CN113980387A - 一种抗菌型微孔色母粒 - Google Patents
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Abstract
本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种抗菌型微孔色母粒，以聚丙烯为基材，以膨体聚四氟乙烯为微孔辅材，以炭黑或钛白粉为着色剂，以竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙为填料，辅以热稳定剂、分散剂和抗氧化剂。本发明解决了现有色母粒功能单一的问题，利用膨体聚四氟乙烯的膨化微孔结构，配合填料自身的多孔‑微孔结构，形成结构多变的微孔结构，同时利用填料内的竹炭纤维自带的杀菌抑菌性能和负离子特性，达到良好的抗菌效果。
Description
技术领域
本发明属于塑料技术领域，具体涉及一种抗菌型微孔色母粒。
背景技术
随着塑料工业的不断发展，塑料着色是塑料美化过程中必不可少的环节。色母粒着色法基于能够避免环境污染，着色均匀稳定等优势，成为现今运用做广泛的塑料着色方法，该方法将超常量的颜料均匀的附于树脂中而制得的。
目前国内的色母料产品结构单一，品种不全，且以通用型产品为主，因此，在需要制备多功能的产品是需要添加不同作用的色母粒，从而耗用大量的载体树脂，并且由此带来加工过程中抗氧剂消耗量高、下游成型加工组分多、工艺复杂等缺点。故，未来的色母粒将以多功能化的方向发展。
随着生活水平的不断提高，人们生活环境的要求不断提升，而经常会出现在人们身边，直接接触人体的塑料制品，其自身的抗菌性能对创造干净健康的生活环境具有重要作用，因此，市场亟需一种含有抗菌性能的多功能色母粒。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种抗菌型微孔色母粒，解决了现有色母粒功能单一的问题，利用膨体聚四氟乙烯的膨化微孔结构，配合填料自身的多孔-微孔结构，形成结构多变的微孔结构，同时利用填料内的竹炭纤维自带的杀菌抑菌性能和负离子特性，达到良好的抗菌效果。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种抗菌型微孔色母粒，以聚丙烯为基材，以膨体聚四氟乙烯为微孔辅材，以炭黑或钛白粉为着色剂，以竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙为填料，辅以热稳定剂、分散剂和抗氧化剂。
多孔轻质碳酸钙具有大的比表面积、性质稳定、结构可控等优点，能够与聚丙烯渗透性固定，大大提升了两者的连接效果，同时，将碳酸钙自身的填料增强作用扩大化，进一步提高色母粒的性能，进一步而言，多孔轻质碳酸钙的大比表面积有效的提升了接触面积，为表面改型提供条件。竹炭纤维自身具有良好的抗菌抑菌效果，在与多孔轻质碳酸钙结合下，不影响通气的基础上，实现了吸附抗菌效果，实现了稳定高效的抗菌效果，同时基于多孔结构的轻质碳酸钙，竹炭纤维不仅保持自身的微孔特性，还提升了色母粒内的固化稳定性。
进一步的，所述竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙以多孔碳酸钙为表皮，以改性竹炭纤维为内核，再进一步的，所述改性竹炭纤维为纳米氧化锌-纳米二氧化钛改性竹炭纤维。所述竹炭纤维改性轻质碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：a1，将竹炭纤维加入至乙醇中超声分散20-30min，过滤得到洁净的竹炭纤维，所述竹炭纤维与乙醇的质量比为2:5-9，超声分散的温度为20-50℃，超声频率为50-80kHz；a2，将氯化锌加入至无水***中搅拌均匀，然后加入钛酸正丁酯，超声分散30-50min，形成钛锌混合前驱液，所述氯化锌在无水***中的浓度为10-30g/L，所述钛酸正丁酯在无水***中的浓度为50-90g/L，所述超声分散的温度为5-10℃，超声频率为50-70kHz；a3，将洁净的竹炭纤维活化处理后浸泡至钛锌混合前驱液中，浸渍提拉1-4次，快速烘干得到含前驱膜的竹炭纤维，所述竹炭纤维活化的方法是将竹炭纤维放入反应釜中，通入氯化氢气体并恒温静置20-40min，恒温吹扫冷却得到活化竹炭纤维，其中氯化氢气体为氯化氢和