本發(fā)明涉及高分子材料，具體涉及一種抗菌pp材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、pp材料（聚丙烯）是一種半結(jié)晶的熱塑性塑料，因其優(yōu)良的機(jī)械性能、耐化學(xué)腐蝕性和熱穩(wěn)定性，在食品包裝、醫(yī)療器械、家居用品多個(gè)領(lǐng)域中展現(xiàn)出廣泛應(yīng)用前景。

2、然而，隨著現(xiàn)代生活品質(zhì)的提升與人們對(duì)健康安全的日益關(guān)注，人們?cè)絹?lái)越重視疾病預(yù)防和衛(wèi)生防護(hù)，傳統(tǒng)pp制品在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于缺乏抗菌性能，其表面容易滋生細(xì)菌，這些細(xì)菌不僅對(duì)人類(lèi)皮膚造成刺激，引發(fā)多種皮膚問(wèn)題，還會(huì)加速pp材料的老化，縮短其使用壽命，增加了資源的消耗；另外，pp材料來(lái)源于石化材料，由碳?xì)湓亟M成，具有易燃性，很容易被點(diǎn)燃造成火災(zāi)，這些問(wèn)題都限制了pp更廣泛和更深的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種抗菌pp材料及其制備方法。

2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種抗菌pp材料，包括以下重量份的原料：?pp樹(shù)脂60-80份、表面活性劑2-4份、改性抗菌劑0.5-1.5份、阻燃劑0.5-1.5份、抗氧劑0.2-0.8份。

4、所述的表面活性劑為科萊恩fa14；

5、所述的抗氧劑為抗氧劑1098。

6、所述改性抗菌劑由以下方法制備：

7、步驟a1：將5-異丙基-2-甲基苯-1,3-二酚、1,5-二氯戊烷、碳酸鉀和無(wú)水乙醇混合，80℃下攪拌，反應(yīng)24h，再加入4-二甲氨基苯甲酸和甲醇，反應(yīng)12h，冷卻至室溫后，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下干燥、過(guò)濾，即為中間產(chǎn)物；

8、進(jìn)一步地，5-異丙基-2-甲基苯-1,3-二酚、1,5-二氯戊烷、碳酸鉀、無(wú)水乙醇、4-二甲氨基苯甲酸、甲醇的用量比為0.1-0.2mol：3-6mol：0.2-0.4mol：8ml：1-2mol：2ml；

9、步驟a2：將γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇-水混合溶液和納米氧化鈦在35℃下混合10min，再升溫至60℃，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)下，加入中間產(chǎn)物，加熱至60℃，反應(yīng)6h，過(guò)濾、洗滌，45℃下烘干，即為改性抗菌劑；進(jìn)一步地，γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇-水混合溶液、納米氧化鈦、中間產(chǎn)物的用量比為4-6g：150ml：100-150g：6-8g，乙醇-水混合溶液的乙醇和水體積比4:1。

10、所述阻燃劑由以下方法制備：

11、步驟b1：將三聚氰胺、噻吩-2-甲醛和無(wú)水乙醇混合，在80℃下攪拌10h，再加入9?,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物，攪拌12h，冷卻至室溫，過(guò)濾、洗滌，即為預(yù)產(chǎn)物；

12、進(jìn)一步地，三聚氰胺、噻吩-2-甲醛、無(wú)水乙醇、9?,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的用量比為0.05-0.08mol：0.1mol：250ml：0.1mol；

13、步驟b2：將十八水硫酸鋁、預(yù)產(chǎn)物和去離子水混合，調(diào)節(jié)ph至4，升溫至50-90℃，回流熟化6小時(shí)，再降溫至室溫，洗滌、過(guò)濾、干燥，即為阻燃劑；

14、進(jìn)一步地，十八水硫酸鋁、預(yù)產(chǎn)物、去離子水的用量比為88.5-95.5g：25-30g：500ml。

15、一種抗菌pp材料的制備方法，具體包括以下步驟：

16、s1：按重量份稱(chēng)取pp樹(shù)脂、表面活性劑、改性抗菌劑、阻燃劑和抗氧劑混合均勻，得到混合物料；

17、s2：將混合物料通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，螺桿轉(zhuǎn)速控制450-500r/min，經(jīng)注塑機(jī)注射成型，制得抗菌pp材料。

