專利名稱：一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能母粒技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著塑料合成技術(shù)及加工工藝的不斷進步，塑料在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為不可或缺的重要物資。但大多塑料不耐紫外線輻射，不能在戶外長期使用；與人體或其它物體接觸時易沾染汗?jié)?、油潰或其它有機物，從而滋長細菌，造成交叉感染；在大氣中也容易被大氣污染物所覆蓋，并在水和氧氣的作用下長出有害微生物。為減輕以上問題，通常在塑料中添加紫外線吸收劑或抗菌劑。但紫外線吸收劑的分子量一般比較低，容易從塑料中析出而使抗紫外線性能慢慢喪失；常用的有機抗菌劑和無機抗菌劑的抗菌壽命有限，不能長久保持抗菌效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的之一在于提供了一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒；本發(fā)明的目的之二在于提供了所述紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒的制備方法;本發(fā)明的目的之三在于提供了一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能塑料。
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為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比計算的如下原料:
納米半導(dǎo)體材料5% ~ 50%
偶聯(lián)削0.1% ~0.5%
潤滑分散_1% ~ 10%
基體樹脂39.5% ~ 93.9%;其中，所述納米半導(dǎo)體材料為摻雜型納米二氧化鈦、納米氧化鋅、納米硫化鋅中的一種或多種混合物。較佳地,所述納米半導(dǎo)體材料的粒徑為5nm lOOnm。較佳地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑中的任意一種。較佳地，所述潤滑分散劑為脂肪酸、脂肪酸鹽、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚酰胺蠟、酯蠟中的一種或多種混合物。較佳地，所述基體樹脂為聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺中的任意一種。
制備所述多功能色母粒的制備方法:步驟A、按所述量秤取各原料，先把納米半導(dǎo)體材料和偶聯(lián)劑投入高速混合機中在轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘 1500轉(zhuǎn)/分鐘下混合2 10分鐘，再投入潤滑分散劑和基體樹脂，繼續(xù)在轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘 1500轉(zhuǎn)/分鐘下混合2 10分鐘，最后出料，得到混合物I ；步驟B、將混合物I投入密煉機或捏合機中密煉或捏合10 20分鐘，再出料、冷卻、破碎，得到混合物II，所述密煉或捏合溫度為150°c 250°C ；步驟C、將混合物II投入擠出機中在150°C 250°C下進行熔融擠出，經(jīng)冷卻、切粒干燥后即得到所述的多功能色母粒。所述擠出機為平行雙螺桿擠出機、往復(fù)式單螺桿擠出機或雙階式混煉擠出機。所述冷卻、切粒工藝為水下拉條切粒、模面水環(huán)熱切或模面風(fēng)環(huán)熱切。含有所述多功能色母粒的塑料，由按重量百分比計算的多功能色母粒5% 50%和樹脂50% 95%組成。 所述樹脂為聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺中的一種或幾種組合物。本發(fā)明的技術(shù)方案是選用摻雜型納米二氧化鈦、納米氧化鋅或納米硫化鋅作為紫外線屏蔽劑和抗菌防污劑，輔予合適的偶聯(lián)劑、潤滑分散劑和基體樹脂，通過一系列有效的制備工藝制成所需母粒。該母粒與相應(yīng)的樹脂混合使用后，可制成具有屏蔽紫外光、抗菌和防污功能的塑料制品，適合于戶內(nèi)外場合長期使用。本發(fā)明采用把納米粉體先做成高濃度母粒的形式，解決了納米粉體的分散問題；納米半導(dǎo)體材料具有的高效紫外屏蔽作用，以它們代替普通的紫外線吸收劑，可使塑料制品具有長久的耐紫外輻照性能；并且納米半導(dǎo)體材料具有的光催化效應(yīng)，可使塑料制品具有長久的抗菌和防污功能，可廣泛應(yīng)用于建筑門窗型材、戶外塑料座椅、園林柵欄、人造草坪等領(lǐng)域。