氮气的混合气体，且氯化氢和氮气的体积比为2:6-9，恒温静置的温度为70-90℃，恒温吹扫的温度为60-70℃，吹扫气体为氮气；所述浸渍提拉的温度为10-20℃，速度均为60mm/min，快速烘干的温度为60-80℃，活化后的竹炭纤维具有良好的活性，能够在浸渍过程中达到良好的吸附效果，确保氯化锌和钛酸正丁酯吸附在竹炭纤维的缝隙内；a4，将含前驱膜的竹炭纤维放入反应釜内，通入含氨气和水蒸气的混合气体恒温反应30-60min，恒温吹扫并烘干得到纳米氧化锌-纳米二氧化钛为改性剂的改性竹炭纤维，所述混合气体由氮气、氨气和水蒸气组成，且氮气、氨气和水蒸气的体积比为10:2-3:2-4，所述恒温反应的温度为100-120℃，恒温吹扫采用干燥的氮气，且温度为100-110℃，所述烘干的温度为180-200℃；a5，将乙基纤维素加入至无水***中形成溶解液，然后将改性竹炭纤维浸泡至溶解液中超声浓缩形成粘稠液，过滤后烘干得到封堵式竹炭纤维；所述乙基纤维素在无水***中的浓度为100-150g/L，所述超声浓缩的超声频率为50-80kHz，温度为30-40℃，烘干温度为50-70℃，超声浓缩的过程中乙基纤维素进入至改性竹炭纤维的孔隙内，并随着浓缩过程中残留在缝隙内的，达到封堵孔隙的效果；a6，将氢氧化钙过量加入乙醇水溶液中搅拌均匀，并过滤得到氢氧化钙溶液，然后加入乙基纤维素持续搅拌至完全溶解，得到氢氧化钙分散液，所述乙醇水溶液中的乙醇体积比为50-60％，且乙醇水溶液的温度为5-10℃，所述氢氧化钙溶液为饱和氢氧化钙溶液，所述乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为0.05-0.2g/L；氢氧化钙过量加入至乙醇水中，形成悬浊体系，将过量的氢氧化钙去除后形成饱和状态氢氧化钙，保持温度不变的情况下加入乙基纤维素，基于乙醇对乙基纤维素的溶解性，能够将乙基纤维素形成分散；a7，将氢氧化钙分散液喷雾在封堵式竹炭纤维表面并烘干，反复2-4次，得到二次镀膜竹炭纤维；所述喷雾的量为5-10mL/cm2，喷雾温度为5-10℃，烘干温度为100-110℃，且烘干采用升温速度为5-10℃/min的逐步升温烘干，在喷雾过程中，乙醇将封堵式竹炭纤维内的乙基纤维素软化，确保溶液内的乙基纤维素逐步析出，并与竹炭纤维一体化，而温度的升高也将氢氧化钙析出，并通过乙基纤维素的定位一体化而固定在表面，反复多次的喷雾与固定，将氢氧化钙完全固化在表面；a8，将二次镀膜竹炭纤维静置在含二氧化碳的反应釜内反应10-20min，取出后紫外光照釜内恒温反应20-50min，得到竹炭纤维改性轻质碳酸钙，所述反应釜内采用二氧化碳、水蒸气和氮气的混合气氛围，且二氧化碳、水蒸气和氮气的体积比为2-3:1:12-14，所述静置的温度为80-100℃，紫外光照釜的光照强度为100-200mW/cm2，温度为150-200℃；乙基纤维素自身具有紫外光照降解的特性，同时在温度条件下也能够形成降解，同时考虑到竹炭纤维具有紫外线透过率低的作用，故此，采用温度降解的方式将竹炭纤维内的乙基纤维素去除。该工艺制备的竹炭纤维改性轻质碳酸钙中，表面碳酸钙呈微孔状壳层结构，内部为微孔结构的改性竹炭纤维，且竹炭纤维自身的微孔结构保持完整，完全不受表面碳酸钙的影响，即碳酸钙颗粒并不覆盖竹炭纤维比表面，确保竹炭纤维自身性能的稳定。其次，改性竹炭纤维自身具有良好的吸附性，能够将杂质或者细菌吸附至微孔内，自身的抑菌抗菌特性能够起到良好的杀菌效果，同时纳米二氧化钛和纳米氧化锌具有光催化特性，集合竹炭纤维的远红外特性和负离子特性，能够对二氧化钛和氧化锌表面的电子空穴形成冲击，表面出不错的抗菌特性，该特性通过负离子活性冲击而成，无需光照处理，也避免了氧化锌在接受光照时的自蚀现象。综合来看，竹炭纤维改性轻质碳酸钙不仅具有微孔特性，还具有抗菌特性和碳酸钙自身的增强特性。
所述分散剂采用乙撑双硬酯酰胺。
所述热稳定剂采用硬脂酸钙和硬脂酸镁，所述硬脂酸钙和硬脂酸镁的质量比为1:2-3。
所述抗氧化剂采用抗氧剂1010。
