一种赤泥填充的抗菌塑料母料及其复合材料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200910157204.5

申请日:

2009.07.02

公开号:

CN101935419A

公开日:

2011.01.05

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):C08L 23/06登记生效日:20161116变更事项:专利权人变更前权利人:张以河变更后权利人:中国地质大学(北京)变更事项:地址变更前权利人:100083 北京市海淀区学院路29号变更后权利人:100083 北京市海淀区学院路29号变更事项:专利权人变更前权利人:张安振 甄志超 余黎 季君晖|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08L 23/06申请日:20090702|||公开

IPC分类号:

C08L23/06; C08L23/12; C08L25/06; C08L27/06; C08L69/00; C08L63/00; C08L61/06; C08L75/04; C08L77/00; C08L55/02; C08K9/12

主分类号:

C08L23/06

申请人:

张以河; 张安振; 甄志超; 余黎; 季君晖

发明人:

张以河; 张安振; 甄志超; 余黎; 季君晖

地址:

100083 北京市海淀区学院路29号

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种以赤泥为抗菌剂载体、红色颜料和填料的抗菌塑料及其制备方法。制备原料包括赤泥、树脂或塑料、抗菌剂和水,制备方法是将抗菌剂加入水中充分溶解,然后与赤泥搅拌与其进行离子交换,将获得的絮状浆体在烘箱中烘干、研磨至150目以下,共混抗菌剂粉体和树脂或塑料,采用双螺杆挤出机等设备进行造粒,即得到抗菌母料。最后采用注射成型制备抗菌塑料。所制备的抗菌塑料色泽均一、具有较好的力学、热学以及抗菌性能。

权利要求书

1: 一种色泽均一、 具有较好的力学、 热学以及抗菌性能的抗菌塑料。 以负载抗菌剂的赤 泥为填料, 高分子树脂为基体, 经过离子交换、 共混、 造粒和挤出成型等过程制得。 其制备方法包括如下步骤 : (1) 首先取一定量抗菌剂溶解在水中, 然后加入一定比例的赤泥, 搅拌 4-8 小时, 使其 充分的进行离子交换和吸附。然后将浆体烘干, 研磨、 备用。 (2) 将负载抗菌剂的赤泥与树脂共混, 采用双螺杆挤出机等设备混合造粒, 制备抗菌母 料。 (3) 采用双螺杆挤出机等制备抗菌塑料颗粒及其复合材料。 (4) 对制备的抗菌塑料颗粒采用注射成型制备抗菌塑料。
2: 按权利要求 1 所述的制备方法, 特征在于所述的抗菌剂的载体、 抗菌塑料颜料和填 料为赤泥。
3: 按权利要求 1 所述的制备方法, 特征在于所述的抗菌剂为银离子、 锌离子、 铜离子及 其复合离子等抗菌剂。
4: 按权利要求 1 所述的制备方法, 特征在于所述的高分子树脂包括聚乙烯、 聚丙烯、 聚 苯乙烯、 聚氯乙烯、 聚碳酸酯、 环氧树脂、 酚醛树脂、 聚氨酯、 尼龙、 ABS、 再生塑料。
5: 按权利要求 1 所述的制备方法, 特征在于所述的抗菌剂与赤泥离子交换所需的搅拌 时间为 6 小时。
6: 按权利要求 1 所述的制备方法, 特征在于所述的抗菌剂与赤泥的质量比为 5 ∶ 4。