具體實施例方式實施例1一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比計算的納米氧化鋅5%、鋁酸酯偶聯(lián)劑0.1%、脂肪酸鹽1%、聚乙烯樹脂93.9%。所述納米半導(dǎo)體材料的粒徑為5nm。制備所述多功能色母粒的方法，具體為:步驟A、按所述量秤取各原料，先把納米氧化鋅和鋁酸酯偶聯(lián)劑投入高速混合機中在轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘下混合10分鐘，再投入脂肪酸鹽和聚乙烯樹脂，繼續(xù)在轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘下混合10分鐘，最后出料，得到混合物I ;步驟B、將混合物I投入密煉機或捏合機中，于150°C下密煉或捏合10 20分鐘，再出料、冷卻、破碎，得到混合物II ；步驟C、將混合物II投入平行雙螺桿擠出機中在150°C 200°C下進行熔融擠出，經(jīng)水下拉條切粒干燥后即得到所述的多功能色母粒。一種多功能聚乙烯塑料，由按重量百分比計算的多功能色母粒50%和聚乙烯樹脂50%組成。實施例2一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比計算的摻雜型納米二氧化鈦50%、硅烷偶聯(lián)劑0.5%、脂肪酸10%、聚苯乙烯39.5% ；所述納米半導(dǎo)體材料的粒徑為lOOnm。制備所述多功能色母粒的方法，具體為:步驟A、按所述量秤取各原料，先把摻雜型納米二氧化鈦和硅烷偶聯(lián)劑投入高速混合機中在轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘下混合2分鐘，再投入脂肪酸和聚苯乙烯，繼續(xù)在轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘下混合2分鐘，最后出料，得到混合物I ;步驟B、將混合物I投入密煉機或捏合機中，于200°C下密煉或捏合10 20分鐘，再出料、冷卻、破碎，得到混合物II ；步驟C、將混合物II投入往復(fù)式單螺桿擠出機中在180°C 230°C下進行熔融擠出，經(jīng)模面風(fēng)環(huán)熱切、干燥后即得到所述的多功能色母粒。一種多功能聚苯乙烯塑料，由按重量百分比計算的多功能色母粒5%和聚苯乙烯樹脂95%組成。實施例3一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比計算的納米半導(dǎo)體材料10%(其中，含有納米半導(dǎo)體材料為摻`雜型納米二氧化鈦8%、納米硫化鋅2%)、偶聯(lián)劑0.3%(其中，含有硅烷偶聯(lián)劑0.1%%、鋁酸酯偶聯(lián)劑0.2%)、潤滑分散劑5.7% (其中，含有聚酰胺蠟
0.7%、酯蠟5%)、聚酰胺84% ；所述納米半導(dǎo)體材料的粒徑為10nm。制備所述多功能色母粒的方法，具體為:步驟A、按所述量秤取各原料，先把摻雜型納米二氧化鈦、納米硫化鋅、硅烷偶聯(lián)齊U、鋁酸酯偶聯(lián)劑投入高速混合機中在轉(zhuǎn)速為1200轉(zhuǎn)/分鐘下混合5分鐘，再投入聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚酰胺繼續(xù)在轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/分鐘下混合5分鐘，最后出料，得到混合物I ;步驟B、將混合物I投入密煉機或捏合機中，于250°C下密煉或捏合10 20分鐘，再出料、冷卻、破碎，得到混合物II ；步驟C、將混合物II投入雙階式混煉擠出機中在200°C 250°C下進行熔融擠出，經(jīng)模面水環(huán)熱切、干燥后即得到所述的多功能色母粒。一種多功能樹脂，由按重量百分比計算的多功能色母粒25%和聚酰胺樹脂75%組成。實施例4一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，包括按重量百分比計算的納米半導(dǎo)體材料30%(其中，含有納米半導(dǎo)體材料為摻雜型納米二氧化鈦15%、納米氧化鋅15%)、鋁酸酯偶聯(lián)劑0.2%、酯蠟6.8%、聚乙烯43%、聚丙烯20% ；所述納米半導(dǎo)體材料的粒徑為50nm。制備所述多功能色母粒的方法，具體為:步驟A、按所述量秤取各原料，先把摻雜型納米二氧化鈦、納米氧化鋅、鋁酸酯偶聯(lián)齊U、酯蠟投入高速混合機中在轉(zhuǎn)速為1400轉(zhuǎn)/分鐘下混合8分鐘，再投入聚苯乙烯繼續(xù)在轉(zhuǎn)速為1400轉(zhuǎn)/分鐘下混合8分鐘，最后出料，得到混合物I ;步驟B、將混合物I投入密煉機或捏合機中，于200°C下密煉或捏合10 20分鐘，再出料、冷卻、破碎，得到混合物II ；步驟C、將混合物II投入雙階式混煉擠出機中在180°C 220°C下進行熔融擠出，經(jīng)模面水環(huán)熱切、干燥后即得到所述的多功能色母粒。一種多功能塑料，由按重量百分比計算的多功能色母粒40%和復(fù)合樹脂60% (其中，含有聚乙烯20%、聚丙烯80%)。上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。 將所得多功能樹脂在注塑機上注塑成色牌，用于性能檢測。對比例將100%聚乙烯、聚丙烯或聚苯乙烯在注塑機上注塑成色牌，用于性能檢測。將上述所制備的各塑料色牌進行未經(jīng)老化試驗和經(jīng)老化試驗(老化試驗條件:100小時的紫外光照射)，以及在色牌表面涂上油潰，然后對相應(yīng)性能進行檢測，結(jié)果如下表:
