CN107118442A - 一种导热抗菌pp‑ps复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种导热抗菌pp‑ps复合材料及其制备方法 Download PDF

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刘凯
王泉杰
王添琪
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Abstract

本发明涉及一种导热抗菌PP‑PS复合材料及其制备方法，PP‑PS复合材料按重量份数由以下组分组成：PP为82份‑85份；PS为38份‑40份；复合填料为8份‑12份；抗菌剂为6份‑10份；相容剂为0.1份‑0.3份；抗氧剂为0.1份‑0.5份；复合填料为氧化镁晶须、玻璃微珠及氮化铝的混合物。由于立体三维结构的氧化镁晶须作为氮化铝片层填料之间的桥梁，使填料形成有效的三维立体导热网络；由于玻璃微球的体积排除效果，将氮化铝片层限制在更小的范围，所以同样体积含量的氮化铝在有限的填充密度更多，所以可以进一步得到更高的热导率。

Description

一种导热抗菌PP-PS复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，特别是指一种导热抗菌PP-PS复合材料 及其制备方法。
背景技术
聚丙烯(PP)是一种重要的热塑性聚合物，广泛应用于家用电器、机械配 件、办公用品和通讯器材等领域。PP具有质轻、无毒、无臭，化学稳定性好， 且在常温下不溶于一般溶剂，吸水性小等优点。
聚苯乙烯(PS)具有良好的综合性能，如热力学性能优异、韧性好、耐化 学品性好，还有良好的耐磨性、自润滑性等优点。
将PP与PS共混以实现双方的补充，提高复合材料的物理性能，但是这一 共混基体的导热性能差，无法扩大使用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种导热抗菌PP-PS复合材料及其制备方法，以解决 PP-PS共混复合材料的导热性能不佳的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种导热抗菌PP-PS复合材料，按重量份数由以下组分组成：
所述复合填料为氧化镁晶须、玻璃微珠及氮化铝的混合物；所述复合填料 的制备方法为：
1)称取一定量的所述氧化镁晶须、所述玻璃微珠及所述氮化铝，将它们 混合；
2)将步骤1)中混合后的产物放入球磨机中球磨，然后冷冻干燥既得到所 述复合填料。
所述相容剂为PP-g-MAH。
所述抗菌剂为无机抗菌剂AW10D。
所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4- 羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4- 羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
所述氧化镁晶须、所述玻璃微珠及所述氮化铝的质量比为(4-6)：(2-4)： (12-18)。
一种导热抗菌PP-PS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取82份-85份的PP、38份-40份PS、0.1份-0.3份相容剂、6份-10份抗 菌剂、8份-12份复合填料、0.1份-0.3份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到导热抗菌PP-PS复合材料。
将步骤1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中， 所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，二区 温度200～230℃，三区温度200～230℃，四区温度200～230℃，五区温度200～ 230℃，六区温度200～230℃，机头温度200～230℃,螺杆转速200～280r/min。
本发明的有益效果是：
1、由于立体三维结构的氧化镁晶须作为氮化铝片层填料之间的桥梁，使 填料形成有效的三维立体导热网络。
2、由于玻璃微球的体积排除效果，将氮化铝片层限制在更小的范围，所 以同样体积含量的氮化铝在有限的填充密度更多，所以可以进一步得到更高的 热导率。
3、抗菌剂AW10D的加入提升了PP-PS的抗菌性能。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的技术方案，以下的实施例仅是示例性 的，仅能用来解释和说明本发明的技术方案，而不能解释为是对本发明技术方 案的限制。
本发明申请的实施例中所用的原料如下：
PP(型号Z30S),茂名石化；PS(型号350)，中国***乔；PP-g-MAH, 南京德巴；抗菌剂(型号AW10D)，日本品川公司；抗氧剂(型号Irganox168、 Irganox1010、Irganox1330)，瑞士汽巴精化。
本申请所用的测试仪器如下：
ZSK30型双螺杆挤出机，德国W&P公司；JL-1000型拉力试验机，广州市 广才实验仪器公司生产；HTL900-T-5B型注射成型机，海太塑料机械有限公司 生产；XCJ-500型冲击测试机，承德试验机厂生产；QT-1196型拉伸测试仪， 东莞市高泰检测仪器有限公司；QD-GJS-B12K型高速搅拌机，北京恒奥德仪器 仪表有限公司。
本申请提供一种导热抗菌PP-PS复合材料，按重量份数由以下组分组成：
复合填料为氧化镁晶须、玻璃微珠及氮化铝的混合物；复合填料的制备方 法为：
1)称取一定量的氧化镁晶须、玻璃微珠及氮化铝片材，将它们混合；
2)将步骤1)中混合后的产物放入球磨机中球磨，然后冷冻干燥既得到复 合填料。
相容剂为PP-g-MAH。
抗菌剂为无机抗菌剂AW10D。
抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯(简称Irganox168)、四[β-(3， 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(简称Irganox1010)或1，3，5- 三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯(简称Irganox1330) 中的一种或几种的混合。
氧化镁晶须、玻璃微珠及氮化铝的质量比为(4-6)：(2-4)：(12-18)。
一种导热抗菌PP-PS复合材料的制备方法，包括以下步骤：
1)称取82份-85份的PP、38份-40份PS、0.1份-0.3份相容剂、6份-10份抗 菌剂、8份-12份复合填料、0.1份-0.3份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到导热抗菌PP-PS复合材料。 将步骤1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，双 螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，二区温度 200～230℃，三区温度200～230℃，四区温度200～230℃，五区温度200～ 230℃，六区温度200～230℃，机头温度200～230℃,螺杆转速200～280r/min。
实施例1
1)称取82份PP、38份PS、0.1份PP-g-MAH、6份抗菌剂AW10D、8份复合填 料、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度160℃，二区温 度200℃，三区温度200℃，四区温度200℃，五区温度200℃，六区温度200℃， 机头温度200℃,螺杆转速200r/min。
实施例2
1)称取85份PP、40份PS、0.3份PP-g-MAH、10份抗菌剂AW10D、12份复合 填料、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌 均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P2。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度180℃，二区温 度230℃，三区温度230℃，四区温度230℃，五区温度230℃，六区温度230℃， 机头温度230℃,螺杆转速280r/min。
实施例3
1)称取83份PP、39份PS、0.2份PP-g-MAH、8份抗菌剂AW10D、10份复合填 料、0.1份Irganox168、0.2份Irganox1010混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P3。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度170℃，二区温 度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃， 机头温度215℃；螺杆转速240r/min。
实施例4
1)称取84份PP、38.5份PS、0.2份PP-g-MAH、11份抗菌剂AW10D、11 份复合填料、0.1份Irganox1010、0.2份Irganox1330混合并搅拌均匀，得 到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P4。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温 度205℃，三区温度205℃，四区温度205℃，五区温度205℃，六区温度205℃， 机头温度205℃；螺杆转速260r/min。
实施例5
1)称取83.5份PP、39.5份PS、0.25份PP-g-MAH、10份抗菌剂AW10D、 9份复合填料、0.1份Irganox1010、0.1份Irganox168混合并搅拌均匀，得 到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料P5。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温 度225℃，三区温度225℃，四区温度225℃，五区温度225℃，六区温度225℃， 机头温度225℃；螺杆转速255r/min。
对比例1
1)称取称取83份PP、39份PS、0.25份PP-g-MAH、9份氮化铝、0.1份 Irganox1010、0.2份Irganox168混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到PP-PS复合材料D1。
其中双螺杆挤出机各区温度及螺杆转速分别为：一区温度165℃，二区温 度215℃，三区温度215℃，四区温度215℃，五区温度215℃，六区温度215℃， 机头温度215℃；螺杆转速215r/min。
性能测试：
将上述实施例1-5及对比例1制备的PP-PS复合材料用注塑机制成样条测试， 测试数据如下表：
从上表可以看出，从表中还可以看出实施例1-5的导热性能和抗菌性能 都要好于对比例1，这一技术方案扩展了PP-PS复合材料的应用领域，具有非 常重要的意义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言， 可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种 变化、修改、替换和变形，本发明的范围由所附权利要求极其等同限定。