说明书


一种赤泥填充的抗菌塑料母料及其复合材料

    【技术领域】
     本发明涉及到工业废弃物赤泥的综合利用以及抗菌塑料母料及其复合材料的制备。 技术背景 :
     赤泥是氧化铝工业中从铝土矿中提取氧化铝后排出的不溶性残渣, 主要成分为 SiO2、 Al2O3、 CaO、 Fe2O3 等。 在氧化铝工业中每生产 1 吨氧化铝要排出 0.6 ~ 2.0 吨赤泥, 全世 界氧化铝工业每年产生的赤泥超过 7000 万吨, 而 2007 年中国的赤泥产生量就已超过 3000 万吨, 而我国赤泥的利用率不到 10%, 其产出量大、 处理利用难度高, 引发相应的环境问题, 已引起人们的重视。在人们越来越重视环境以及资源保护的今天, 工业废弃资源的再利用 成为一个崭新的研究方向, 赤泥中含有大量的有价值成分, 其结构特点也具备很多再利用 的潜力。 目前, 塑料工业中广泛使用无机填料来改善材料的性能和降低成本, 关于赤泥作为 PVC 的填料已有研究报道, 如江培青等研究了联合法赤泥填充 PVC 管材的性能, 发现赤泥添 加量为 10-20 份时, 随着赤泥加入量的提高, 复合材料的力学性能降低 ; 经 0.8% KH-550 偶 联剂对赤泥改性后力学性能明显提高。土耳其 A.Akinci 等测试了不同赤泥填充量的赤泥 /PP 复合材料的力学性能, 发现随着赤泥含量的提高, 拉伸强度和弯曲强度下降, 硬度提高 ; 结晶取向率随赤泥含量的增加而上升, 而对熔化温度没有多少影响。 另一方面, 塑料制品的 色彩也为人们所关注, 目前常用的颜料包括有机颜料和无机颜料, 有机颜料着色力较无机 颜料强, 颜色鲜艳而且比重小, 但是大多数有机颜料热稳定性、 光稳定性、 耐迁移性、 耐化学 性及耐候性都比无机颜料差。无机颜料有良好的遮盖力, 着色强度较高, 但是比重大, 颜色 不够鲜艳。赤泥中含有大量的铁红, 具有作为红色颜料的潜力, 加入到塑料中, 可改善塑料 制品的色彩。 此外, 人们对健康的要求促使了抗菌塑料的发展, 无机载体负载抗菌离子制备 抗菌剂占有很大的比例, 而将赤泥这种工业废渣用来负载抗菌离子可起到杀菌抑菌作用, 不但有利于人们的健康, 而且提高了赤泥的利用价值, 对于工业废渣的处理具有重要意义。 目前常用的抗菌剂载体主要有滑石、 沸石、 硅藻土等多孔材料, 赤泥作为抗菌离子载体制备 高效抗菌剂和抗菌塑料母料尚未见报道。因此, 本发明通过利用赤泥负载金属盐制备无机 抗菌剂, 加入到塑料中, 制备具有抗菌功能的红色赤泥 / 树脂基复合材料。 发明内容 :
     本发明的目的在于对工业废渣赤泥的综合利用, 并通过赤泥负载金属盐改性制备 色泽均一、 力学、 热学和抗菌性优异的红色抗菌塑料, 同时采用表面改性提高赤泥 / 树脂基 复合材料的力学和热学性能。
     其制备方法包括如下步骤 :
     (1) 首先取一定量抗菌剂溶解在水中, 然后加入一定比例的赤泥, 搅拌 4-8 小时, 使其充分的进行离子交换和吸附。然后将浆体烘干, 研磨、 备用。
     (2) 将负载抗菌剂的赤泥与树脂共混, 采用双螺杆挤出机等设备混合造粒, 制备抗菌母料。 (3) 采用双螺杆挤出机等制备抗菌塑料颗粒及其复合材料。
     (4) 对制备的抗菌塑料颗粒采用注射成型制备抗菌塑料。
     本发明的特点 :
     本发明利用了工业废弃物赤泥作为载体制备了抗菌剂, 其优点在于具有原料来源 丰富成本低, 实施简便易行, 扩展了废渣赤泥的利用途径, 起到了保护环境的作用, 同时赤 泥的加入对塑料的力学、 热学性能起到了较好的改善作用, 制备的抗菌塑料在较低的抗菌 剂含量下就具有强的抗菌作用, 抗菌剂具有较好的杀菌持久性 ; 利用赤泥中所含的铁红作 为塑料的颜料。
     附图说明
     图 1 为赤泥 /PP 复合材料弯曲强度随赤泥和改性赤泥加入量的变化曲线。 图 2 为赤泥 /PP 复合材料热变形温度随赤泥和改性赤泥加入量的变化曲线。 图 3 为赤泥 /PP 复合材料色品指数随赤泥加入量的变化曲线。 图 4 为赤泥 /PP 复合材料抗菌性能测试结果。具体实施方式 实施实例 1 :
     将 200g 硫酸锌加入水中搅拌溶解, 然后加入 160g 赤泥, 搅拌 4 小时使赤泥能够充 分的吸附硫酸锌并与其进行离子交换, 将搅拌后获得的絮状的浆体在烘箱中烘干, 然后研 磨至 50 ~ 200 目, 将获得的抗菌剂粉体以质量分数为 0.5%添加到聚丙烯中混合, 采用双螺 杆挤出机等设备进行造粒, 获得赤泥 /PP 抗菌母粒。采用注射成型制备抗菌塑料。
     实施实例 2 :
     将 200g 硫酸铜加入水中搅拌溶解, 然后加入 160g 赤泥, 搅拌 4 小时使赤泥能够充 分的吸附硫酸锌并与其进行离子交换, 将搅拌后获得的絮状的浆体在烘箱中烘干, 然后研 磨至 50 ~ 200 目以下, 将获得的抗菌剂粉体以质量分数为 1%添加到聚丙烯中混合, 采用双 螺杆挤出机等设备进行造粒, 获得赤泥 /PP 抗菌母粒。采用注射成型制备抗菌塑料。
     实施实例 3 :
     将 250g 硫酸锌加入水中搅拌溶解, 然后加入 200g 赤泥, 搅拌 8 小时使赤泥能够充 分的吸附硫酸锌并与其进行离子交换, 将搅拌后获得的絮状的浆体在烘箱中烘干, 然后研 磨至 50 ~ 200 目以下, 将获得的抗菌剂粉体以质量分数为 0.5%添加到聚碳酸酯中混合, 采 用双螺杆挤出机等设备进行造粒, 获得赤泥 /PC 抗菌母粒。利用赤泥、 抗菌母粒、 采用双螺 杆挤出机等设备进行造粒, 获得赤泥 /PC 抗菌母粒。采用注射成型制备抗菌塑料。
     实施实例 4 :
     将 250g 硫酸锌加入水中搅拌溶解, 然后加入 200g 赤泥, 搅拌 8 小时使赤泥能够充 分的吸附硫酸锌并与其进行离子交换, 将搅拌后获得的絮状的浆体在烘箱中烘干, 然后研 磨至 50 ~ 200 目以下, 将获得的抗菌剂粉体以质量分数为 1%添加到聚碳酸酯中混合, 采用 双螺杆挤出机等设备进行造粒, 获得赤泥 /PC 抗菌母粒。利用赤泥、 抗菌母粒、 采用双螺杆 挤出机等设备进行造粒, 获得赤泥 /PC 抗菌母粒。采用注射成型制备抗菌塑料。
    