18、本發(fā)明的有益效果：

19、本發(fā)明制得的改性抗菌劑，先在碳酸鉀催化作用下，利用5-異丙基-2-甲基苯-1,3-二酚的羥基與1,5-二氯戊烷的氯反應(yīng)，再在甲醇催化作用下，利用1,5-二氯戊烷的氯原子，使4-二甲氨基苯甲酸季銨鹽化，形成中間產(chǎn)物1；其次，利用硅烷偶聯(lián)劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷的硅氧基水解成硅羥基，與納米氧化鈦表面的羥基反應(yīng)，再利用偶聯(lián)劑的氨基與中間產(chǎn)物的羧基縮合形成酰胺鍵，合成改性抗菌劑。改性抗菌劑中，納米氧化鈦在紫外光下激發(fā)強(qiáng)氧化性，生成h2o2和活性氧，破壞細(xì)菌有機(jī)物，抑制其生長(zhǎng)與繁殖，同時(shí)，釋放的鈦離子破壞細(xì)菌細(xì)胞壁，使細(xì)胞內(nèi)容物流出，并引發(fā)細(xì)菌體內(nèi)蛋白質(zhì)變性，導(dǎo)致細(xì)菌死亡；其中，季銨鹽化的中間產(chǎn)物能夠滲透細(xì)菌細(xì)胞壁，與細(xì)菌細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)反應(yīng),?導(dǎo)致膜破裂，使細(xì)菌內(nèi)蛋白質(zhì)泄漏，加速細(xì)菌死亡，從而提高抗菌效果；另外，中間產(chǎn)物的酚羥基，有很強(qiáng)的紫外吸收能力，能吸收不同波長(zhǎng)的紫外線(xiàn)，抑制光老化過(guò)程，從而延長(zhǎng)材料的使用壽命。

20、本發(fā)明制得的阻燃劑，先利用噻吩-2-甲醛的醛基與三聚氰胺氨基發(fā)生縮合反應(yīng)，形成席夫堿的亞胺鍵，再接入阻燃劑9?,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物，形成預(yù)產(chǎn)物；其次，利用金屬鹽十八水硫酸鋁，將阻燃劑金屬?氫氧化鋁納米顆粒層包覆在表面，形成阻燃劑。阻燃劑中9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物，作為熱穩(wěn)定性高的磷雜菲化合物，能夠在凝聚相和氣相有效阻燃，在燃燒時(shí)促進(jìn)形成致密且連續(xù)的炭層，隔絕氧氣，阻斷熱量和可燃?xì)怏w交換，與磷氧雙鍵、三聚氰胺協(xié)同作用，提高阻燃效率；阻燃劑氫氧化鋁包覆在表面，其羥基基團(tuán)燃燒時(shí)吸熱分解，降低體系溫度，?穩(wěn)定可燃物表面溫度，?從而減少燃燒風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)與活性基團(tuán)反應(yīng)，?形成惰性氧化鋁層，進(jìn)一步?降低可燃性。

21、發(fā)明制得的抗菌pp材料，不僅擁有良好的抗菌、耐老化效果，還具有優(yōu)異的阻燃性能。它能有效抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，延長(zhǎng)材料的使用壽命，降低火災(zāi)發(fā)生的可能性，有效保障人體的健康。

技術(shù)特征：

1.一種抗菌pp材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌pp材料的制備方法，其特征在于，所述改性抗菌劑由以下方法制備：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抗菌pp材料的制備方法，其特征在于，步驟a1中5-異丙基-2-甲基苯-1,3-二酚、1,5-二氯戊烷、碳酸鉀、無(wú)水乙醇、4-二甲氨基苯甲酸、甲醇的用量比為0.1-0.2mol：3-6mol：0.2-0.4mol：8ml：1-2mol：2ml。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種抗菌pp材料的制備方法，其特征在于，步驟a2中γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙醇-水混合溶液、納米氧化鈦、中間產(chǎn)物的用量比為4-6g：150ml：100-150g：6-8g，乙醇-水混合溶液的乙醇和水體積比4:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌pp材料的制備方法，其特征在于，所述阻燃劑由以下方法制備：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗菌pp材料的制備方法，其特征在于，步驟b1中三聚氰胺、噻吩-2-甲醛、無(wú)水乙醇、9?,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的用量比為0.05-0.08mol：0.1mol：250ml：0.1mol。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種抗菌pp材料的制備方法，其特征在于，步驟b2中十八水硫酸鋁、預(yù)產(chǎn)物、去離子水的用量比為88.5-95.5g：25-30g：500ml。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種抗菌pp材料的制備方法，其特征在于，表面活性劑是科萊恩fa14，抗氧劑是抗氧劑1098。

9.一種抗菌pp材料，其特征在于，根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述制備方法制備。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種抗菌PP材料及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。該抗菌PP材料按照重量份計(jì)包括：PP樹(shù)脂60?80份、表面活性劑2?4份、改性抗菌劑0.5?1.5份、阻燃劑0.5?1.5份、抗氧劑0.2?0.8份；改性抗菌劑中鈦離子破壞細(xì)菌細(xì)胞壁，季銨鹽化的中間產(chǎn)物與細(xì)胞膜的蛋白質(zhì)反應(yīng),加速細(xì)菌死亡，另外，酚羥基吸收不同波長(zhǎng)的紫外線(xiàn)，抑制光老化過(guò)程；阻燃劑燃燒時(shí)形成致密且連續(xù)的炭層，與磷氧雙鍵、三聚氰胺協(xié)同，提高阻燃效率，氫氧化鋁包覆在表面，羥基燃燒吸熱分解，?穩(wěn)定可燃物表面溫度，同時(shí)?形成惰性氧化鋁層，?降低可燃性。本發(fā)明制得的抗菌PP材料，不僅擁有良好的抗菌、耐老化效果，還具有優(yōu)異的阻燃性能。

技術(shù)研發(fā)人員：譚正義,孫秀華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東莞市極光生物科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9