Claims (7)

1.一种导热抗菌PP-PS复合材料，其特征在于：按重量份数由以下组分组成：
所述复合填料为氧化镁晶须、玻璃微珠及氮化铝的混合物；所述复合填料的制备方法为：
1)称取一定量的所述氧化镁晶须、所述玻璃微珠及所述氮化铝，将它们混合；
2)将步骤1)中混合后的产物放入球磨机中球磨，然后冷冻干燥既得到所述复合填料。
2.根据权利要求1所述的导热抗菌PP-PS复合材料，其特征在于：所述相容剂为PP-g-MAH。
3.根据权利要求1所述的导热抗菌PP-PS复合材料，其特征在于：所述抗菌剂为无机抗菌剂AW10D。
4.根据权利要求1所述的导热抗菌PP-PS复合材料，其特征在于：所述抗氧剂为三(2,4-二叔丁基)亚磷酸苯酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯或1，3，5-三甲基-2，4，6-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种或几种的混合。
5.根据权利要求1所述的导热抗菌PP-PS复合材料，其特征在于：所述氧化镁晶须、所述玻璃微珠及所述氮化铝的质量比为(4-6)：(2-4)：(12-18)。
6.一种导热抗菌PP-PS复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)称取82份-85份的PP、38份-40份PS、0.1份-0.3份相容剂、6份-10份抗菌剂、8份-12份复合填料、0.1份-0.3份抗氧剂混合并搅拌均匀，得到混合料；
2)将步骤1)中得到的混合料挤出造粒，即得到导热抗菌PP-PS复合材料。
7.根据权利要求6所述的导热抗菌PP-PS复合材料的制备方法，其特征在于：将步骤1)中得到的混合料投入到双螺杆挤出机的料斗中挤出造粒，其中，所述双螺杆挤出机包括顺次排布的六个温度区，一区温度160～180℃，二区温度200～230℃，三区温度200～230℃，四区温度200～230℃，五区温度200～230℃，六区温度200～230℃，机头温度200～230℃,螺杆转速200～280r/min。
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