所述钛白粉采用GR复合钛白颜料，且所述GR复合钛白颜料以氧化铝为内核，以二氧化钛为包膜，所述GR复合钛白颜料的制备方法，包括：b1，将乙酸铝加入至乙醇中搅拌均匀，形成铝醇液，所述乙酸铝在乙醇中的浓度为10-20g/L，b2，将钛酸正丁酯加入至苯中搅拌均匀，形成钛苯液，所述钛酸正丁酯在苯中的浓度为100-200g/L，b3，将铝醇液缓慢加入至钛苯液中，完全混合后恒温超声处理40-60min，得到悬浊液，所述铝醇液的乙酸铝与钛苯液中的钛酸正丁酯的质量比为1:4-8，恒温超声处理的温度为78-79℃；当钛苯液与铝醇液混合时，乙醇与苯的互溶特性，两种物质均能够在溶液中形成分散，当超声处理过程中的温度高于乙醇沸点时，乙醇不断转化为蒸汽排出，此时的乙酸铝基于自身与苯的不溶特性，逐步转化为沉淀，从而形成悬浊液；b4，将悬浊液过滤并烘干，得到表面镀膜的乙酸铝沉淀，然后将乙酸铝沉淀静置在恒温反应釜中静置水解1-3h，恒温烘干得到GR复合钛白颗粒，所述烘干的温度为90-100℃，所述恒温反应釜内的氛围为氮气和水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为8-10:1，所述静置温度为100-120℃，恒温烘干分为二梯度烘干，且第一梯度的温度为150-160℃，时间为1-3h，第二梯度的温度为250-300℃，温度为2-4h。该结构方法在无需分散剂的情况下形成氧化铝为内核二氧化钛为薄膜的复合钛白颗粒，减少了分散剂杂质的进入，提高了产品的纯度，同时二梯度烘干的方式是先将氧化铝转化为活性氧化铝，形成表面羟基，同时配合表面水解形成的钛酸自带羟基，形成稳定的羟基聚合，从而达到稳定的氧化铝-二氧化钛的化学键连接。
所述抗菌型微孔色母粒的质量配比如下：聚丙烯40-50份、膨体聚四氟乙烯20-30份、着色剂20-30份、填料10-20份、热稳定剂2-5份、分散剂5-9份、抗氧化剂1-3份。
所述抗菌型微孔色母粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按照配方称取原材料，备用；
步骤2，将聚丙烯和膨体聚四氟乙烯放入磨粉机中机械磨料，得到混合树脂细粉，然后加入着色剂、填料、热稳定剂、分散剂和抗氧化剂进行高速浑噩和，得到混合分散料；
步骤3，将混合分散料加入至密炼机中密炼至结块，所述密炼温度为120-150℃；
步骤4，将密炼块放入至风冷切料机中切料，并风冷至室温，得到细粒；
步骤5，将细粒干燥并转鼓均化，得到抗菌型微孔色母粒。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有色母粒功能单一的问题，利用膨体聚四氟乙烯的膨化微孔结构，配合填料自身的多孔-微孔结构，形成结构多变的微孔结构，同时利用填料内的竹炭纤维自带的杀菌抑菌性能和负离子特性，达到良好的抗菌效果。
2.本发明利用多孔轻质碳酸钙自身的比表面积特性和结构可控特性，提升了填料与聚丙烯的固化效果，从而形成碳酸钙与聚丙烯的渗透性结构，提升碳酸钙的增强效果。
3.本发明利用GR复合钛白颜料作为钛白粉，形成氧化铝与二氧化钛的壳核介孔结构，保持良好的微孔体系，同时氧化铝与二氧化钛形成的自由基吸附体系，能够提升色母料的抗老化性能。
4.本发明利用竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙，确保碳酸钙增强作用的同时，提供了竹炭纤维的抗菌效果，具有良好的抗紫外透过率和抗老化性能。并且，竹炭纤维在整个色母粒中表面裸露稳定，抗菌性能稳定，长期保持在99％以上。
5.本发明利用填料中的竹炭纤维、竹炭纤维内的氧化锌-二氧化钛，配合钛白粉内的氧化铝-二氧化钛结构，形成以竹炭纤维阻隔为主，二氧化钛吸收反射为辅的复合紫外屏蔽体系，大大提升了色母粒的紫外性能。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种抗菌型微孔色母粒
质量配比如下：聚丙烯40份、膨体聚四氟乙烯20份、着色剂20份、填料10份、热稳定剂2份、分散剂5份、抗氧化剂1份。
