本發明屬于高分子材料，具體涉及到一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料及其制備方法。

背景技術：

1、短玻纖增強聚丙烯憑借其輕量化的特性，有效提高燃油效率或續航里程，極大降低汽車碳排放，在汽車行業扮演著舉足輕重的角色，通過短玻纖在樹脂基體中的“骨架”作用賦予材料優異的機械強度，但是其韌性有一定程度的折損；隨著“大健康經濟”時代的持續升溫，汽車行業對整車內飾材料的抗菌性能提出更高的要求，打造“生態凈化艙”的設計理念成為行業主流趨勢。目前制備抗菌聚丙烯復合材料多采用金屬離子(如銀離子，鋅離子，銅離子等)、光催化(如二氧化鈦，氧化鋅等)無機抗菌劑；以及殼聚糖系或新型(吡啶硫酮鋅等)有機抗菌劑。但是由于成本高不利于大規模工業化生產；釋放速度快導致抗菌有效時間短；以及與聚丙烯相容性不佳，影響其在基體中的穩定性與分散性。開發一款適用于汽車行業，能實現剛韌平衡，同時滿足高抗菌要求的復合材料顯得尤為重要。這將有助于推動汽車制造業的綠色可持續發展，還能為乘客提供更加健康、安全的乘車環境。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料及其制備方法，以解決現有技術的上述問題。

2、本發明通過以下技術方案來實現：

3、一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料，其由以下成分按重量份計的原料組成：聚丙烯樹脂40～80份，玻璃纖維20～40份，改性抗菌劑1～5份，相容劑1～10份，無機鋅類抗菌劑0.5～1.5份，抗氧劑0.1～1份。

4、所述的改性抗菌劑為有機咪唑類抗菌劑。其結構一端接枝聚丙烯，可大大提高改性抗菌劑在聚丙烯復合材料中的相容性，結構另一端的咪唑基團在與鋅離子原位生長構筑mofs結構，有機/無機復合抗菌劑的協同作用，加之所構筑的mofs具有三維多孔雜化結構可作為金屬離子儲存庫，持續緩慢釋放金屬離子，賦予材料優異的抗菌性能；另外，穩定的mofs與聚丙烯分子鏈形成拓撲網絡結構，彌補了玻纖取向帶來的尺寸不穩定，同時使聚丙烯復合材料同時兼具優異剛度及韌性。

5、所述的相容劑為經過馬來酸酐接枝的聚丙烯，接枝率為1.5％。

6、所述的改性抗菌劑為n-甲基咪唑改性聚丙烯離聚體。

7、所述的無機鋅類抗菌劑是無機鹽載鋅中的一種或多種。

8、所述的抗氧劑是受阻酚抗氧劑1010、亞磷酸酯類抗氧劑168等中的一種或者幾種組合。

9、上述抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料的制備方法，其步驟如下：

10、(1)在裝有機械攪拌槳的500ml圓底瓶中,加入10.0g丙烯/11-碘-1-十一烯共聚物(pp/iud)及200ml甲苯，完全溶解后，加入n-甲基咪唑，冷凝回流反應24h。待反應結束后，反應液在乙醇中進行沉降，過濾產物分別用乙醇、丙酮洗滌三次，最后將制備的n-甲基咪唑聚丙烯離聚體置于60℃真空烘箱中烘干至樣品恒重，得到改性抗菌劑。

11、(2)按重量配比稱取聚丙烯樹脂、相容劑、改性抗菌劑、無機鋅類抗菌劑及抗氧劑并放入高速混合機中，常溫下攪拌10～30min。

12、(3)將步驟(2)混合后的物料加入到雙螺桿擠出機的主喂料口，將按重量配比稱取的玻璃纖維加入到雙螺桿擠出機的側喂料口，在190～230℃充分塑化混合后擠出、冷卻造粒。

13、本發明改性抗菌劑作為有機咪唑類抗菌劑與無機鋅離子抗菌劑通過咪唑配位基團和鋅離子原位生長構筑金屬有機框架納米晶體材料(mofs)。這種有機/無機復合抗菌劑的協同作用，加之所構筑的mofs具有三維多孔雜化結構可作為金屬離子儲存庫，持續緩慢釋放金屬離子，賦予材料優異的抗菌性能；另外，穩定的mofs與聚丙烯分子鏈形成拓撲網絡結構，彌補了玻纖取向帶來的尺寸不穩定，同時使聚丙烯復合材料同時兼具優異剛度及韌性。

技術特征：

1.一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料，其特征在于，其由以下成分按重量份計的原料組成：聚丙烯樹脂40～80份，玻璃纖維20～40份，改性抗菌劑1～5份，相容劑1～10份，無機鋅類抗菌劑0.5～1.5份，抗氧劑0.1～1份。

2.根據權利要求1所述的一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料，其特征在于：所述的改性抗菌劑為有機咪唑類抗菌劑。

3.根據權利要求1所述的一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料，其特征在于：所述的相容劑為經過馬來酸酐接枝的聚丙烯，接枝率為1.5％。

4.根據權利要求1所述的一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料，其特征在于：所述的改性抗菌劑為n-甲基咪唑改性聚丙烯離聚體。

5.根據權利要求1所述的一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料，其特征在于：所述的無機鋅類抗菌劑是無機鹽載鋅中的一種或多種。

6.根據權利要求1所述的一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料，其特征在于：所述的抗氧劑是受阻酚抗氧劑1010、亞磷酸酯類抗氧劑168中的一種或者幾種組合。

7.根據權利要求1-6任意之一所述抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于，其步驟如下：

技術總結
本發明公開了一種抗菌玻纖增強增韌聚丙烯復合材料及其制備方法，按重量組份分別為：聚丙烯樹脂40～80份、玻璃纖維20～40份、改性抗菌劑1～5份、相容劑1～10份、無機鋅類抗菌劑0.5～1.5份、抗氧劑0.1～1份。所述的改性抗菌劑作為有機咪唑類抗菌劑與無機鋅離子抗菌劑的協同作用賦予材料高效持久的抗菌性能；另外，復合材料中存在的穩定MOFs結構使聚丙烯復合材料尺寸更穩定，同時使具有更加優異力學性能。

技術研發人員：鄧曉媛,張中偉,葉清,張鍇,蔡瑩,蔡青,周臻綸,周文
受保護的技術使用者：上海普利特復合材料股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28