本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，高分子材料的運(yùn)用越來越廣泛。高分子材料也成為聚合物材料，是以高分子化合物為基體，再添加其他助劑所構(gòu)成的材料。高分子材料在電氣電子工業(yè)、航天工業(yè)、建筑業(yè)、醫(yī)療器械、醫(yī)藥包裝、交通運(yùn)輸業(yè)、家用電器、農(nóng)業(yè)等各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。

可降解高分子材料是一種環(huán)保高分子材料，隨著國(guó)家環(huán)保政策和人民環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，可降解高分子材料越來越受關(guān)注。能從根本上解決廢棄物所造成的環(huán)境污染問題，但是現(xiàn)有的高分子材料還存在加工性能和物理性能較差，成本高，抗菌性能、耐腐蝕性能等綜合性能較差等技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服以上問題，本發(fā)明的目的是提供一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料及其制備方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂30-40份、聚苯胺25-35份、聚丁二酸丁二醇酯15-25份、富勒烯微納米纖維10-20份、電氣石負(fù)離子粉6-8份、三氯均二苯脲1-3份、可生物降解高分子材料10-20份、海藻酸鈣纖維素1-3份、槐豆膠4-6份、亞麻油3-5份、過氧化苯甲酰2-4份、偶聯(lián)劑2-4份、增韌劑1-3份、相容劑1-2份。

優(yōu)選地，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂35份、聚苯胺30份、聚丁二酸丁二醇酯20份、富勒烯微納米纖維15份、電氣石負(fù)離子粉7份、三氯均二苯脲2份、可生物降解高分子材料15份、海藻酸鈣纖維素2份、槐豆膠5份、亞麻油4份、過氧化苯甲酰3份、偶聯(lián)劑3份、增韌劑2份、相容劑2份。

優(yōu)選地，所述的可生物降解高分子材料包括交聯(lián)淀粉、甲殼質(zhì)、聚乳酸、3-羥基丁酸酯，且其重量份數(shù)為交聯(lián)淀粉20-30份、甲殼質(zhì)30-40份、聚乳酸15-25份、3-羥基丁酸酯15-25份。

優(yōu)選地，所述的偶聯(lián)劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

優(yōu)選地，所述的增韌劑為cpe135a和納米級(jí)碳酸鈣中的一種。

優(yōu)選地，所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴或苯乙烯類馬來酸酐接枝物。提升材料的熱穩(wěn)定性，平衡剛性及韌性，有效提升材料的機(jī)械性能。

優(yōu)選的，所述的聚氯乙烯樹脂通過以下工藝制得：

1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，攪拌狀態(tài)下用高純氬氣充分置換；

2）將聚合釜升溫到60-70℃，加入催化劑鎂化合物和有機(jī)硅化合物；

3）將聚合釜升溫至70-80℃后，加入鋁化合物和α-烯烴類單體；

4）將聚合釜降溫至60-70℃，控制聚合釜中壓力為0.4-0.6mpa，連續(xù)通入氯乙烯進(jìn)行共聚反應(yīng)，聚合反應(yīng)時(shí)間為3-5h；

5）蒸餾脫去庚烷即得聚氯乙烯樹脂。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供所述的抗菌耐腐蝕可生物降解型高分子材料的制備方法，包括以下方法步驟：

（1）稱取配方量的聚氯乙烯樹脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微納米纖維、電氣石負(fù)離子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸鈣纖維素、槐豆膠、亞麻油、過氧化苯甲酰、偶聯(lián)劑、增韌劑、相容劑；

（2）將步驟（1）中稱取的原料同時(shí)放入到攪拌釜中加熱到130-150℃攪拌混合均勻得到共混物，攪拌速度為200-300r/min，攪拌時(shí)間為5-15min；

（3）將步驟（2）共混物降溫至60-80℃，繼續(xù)攪拌3-5min后加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為260-280℃，擠出速率為100-150r/min；