所述竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙以多孔碳酸钙为表皮，以改性竹炭纤维为内核，且所述改性竹炭纤维为纳米氧化锌-纳米二氧化钛改性竹炭纤维；所述竹炭纤维改性轻质碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：a1，将竹炭纤维加入至乙醇中超声分散20min，过滤得到洁净的竹炭纤维，所述竹炭纤维与乙醇的质量比为2:5，超声分散的温度为20℃，超声频率为50kHz；a2，将氯化锌加入至无水***中搅拌均匀，然后加入钛酸正丁酯，超声分散30min，形成钛锌混合前驱液，所述氯化锌在无水***中的浓度为10g/L，所述钛酸正丁酯在无水***中的浓度为50g/L，所述超声分散的温度为5℃，超声频率为50kHz；a3，将洁净的竹炭纤维活化处理后浸泡至钛锌混合前驱液中，快速烘干得到含前驱膜的竹炭纤维，所述竹炭纤维活化的方法是将竹炭纤维放入反应釜中，通入氯化氢气体并恒温静置20min，恒温吹扫冷却得到活化竹炭纤维，其中氯化氢气体为氯化氢和氮气的混合气体，且氯化氢和氮气的体积比为2:6，恒温静置的温度为70℃，恒温吹扫的温度为60℃，吹扫气体为氮气；所述浸渍提拉的温度为10℃，速度均为60mm/min，快速烘干的温度为60℃；a4，将含前驱膜的竹炭纤维放入反应釜内，通入含氨气和水蒸气的混合气体恒温反应30min，恒温吹扫并烘干得到纳米氧化锌-纳米二氧化钛为改性剂的改性竹炭纤维，所述混合气体由氮气、氨气和水蒸气组成，且氮气、氨气和水蒸气的体积比为10:2:2，所述恒温反应的温度为100℃，恒温吹扫采用干燥的氮气，且温度为100℃，所述烘干的温度为180℃；a5，将乙基纤维素加入至无水***中形成溶解液，然后将改性竹炭纤维浸泡至溶解液中超声浓缩形成粘稠液，过滤后烘干得到封堵式竹炭纤维；所述乙基纤维素在无水***中的浓度为100g/L，所述超声浓缩的超声频率为50-80kHz，温度为30℃，烘干温度为50℃；a6，将氢氧化钙过量加入乙醇水溶液中搅拌均匀，并过滤得到氢氧化钙溶液，然后加入乙基纤维素持续搅拌至完全溶解，得到氢氧化钙分散液，所述乙醇水溶液中的乙醇体积比为50％，且乙醇水溶液的温度为5℃，所述氢氧化钙溶液为饱和氢氧化钙溶液，所述乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为0.05g/L；a7，将氢氧化钙分散液喷雾在封堵式竹炭纤维表面并烘干，反复2次，得到二次镀膜竹炭纤维；所述喷雾的量为5-10mL/cm2，喷雾温度为5℃，烘干温度为100℃，且烘干采用升温速度为5℃/min的逐步升温烘干；a8，将二次镀膜竹炭纤维静置在含二氧化碳的反应釜内反应10min，取出后紫外光照釜内恒温反应20min，得到竹炭纤维改性轻质碳酸钙，所述反应釜内采用二氧化碳、水蒸气和氮气的混合气氛围，且二氧化碳、水蒸气和氮气的体积比为2:1:12，所述静置的温度为80℃，紫外光照釜的光照强度为100mW/cm2，温度为150℃。
所述分散剂采用乙撑双硬酯酰胺。
所述热稳定剂采用硬脂酸钙和硬脂酸镁，所述硬脂酸钙和硬脂酸镁的质量比为1:2。
所述抗氧化剂采用抗氧剂1010。
所述填料为炭黑。
所述抗菌型微孔色母粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按照配方称取原材料，备用；
步骤2，将聚丙烯和膨体聚四氟乙烯放入磨粉机中机械磨料，得到混合树脂细粉，然后加入着色剂、填料、热稳定剂、分散剂和抗氧化剂进行高速浑噩和，得到混合分散料；
步骤3，将混合分散料加入至密炼机中密炼至结块，所述密炼温度为120℃；
步骤4，将密炼块放入至风冷切料机中切料，并风冷至室温，得到细粒；
步骤5，将细粒干燥并转鼓均化，得到抗菌型微孔色母粒。
实施例2
一种抗菌型微孔色母粒
质量配比如下：聚丙烯50份、膨体聚四氟乙烯30份、着色剂30份、填料20份、热稳定剂5份、分散剂9份、抗氧化剂3份。
所述竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙以多孔碳酸钙为表皮，以改性竹炭纤维为内核，且所述改性竹炭纤维为纳米氧化锌-纳米二氧化钛改性竹炭纤维；所述竹炭纤维改性轻质碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：a1，将竹炭纤维加入至乙醇中超声分散30min，过滤得到洁净的竹炭纤维，所述竹炭纤维与乙醇的质量比为2:9，超声分散的温度为50℃，超声频率为80kHz；a2，将氯化锌加入至无水***中搅拌均匀，然后加入钛酸正丁酯，超声分散50min，形成钛锌混合前驱液，所述氯化锌在无水***中的浓度为30g/L，所述钛酸正丁酯在无水***中的浓度为90g/L，所述超声分散的温度为10℃，超声频率为70kHz；a3，将洁净的竹炭纤维活化处理后浸泡至钛锌混合前驱液中，浸渍提拉4