權(quán)利要求
1.一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒，其特征在于，包括按重量百分比計算的如下原料:納米半導(dǎo)體材料5% ~50%偶聯(lián)劑0.1% ~0.5%潤滑分散劑1%~ 10%基體樹脂39.5% ~93.9%; 其中，所述納米半導(dǎo)體材料為摻雜型納米二氧化鈦、納米氧化鋅、納米硫化鋅中的一種或多種混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能色母粒，其特征在于，所述納米半導(dǎo)體材料的粒徑為5nm IOOnm0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能色母粒，其特征在于，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑、鋁酸酯偶聯(lián)劑、鋯酸酯偶聯(lián)劑中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能色母粒，其特征在于，所述潤滑分散劑為脂肪酸、脂肪酸鹽、聚乙烯蠟、聚丙烯蠟、聚酰胺蠟、酯蠟中的一種或多種混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能色母粒，其特征在于，所述基體樹脂為聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺中的任意一種。
6.制備權(quán)利要求1中所述多功能色母粒的方法，其特征在于，具體為: 步驟A、按所述量秤 取各原料，先把納米半導(dǎo)體材料和偶聯(lián)劑投入高速混合機中在轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘 1500轉(zhuǎn)/分鐘下混合2 10分鐘，再投入潤滑分散劑和基體樹脂，繼續(xù)在轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)/分鐘 1500轉(zhuǎn)/分鐘下混合2 10分鐘，最后出料，得到混合物I ; 步驟B、將混合物I投入密煉機或捏合機中密煉或捏合10 20分鐘，再出料、冷卻、破碎，得到混合物II ； 步驟C、將混合物II投入擠出機中在150°C 250°C下進行熔融擠出，再經(jīng)冷卻、切粒干燥后即得到所述的多功能色母粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述多功能色母粒的制備方法，其特征在于，所述擠出機為平行雙螺桿擠出機、往復(fù)式單螺桿擠出機或雙階式混煉擠出機。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述多功能色母粒的制備方法，其特征在于，所述冷卻、切粒工藝為水下拉條切粒、模面水環(huán)熱切或模面風(fēng)環(huán)熱切。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述多功能色母粒的制備方法，其特征在于，所述密煉或捏合溫度為 150°C 250°C。
10.含有權(quán)利要求1 8中任意一項所述多功能色母粒的塑料，其特征在于，由按重量百分比計算的如下原料組成: 多功能色母粒5% 50% 樹脂50% 95% 所述樹脂為聚乙烯、乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺中中的一種或幾種組合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及功能母粒技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種紫外屏蔽、抗菌、防污多功能色母粒及其制備方法，其包括按重量百分比計算的納米半導(dǎo)體材料5%～50%、偶聯(lián)劑0.1%～0.5%、潤滑分散劑1%～10%、基體樹脂39.5%～93.9％，并通過分批投入高速混合機中高速混合后，再用密煉機或捏合機進行密煉和捏合，最后入到擠出機進行熔融擠出，經(jīng)冷卻切粒干燥制得；本發(fā)明的多功能色母粒與相應(yīng)的樹脂混合使用后，不但可制成具有屏蔽紫外光、抗菌和防污功能的塑料制品，而且可使塑料制品具有長久的抗菌和防污功能；可廣泛應(yīng)用于建筑門窗型材、戶外塑料座椅、園林柵欄、人造草坪等領(lǐng)域。
文檔編號C08L23/12GK103073771SQ20121058465
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者覃碧勛, 李衛(wèi) 申請人:東莞市普凱塑料科技有限公司