（4）將步驟（3）擠出造粒物放入熱壓溫度為160-180℃熱壓機(jī)熱壓成型，熱壓時(shí)間為5-8min，自然冷卻即得。

上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明所述的抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，具有良好的耐腐蝕性能、耐磨性能和耐高溫性能，抗菌性能良好，加工性能優(yōu)異，易加工成型，可生物降解，降解周期短，安全環(huán)保，對(duì)環(huán)境友好；制備方法簡(jiǎn)單易行，工藝成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，環(huán)保無有毒物質(zhì)產(chǎn)生，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

本實(shí)施例所述的一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂30份、聚苯胺25份、聚丁二酸丁二醇酯15份、富勒烯微納米纖維10份、電氣石負(fù)離子粉6份、三氯均二苯脲1份、可生物降解高分子材料10份、海藻酸鈣纖維素1份、槐豆膠4份、亞麻油3份、過氧化苯甲酰2份、偶聯(lián)劑2份、增韌劑1份、相容劑1份。

所述的可生物降解高分子材料包括交聯(lián)淀粉、甲殼質(zhì)、聚乳酸、3-羥基丁酸酯，且其重量份數(shù)為交聯(lián)淀粉20份、甲殼質(zhì)30份、聚乳酸15份、3-羥基丁酸酯15份。

所述的偶聯(lián)劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑。

所述的增韌劑為cpe135a。

所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴。

所述的聚氯乙烯樹脂通過以下工藝制得：

1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，攪拌狀態(tài)下用高純氬氣充分置換；

2）將聚合釜升溫到60℃，加入催化劑鎂化合物和有機(jī)硅化合物；

3）將聚合釜升溫至70℃后，加入鋁化合物和α-烯烴類單體；

4）將聚合釜降溫至60℃，控制聚合釜中壓力為0.4mpa，連續(xù)通入氯乙烯進(jìn)行共聚反應(yīng)，聚合反應(yīng)時(shí)間為3h；

5）蒸餾脫去庚烷即得聚氯乙烯樹脂。

所述的抗菌耐腐蝕可生物降解型高分子材料的制備方法，包括以下方法步驟：

（1）稱取配方量的聚氯乙烯樹脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微納米纖維、電氣石負(fù)離子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸鈣纖維素、槐豆膠、亞麻油、過氧化苯甲酰、偶聯(lián)劑、增韌劑、相容劑；

（2）將步驟（1）中稱取的原料同時(shí)放入到攪拌釜中加熱到130℃攪拌混合均勻得到共混物，攪拌速度為200r/min，攪拌時(shí)間為15min；

（3）將步驟（2）共混物降溫至60℃，繼續(xù)攪拌5min后加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為260℃，擠出速率為100r/min；

（4）將步驟（3）擠出造粒物放入熱壓溫度為160℃熱壓機(jī)熱壓成型，熱壓時(shí)間為8min，自然冷卻即得。

實(shí)施例2

本實(shí)施例所述的一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂40份、聚苯胺35份、聚丁二酸丁二醇酯25份、富勒烯微納米纖維20份、電氣石負(fù)離子粉8份、三氯均二苯脲3份、可生物降解高分子材料20份、海藻酸鈣纖維素3份、槐豆膠6份、亞麻油5份、過氧化苯甲酰4份、偶聯(lián)劑4份、增韌劑3份、相容劑2份。

所述的可生物降解高分子材料包括交聯(lián)淀粉、甲殼質(zhì)、聚乳酸、3-羥基丁酸酯，且其重量份數(shù)為交聯(lián)淀粉30份、甲殼質(zhì)40份、聚乳酸25份、3-羥基丁酸酯25份。