次，快速烘干得到含前驱膜的竹炭纤维，所述竹炭纤维活化的方法是将竹炭纤维放入反应釜中，通入氯化氢气体并恒温静置40min，恒温吹扫冷却得到活化竹炭纤维，其中氯化氢气体为氯化氢和氮气的混合气体，且氯化氢和氮气的体积比为2:9，恒温静置的温度为90℃，恒温吹扫的温度为70℃，吹扫气体为氮气；所述浸渍提拉的温度为20℃，速度均为60mm/min，快速烘干的温度为80℃；a4，将含前驱膜的竹炭纤维放入反应釜内，通入含氨气和水蒸气的混合气体恒温反应60min，恒温吹扫并烘干得到纳米氧化锌-纳米二氧化钛为改性剂的改性竹炭纤维，所述混合气体由氮气、氨气和水蒸气组成，且氮气、氨气和水蒸气的体积比为10:3:4，所述恒温反应的温度为120℃，恒温吹扫采用干燥的氮气，且温度为110℃，所述烘干的温度为200℃；a5，将乙基纤维素加入至无水***中形成溶解液，然后将改性竹炭纤维浸泡至溶解液中超声浓缩形成粘稠液，过滤后烘干得到封堵式竹炭纤维；所述乙基纤维素在无水***中的浓度为150g/L，所述超声浓缩的超声频率为80kHz，温度为40℃，烘干温度为70℃；a6，将氢氧化钙过量加入乙醇水溶液中搅拌均匀，并过滤得到氢氧化钙溶液，然后加入乙基纤维素持续搅拌至完全溶解，得到氢氧化钙分散液，所述乙醇水溶液中的乙醇体积比为60％，且乙醇水溶液的温度为10℃，所述氢氧化钙溶液为饱和氢氧化钙溶液，所述乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为0.05-0.2g/L；a7，将氢氧化钙分散液喷雾在封堵式竹炭纤维表面并烘干，反复2-4次，得到二次镀膜竹炭纤维；所述喷雾的量为10mL/cm2，喷雾温度为10℃，烘干温度为110℃，且烘干采用升温速度为10℃/min的逐步升温烘干；a8，将二次镀膜竹炭纤维静置在含二氧化碳的反应釜内反应20min，取出后紫外光照釜内恒温反应50min，得到竹炭纤维改性轻质碳酸钙，所述反应釜内采用二氧化碳、水蒸气和氮气的混合气氛围，且二氧化碳、水蒸气和氮气的体积比为3:1:14，所述静置的温度为100℃，紫外光照釜的光照强度为200mW/cm2，温度为200℃。
所述分散剂采用乙撑双硬酯酰胺。
所述热稳定剂采用硬脂酸钙和硬脂酸镁，所述硬脂酸钙和硬脂酸镁的质量比为1:3。
所述抗氧化剂采用抗氧剂1010。
所述填料为钛白粉，所述钛白粉采用GR复合钛白颜料，且所述GR复合钛白颜料以氧化铝为内核，以二氧化钛为包膜，所述GR复合钛白颜料的制备方法，包括：b1，将乙酸铝加入至乙醇中搅拌均匀，形成铝醇液，所述乙酸铝在乙醇中的浓度为10g/L，b2，将钛酸正丁酯加入至苯中搅拌均匀，形成钛苯液，所述钛酸正丁酯在苯中的浓度为100g/L，b3，将铝醇液缓慢加入至钛苯液中，完全混合后恒温超声处理40min，得到悬浊液，所述铝醇液的乙酸铝与钛苯液中的钛酸正丁酯的质量比为1:4，恒温超声处理的温度为78℃；b4，将悬浊液过滤并烘干，得到表面镀膜的乙酸铝沉淀，然后将乙酸铝沉淀静置在恒温反应釜中静置水解1h，恒温烘干得到GR复合钛白颗粒，所述烘干的温度为90℃，所述恒温反应釜内的氛围为氮气和水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为8:1，所述静置温度为100℃，恒温烘干分为二梯度烘干，且第一梯度的温度为150℃，时间为1h，第二梯度的温度为250℃，温度为2h。
所述抗菌型微孔色母粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按照配方称取原材料，备用；
步骤2，将聚丙烯和膨体聚四氟乙烯放入磨粉机中机械磨料，得到混合树脂细粉，然后加入着色剂、填料、热稳定剂、分散剂和抗氧化剂进行高速混合，得到混合分散料；
步骤3，将混合分散料加入至密炼机中密炼至结块，所述密炼温度为150℃；
步骤4，将密炼块放入至风冷切料机中切料，并风冷至室温，得到细粒；
步骤5，将细粒干燥并转鼓均化，得到抗菌型微孔色母粒。
实施例3
一种抗菌型微孔色母粒
质量配比如下：聚丙烯45份、膨体聚四氟乙烯25份、着色剂25份、填料15份、热稳定剂4份、分散剂8份、抗氧化剂2份。
