菌性，且對銀、鋅等金屬離子的負(fù)載率低下，因此想要達(dá)到理想的抗菌效果，必須要添加大量的抗菌劑，但添加過量抗菌劑會對聚丙烯機(jī)械性能帶來較大的負(fù)面影響?，F(xiàn)有技術(shù)中公開了一種抗菌聚丙烯材料，其需要添加5份無機(jī)抗菌劑才能達(dá)到較好的抗菌效果，這種過量抗菌劑的添加會大大降低聚丙烯材料的力學(xué)性能。

3、因此，如何在不過量添加抗菌劑的同時，還能保持聚丙烯的優(yōu)異的抗菌性能和機(jī)械性能，并且提高聚丙烯耐刮擦性，對于拓展聚丙烯材料在汽車內(nèi)飾等高端領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種改性聚丙烯材料，該材料無需添加過量抗菌劑(加入質(zhì)量份在2份及以下)，就可以確保聚丙烯材料具有優(yōu)異的抗菌性能和機(jī)械性能，并且還能提高聚丙烯材料的耐刮擦性，延長材料的使用壽命并實(shí)現(xiàn)對人體健康的保護(hù)。

2、本發(fā)明的目的之二在于提供一種上述改性聚丙烯材料的制備方法。

3、本發(fā)明的目的之三在于提供一種上述改性聚丙烯材料的應(yīng)用。

4、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：

5、本發(fā)明的第一方面提供了一種改性聚丙烯材料，包括以下質(zhì)量份數(shù)的制備原料：50～90份聚丙烯樹脂；5～25份填充劑；1～6份相容劑；0.5～3份耐刮擦劑；0.5～2份復(fù)合抗菌劑；0.1～2份功能助劑；

6、所述聚丙烯樹脂的彎曲模量≥1900mpa；

7、所述填充劑包括球形無機(jī)填料；

8、所述復(fù)合抗菌劑包括介孔二氧化鈦，所述介孔二氧化鈦的介孔結(jié)構(gòu)中負(fù)載有銀離子和/或鋅離子；所述介孔二氧化鈦的孔徑為1～15nm，所述介孔二氧化鈦的孔體積為15～40m3/g。

9、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，彎曲模量的測試標(biāo)準(zhǔn)為astm?d790-2017。

10、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述復(fù)合抗菌劑中的銀離子含量為9～16wt％。

11、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述復(fù)合抗菌劑中的鋅離子含量為14～20wt％。

12、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述復(fù)合抗菌劑由包括以下步驟的方法制得：將銀鹽和/或鋅鹽與介孔二氧化鈦混合，再進(jìn)行加壓處理，得到所述的復(fù)合抗菌劑。

13、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述加壓處理的壓力為6～14mpa。

14、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述加壓處理的溫度為60～140℃。

15、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述加壓處理的時間為2～10h。

16、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述耐刮擦劑包括酰胺類耐刮擦劑、有機(jī)硅類耐刮擦劑或其組合。

17、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述球形無機(jī)填料的平均粒徑為400～700nm。

18、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述球形無機(jī)填料的密度為0.5～3g/cm3。

19、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述球形無機(jī)填料包括碳酸鈣、玻璃微珠、二氧化硅、氮化硼、硅酸鹽、氧化鋁或鈦白粉中的至少一種。

20、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述填充劑還包括非球形無機(jī)填料。

21、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述非球形無機(jī)填料包括滑石粉、硅灰粉或其組合。

22、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述相容劑包括馬來酸酐接枝聚合物。

23、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述馬來酸酐接枝聚合物的馬來酸酐接枝率為0.8～2.5wt％。

24、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述馬來酸酐接枝聚合物包括馬來酸酐接枝聚丙烯、馬來酸酐接枝聚乙烯或馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體中的至少一種。

25、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述功能助劑包括抗氧劑、潤滑劑或其組合。

26、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述抗氧劑的用量選自0.05～1質(zhì)量份。

27、在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述潤滑劑的用量選自0.05～1質(zhì)量份。

28、本發(fā)明的第二方面提供了一種本發(fā)明的第一方面所述的改性聚丙烯材料的制備方法，包括以下步驟：將改性聚丙烯材料除填充劑外的其他制備原料混合，加入雙螺桿擠出機(jī)的主喂料口，將填充劑加入雙螺桿擠出機(jī)的側(cè)喂料口，擠出成型，得到所述的改性聚丙烯材料。

29、本發(fā)明的第三方面提供了一種本發(fā)明的第一方面所述的改性聚丙烯材料在制備汽車部件中的應(yīng)用。

30、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明選取高模量的聚丙烯樹脂為基材，可以在保持耐刮擦性的同時，減少耐刮擦劑的用量；而采用本發(fā)明的復(fù)合抗菌劑，有利于使材料具有高的抑菌率，且不會影響聚丙烯材料的力學(xué)性能；結(jié)合球形無機(jī)填料等原料，有利于使材料具備高效、持久的抗菌效果，且力學(xué)性能和耐刮擦性優(yōu)異，本發(fā)明提供的改性聚丙烯材料具有長的使用壽命，且抗菌效果好，可避免對人體健康產(chǎn)生危害，在汽車部件尤其是汽車內(nèi)飾方面具有良好的應(yīng)用前景。

31、具體而言，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

32、1、本發(fā)明利用納米級介孔二氧化鈦負(fù)載ag+與zn2+制備出復(fù)合抗菌劑，其中二氧化鈦本身具備抗菌性，再與無機(jī)抗菌劑ag+與zn2+結(jié)合后，抗菌性能進(jìn)一步得到提升；此外，采用介孔狀的二氧化鈦，并對其加壓，可以使更多的ag+與zn2+負(fù)載于介孔二氧化鈦粒子內(nèi)部，ag+與zn2+會通過二氧化鈦表面的介孔緩慢釋放，達(dá)到高效、持久抗菌的目的。

33、2、高模量聚丙烯本身具備較高的硬度和耐刮擦性，本發(fā)明以高模量的聚丙烯樹脂為基材，可以在保持耐刮擦性的同時，減少耐刮擦劑的用量；具有合適孔徑和孔體積的介孔二氧化鈦，有利于提高材料的抑菌率和長期抗菌效果，而采用介孔二氧化鈦配合銀鹽和鋅鹽，抑菌率更高，使復(fù)合抗菌劑僅需添加較少用量，便能使聚丙烯材料達(dá)到優(yōu)異的抗菌性能，且不會降低聚丙烯材料的力學(xué)性能；采用球形無機(jī)填料，使其更有效地分散在基體材料中，形成更加均勻和致密的復(fù)合結(jié)構(gòu)，得到強(qiáng)度更高的材料；結(jié)合馬來酸酐接枝聚合物相容劑和有機(jī)硅類耐刮擦劑，可進(jìn)一步提高材料的力學(xué)性能和耐刮檫性能。

34、3、本發(fā)明制備的改性聚丙烯材料是一種抗菌、耐刮擦、高模量的聚丙烯材料，其具備高效、持久的抗菌效果，且其力學(xué)性能和耐刮擦性優(yōu)異，可以延長產(chǎn)品的使用壽命，并能夠避免對人體健康產(chǎn)生危害，在汽車部件尤其是汽車內(nèi)飾方面具有良好的應(yīng)用前景。