所述的偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

所述的增韌劑為納米級(jí)碳酸鈣。

所述的相容劑為苯乙烯類馬來酸酐接枝物。

所述的聚氯乙烯樹脂通過以下工藝制得：

1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，攪拌狀態(tài)下用高純氬氣充分置換；

2）將聚合釜升溫到70℃，加入催化劑鎂化合物和有機(jī)硅化合物；

3）將聚合釜升溫至80℃后，加入鋁化合物和α-烯烴類單體；

4）將聚合釜降溫至70℃，控制聚合釜中壓力為0.6mpa，連續(xù)通入氯乙烯進(jìn)行共聚反應(yīng)，聚合反應(yīng)時(shí)間為5h；

5）蒸餾脫去庚烷即得聚氯乙烯樹脂。

所述的抗菌耐腐蝕可生物降解型高分子材料的制備方法，包括以下方法步驟：

（1）稱取配方量的聚氯乙烯樹脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微納米纖維、電氣石負(fù)離子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸鈣纖維素、槐豆膠、亞麻油、過氧化苯甲酰、偶聯(lián)劑、增韌劑、相容劑；

（2）將步驟（1）中稱取的原料同時(shí)放入到攪拌釜中加熱到150℃攪拌混合均勻得到共混物，攪拌速度為300r/min，攪拌時(shí)間為15min；

（3）將步驟（2）共混物降溫至80℃，繼續(xù)攪拌3min后加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為280℃，擠出速率為150r/min；

（4）將步驟（3）擠出造粒物放入熱壓溫度為180℃熱壓機(jī)熱壓成型，熱壓時(shí)間為5min，自然冷卻即得。

實(shí)施例3

本實(shí)施例所述的一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂35份、聚苯胺30份、聚丁二酸丁二醇酯20份、富勒烯微納米纖維15份、電氣石負(fù)離子粉7份、三氯均二苯脲2份、可生物降解高分子材料15份、海藻酸鈣纖維素2份、槐豆膠5份、亞麻油4份、過氧化苯甲酰3份、偶聯(lián)劑3份、增韌劑2份、相容劑2份。

所述的可生物降解高分子材料包括交聯(lián)淀粉、甲殼質(zhì)、聚乳酸、3-羥基丁酸酯，且其重量份數(shù)為交聯(lián)淀粉25份、甲殼質(zhì)35份、聚乳酸20份、3-羥基丁酸酯20份。

所述的偶聯(lián)劑為鋁酸酯偶聯(lián)劑。

所述的增韌劑為cpe135a。

所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴。

所述的聚氯乙烯樹脂通過以下工藝制得：

1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，攪拌狀態(tài)下用高純氬氣充分置換；

2）將聚合釜升溫到65℃，加入催化劑鎂化合物和有機(jī)硅化合物；

3）將聚合釜升溫至75℃后，加入鋁化合物和α-烯烴類單體；

4）將聚合釜降溫至65℃，控制聚合釜中壓力為0.5mpa，連續(xù)通入氯乙烯進(jìn)行共聚反應(yīng)，聚合反應(yīng)時(shí)間為4h；

5）蒸餾脫去庚烷即得聚氯乙烯樹脂。

所述的抗菌耐腐蝕可生物降解型高分子材料的制備方法，包括以下方法步驟：

（1）稱取配方量的聚氯乙烯樹脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微納米纖維、電氣石負(fù)離子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸鈣纖維素、槐豆膠、亞麻油、過氧化苯甲酰、偶聯(lián)劑、增韌劑、相容劑；

（2）將步驟（1）中稱取的原料同時(shí)放入到攪拌釜中加熱到140℃攪拌混合均勻得到共混物，攪拌速度為250r/min，攪拌時(shí)間為10min；

（3）將步驟（2）共混物降溫至70℃，繼續(xù)攪拌4min后加入到雙螺桿擠出機(jī)中熔融擠出造粒，擠出溫度為270℃，擠出速率為135r/min；

（4）將步驟（3）擠出造粒物放入熱壓溫度為170℃熱壓機(jī)熱壓成型，熱壓時(shí)間為6min，自然冷卻即得。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。