所述竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙以多孔碳酸钙为表皮，以改性竹炭纤维为内核，且所述改性竹炭纤维为纳米氧化锌-纳米二氧化钛改性竹炭纤维；所述竹炭纤维改性轻质碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：a1，将竹炭纤维加入至乙醇中超声分散25min，过滤得到洁净的竹炭纤维，所述竹炭纤维与乙醇的质量比为2:7，超声分散的温度为40℃，超声频率为70kHz；a2，将氯化锌加入至无水***中搅拌均匀，然后加入钛酸正丁酯，超声分散40min，形成钛锌混合前驱液，所述氯化锌在无水***中的浓度为20g/L，所述钛酸正丁酯在无水***中的浓度为70g/L，所述超声分散的温度为8℃，超声频率为60kHz；a3，将洁净的竹炭纤维活化处理后浸泡至钛锌混合前驱液中，浸渍提拉3次，快速烘干得到含前驱膜的竹炭纤维，所述竹炭纤维活化的方法是将竹炭纤维放入反应釜中，通入氯化氢气体并恒温静置30min，恒温吹扫冷却得到活化竹炭纤维，其中氯化氢气体为氯化氢和氮气的混合气体，且氯化氢和氮气的体积比为2:8，恒温静置的温度为80℃，恒温吹扫的温度为65℃，吹扫气体为氮气；所述浸渍提拉的温度为15℃，速度均为60mm/min，快速烘干的温度为70℃；a4，将含前驱膜的竹炭纤维放入反应釜内，通入含氨气和水蒸气的混合气体恒温反应50min，恒温吹扫并烘干得到纳米氧化锌-纳米二氧化钛为改性剂的改性竹炭纤维，所述混合气体由氮气、氨气和水蒸气组成，且氮气、氨气和水蒸气的体积比为10:3:4，所述恒温反应的温度为110℃，恒温吹扫采用干燥的氮气，且温度为105℃，所述烘干的温度为190℃；a5，将乙基纤维素加入至无水***中形成溶解液，然后将改性竹炭纤维浸泡至溶解液中超声浓缩形成粘稠液，过滤后烘干得到封堵式竹炭纤维；所述乙基纤维素在无水***中的浓度为140g/L，所述超声浓缩的超声频率为70kHz，温度为35℃，烘干温度为60℃；a6，将氢氧化钙过量加入乙醇水溶液中搅拌均匀，并过滤得到氢氧化钙溶液，然后加入乙基纤维素持续搅拌至完全溶解，得到氢氧化钙分散液，所述乙醇水溶液中的乙醇体积比为55％，且乙醇水溶液的温度为8℃，所述氢氧化钙溶液为饱和氢氧化钙溶液，所述乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为0.08g/L；a7，将氢氧化钙分散液喷雾在封堵式竹炭纤维表面并烘干，反复3次，得到二次镀膜竹炭纤维；所述喷雾的量为8mL/cm2，喷雾温度为8℃，烘干温度为105℃，且烘干采用升温速度为8℃/min的逐步升温烘干；a8，将二次镀膜竹炭纤维静置在含二氧化碳的反应釜内反应15min，取出后紫外光照釜内恒温反应40min，得到竹炭纤维改性轻质碳酸钙，所述反应釜内采用二氧化碳、水蒸气和氮气的混合气氛围，且二氧化碳、水蒸气和氮气的体积比为2:1:14，所述静置的温度为90℃，紫外光照釜的光照强度为150mW/cm2，温度为180℃。
所述分散剂采用乙撑双硬酯酰胺。
所述热稳定剂采用硬脂酸钙和硬脂酸镁，所述硬脂酸钙和硬脂酸镁的质量比为1:3。
所述抗氧化剂采用抗氧剂1010。
所述填料为钛白粉，所述钛白粉采用GR复合钛白颜料，且所述GR复合钛白颜料以氧化铝为内核，以二氧化钛为包膜，所述GR复合钛白颜料的制备方法，包括：b1，将乙酸铝加入至乙醇中搅拌均匀，形成铝醇液，所述乙酸铝在乙醇中的浓度为20g/L，b2，将钛酸正丁酯加入至苯中搅拌均匀，形成钛苯液，所述钛酸正丁酯在苯中的浓度为200g/L，b3，将铝醇液缓慢加入至钛苯液中，完全混合后恒温超声处理60min，得到悬浊液，所述铝醇液的乙酸铝与钛苯液中的钛酸正丁酯的质量比为1:8，恒温超声处理的温度为79℃；b4，将悬浊液过滤并烘干，得到表面镀膜的乙酸铝沉淀，然后将乙酸铝沉淀静置在恒温反应釜中静置水解3h，恒温烘干得到GR复合钛白颗粒，所述烘干的温度为100℃，所述恒温反应釜内的氛围为氮气和水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为10:1，所述静置温度为120℃，恒温烘干分为二梯度烘干，且第一梯度的温度为160℃，时间为3h，第二梯度的温度为300℃，温度为4h。
所述抗菌型微孔色母粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按照配方称取原材料，备用；
步骤2，将聚丙烯和膨体聚四氟乙烯放入磨粉机中机械磨料，得到混合树脂细粉，然后加入着色剂、填料、热稳定剂、分散剂和抗氧化剂进行高速浑噩和，得到混合分散料；
步骤3，将混合分散料加入至密炼机中密炼至结块，所述密炼温度为150℃；
步骤4，将密炼块放入至风冷切料机中切料，并风冷至室温，得到细粒；
步骤5，将细粒干燥并转鼓均化，得到抗菌型微孔色母粒。
实施例4
一种抗菌型微孔色母粒
质量配比如下：聚丙烯42份、膨体聚四氟乙烯28份、着色剂25份、填料15份、热稳定剂4份、分散剂8份、抗氧化剂2份。
所述竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙以多孔碳酸钙为表皮，以改性竹炭纤维为内核，且所述改性竹炭纤维为纳米氧化锌-纳米二氧化钛改性竹炭纤维；所述竹炭纤维改性轻质碳酸钙的制备方法，包括如下步骤：a1，将竹炭纤维加入至乙醇中超声分散25min，过滤得到洁净的竹炭纤维，所述竹炭纤维与乙醇的质量比为2:7，超声分散的温度为40℃，超声频率为60kHz；a2，将氯化锌加入至无水***中搅拌均匀，然后加入钛酸正丁酯，超声分散30min，形成钛锌混合前驱液，所述氯化锌在无水***中的浓度为20g/L，所述钛酸正丁酯在无水***中的浓度为80g/L，所述超声分散的温度为8℃，超声频率为60kHz；a3，将洁净的竹炭纤维活化处理后浸泡至钛锌混合前驱液中，浸渍提拉4次，快速烘干得到含前驱膜的竹炭纤维，所述竹炭纤维活化的方法是将竹炭纤维放入反应釜中，通入氯化氢气体并恒温静置40min，恒温吹扫冷却得到活化竹炭纤维，其中氯化氢气体为氯化氢和氮气的混合气体，且氯化氢和氮气的体积比为2:7，恒温静置的温度为80℃，恒温吹扫的温度为70℃，吹扫气体为氮气；所述浸渍提拉的温度为15℃，速度均为60mm/min，快速烘干的温度为80℃；a4，将含前驱膜的竹炭纤维放入反应釜内，通入含氨气和水蒸气的混合气体恒温反应50min，恒温吹扫并烘干得到纳米氧化锌-纳米二氧化钛为改性剂的改性竹炭纤维，所述混合气体由氮气、氨气和水蒸气组成，且氮气、氨气和水蒸气的体积比为10:2:4，所述恒温反应的温度为120℃，恒温吹扫采用干燥的氮气，且温度为110℃，所述烘干的温度为190℃；a5，将乙基纤维素加入至无水***中形成溶解液，然后将改性竹炭纤维浸泡至溶解液中超声浓缩形成粘稠液，过滤后烘干得到封堵式竹炭纤维；所述乙基纤维素在无水***中的浓度为140g/L，所述超声浓缩的超声频率为70kHz，温度为35℃，烘干温度为60℃；a6，将氢氧化钙过量加入乙醇水溶液中搅拌均匀，并过滤得到氢氧化钙溶液，然后加入乙基纤维素持续搅拌至完全溶解，得到氢氧化钙分散液，所述乙醇水溶液中的乙醇体积比为55％，且乙醇水溶液的温度为5℃，所述氢氧化钙溶液为饱和氢氧化钙溶液，所述乙基纤维素在乙醇水溶液中的浓度为0.05g/L；a7，将氢氧化钙分散液喷雾在封堵式竹炭纤维表面并烘干，反复4次，得到二次镀膜竹炭纤维；所述喷雾的量为5mL/cm2，喷雾温度为5℃，烘干温度为110℃，且烘干采用升温速度为8℃/min的逐步升温烘干；a8，将二次镀膜竹炭纤维静置在含二氧化碳的反应釜内反应15min，取出后紫外光照釜内恒温反应40min，得到竹炭纤维改性轻质碳酸钙，所述反应釜内采用二氧化碳、水蒸气和氮气的混合气氛围，且二氧化碳、水蒸气和氮气的体积比为3:1:13，所述静置的温度为90℃，紫外光照釜的光照强度为150mW/cm2，温度为180℃。
所述分散剂采用乙撑双硬酯酰胺。
所述热稳定剂采用硬脂酸钙和硬脂酸镁，所述硬脂酸钙和硬脂酸镁的质量比为1:2。
所述抗氧化剂采用抗氧剂1010。
所述填料为炭黑或钛白粉，所述钛白粉采用GR复合钛白颜料，且所述GR复合钛白颜料以氧化铝为内核，以二氧化钛为包膜，所述GR复合钛白颜料的制备方法，包括：b1，将乙酸铝加入至乙醇中搅拌均匀，形成铝醇液，所述乙酸铝在乙醇中的浓度为15g/L，b2，将钛酸正丁酯加入至苯中搅拌均匀，形成钛苯液，所述钛酸正丁酯在苯中的浓度为150g/L，b3，将铝醇液缓慢加入至钛苯液中，完全混合后恒温超声处理50min，得到悬浊液，所述铝醇液的乙酸铝与钛苯液中的钛酸正丁酯的质量比为1:4-8，恒温超声处理的温度为78℃；b4，将悬浊液过滤并烘干，得到表面镀膜的乙酸铝沉淀，然后将乙酸铝沉淀静置在恒温反应釜中静置水解1-3h，恒温烘干得到GR复合钛白颗粒，所述烘干的温度为95℃，所述恒温反应釜内的氛围为氮气和水蒸气的混合气体，且氮气与水蒸气的体积比为9:1，所述静置温度为110℃，恒温烘干分为二梯度烘干，且第一梯度的温度为155℃，时间为2h，第二梯度的温度为280℃，温度为4h。
所述抗菌型微孔色母粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按照配方称取原材料，备用；
步骤2，将聚丙烯和膨体聚四氟乙烯放入磨粉机中机械磨料，得到混合树脂细粉，然后加入着色剂、填料、热稳定剂、分散剂和抗氧化剂进行高速浑噩和，得到混合分散料；
步骤3，将混合分散料加入至密炼机中密炼至结块，所述密炼温度为140℃；
步骤4，将密炼块放入至风冷切料机中切料，并风冷至室温，得到细粒；
步骤5，将细粒干燥并转鼓均化，得到抗菌型微孔色母粒。
性能检测
抗菌性能：检测方法按照标准QB/T2591，以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为例，测试实施例1-4的色母粒。，以纯聚丙烯为对比例，抗菌率如下表
其他性能测试
从上表可以看出，本发明制备的色母粒具有色差小，着色力强的特点，并且具有不错的力学性能和耐久优异的抗菌性能。同时，进一步检测表明，实施例1-4的产品能够良好紫外遮蔽效果和抗老化性能。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述色母粒以聚丙烯为基材，以膨体聚四氟乙烯为微孔辅材，以炭黑或钛白粉为着色剂，以竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙为填料，辅以热稳定剂、分散剂和抗氧化剂。
2.根据权利要求1所述的抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述竹炭纤维改性多孔轻质碳酸钙以多孔碳酸钙为表皮，以改性竹炭纤维为内核。
3.根据权利要求2所述的抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述改性竹炭纤维为纳米氧化锌-纳米二氧化钛改性竹炭纤维。
4.根据权利要求1所述的抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述分散剂采用乙撑双硬酯酰胺。
5.根据权利要求1所述的抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述热稳定剂采用硬脂酸钙和硬脂酸镁，且所述硬脂酸钙和硬脂酸镁的质量比为1:2-3。
6.根据权利要求1所述的抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述抗氧化剂采用抗氧剂1010。
7.根据权利要求1所述的抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述钛白粉采用GR复合钛白颜料。
8.根据权利要求7所述的抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述GR复合钛白颜料以氧化铝为内核，以二氧化钛为包膜。
9.根据权利要求1所述的抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述抗菌型微孔色母粒的质量配比如下：聚丙烯40-50份、膨体聚四氟乙烯20-30份、着色剂20-30份、填料10-20份、热稳定剂2-5份、分散剂5-9份、抗氧化剂1-3份。
10.根据权利要求1所述的抗菌型微孔色母粒，其特征在于：所述抗菌型微孔色母粒的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，按照配方称取原材料，备用；
步骤2，将聚丙烯和膨体聚四氟乙烯放入磨粉机中机械磨料，得到混合树脂细粉，然后加入着色剂、填料、热稳定剂、分散剂和抗氧化剂进行高速浑噩和，得到混合分散料；
步骤3，将混合分散料加入至密炼机中密炼至结块，所述密炼温度为120-150℃；
步骤4，将密炼块放入至风冷切料机中切料，并风冷至室温，得到细粒；
步骤5，将细粒干燥并转鼓均化，得到抗菌型微孔色母粒。
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