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1、10申请公布号CN101935419A43申请公布日20110105CN101935419ACN101935419A21申请号200910157204522申请日20090702C08L23/06200601C08L23/12200601C08L25/06200601C08L27/06200601C08L69/00200601C08L63/00200601C08L61/06200601C08L75/04200601C08L77/00200601C08L55/02200601C08K9/1220060171申请人张以河地址100083北京市海淀区学院路29号申请人张安振甄志超余黎季君晖72发明人。

2、张以河张安振甄志超余黎季君晖54发明名称一种赤泥填充的抗菌塑料母料及其复合材料57摘要本发明涉及一种以赤泥为抗菌剂载体、红色颜料和填料的抗菌塑料及其制备方法。制备原料包括赤泥、树脂或塑料、抗菌剂和水,制备方法是将抗菌剂加入水中充分溶解,然后与赤泥搅拌与其进行离子交换,将获得的絮状浆体在烘箱中烘干、研磨至150目以下,共混抗菌剂粉体和树脂或塑料,采用双螺杆挤出机等设备进行造粒,即得到抗菌母料。最后采用注射成型制备抗菌塑料。所制备的抗菌塑料色泽均一、具有较好的力学、热学以及抗菌性能。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书2页附图2页CN101935419。

3、A1/1页21一种色泽均一、具有较好的力学、热学以及抗菌性能的抗菌塑料。以负载抗菌剂的赤泥为填料,高分子树脂为基体,经过离子交换、共混、造粒和挤出成型等过程制得。其制备方法包括如下步骤1首先取一定量抗菌剂溶解在水中,然后加入一定比例的赤泥,搅拌48小时,使其充分的进行离子交换和吸附。然后将浆体烘干,研磨、备用。2将负载抗菌剂的赤泥与树脂共混,采用双螺杆挤出机等设备混合造粒,制备抗菌母料。3采用双螺杆挤出机等制备抗菌塑料颗粒及其复合材料。4对制备的抗菌塑料颗粒采用注射成型制备抗菌塑料。2按权利要求1所述的制备方法,特征在于所述的抗菌剂的载体、抗菌塑料颜料和填料为赤泥。3按权利要求1所述的制备方法。

4、,特征在于所述的抗菌剂为银离子、锌离子、铜离子及其复合离子等抗菌剂。4按权利要求1所述的制备方法,特征在于所述的高分子树脂包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、尼龙、ABS、再生塑料。5按权利要求1所述的制备方法,特征在于所述的抗菌剂与赤泥离子交换所需的搅拌时间为6小时。6按权利要求1所述的制备方法,特征在于所述的抗菌剂与赤泥的质量比为54。权利要求书CN101935419A1/2页3一种赤泥填充的抗菌塑料母料及其复合材料技术领域0001本发明涉及到工业废弃物赤泥的综合利用以及抗菌塑料母料及其复合材料的制备。技术背景0002赤泥是氧化铝工业中从铝土矿中提。

5、取氧化铝后排出的不溶性残渣,主要成分为SIO2、AL2O3、CAO、FE2O3等。在氧化铝工业中每生产1吨氧化铝要排出0620吨赤泥,全世界氧化铝工业每年产生的赤泥超过7000万吨,而2007年中国的赤泥产生量就已超过3000万吨,而我国赤泥的利用率不到10,其产出量大、处理利用难度高,引发相应的环境问题,已引起人们的重视。在人们越来越重视环境以及资源保护的今天,工业废弃资源的再利用成为一个崭新的研究方向,赤泥中含有大量的有价值成分,其结构特点也具备很多再利用的潜力。目前,塑料工业中广泛使用无机填料来改善材料的性能和降低成本,关于赤泥作为PVC的填料已有研究报道,如江培青等研究了联合法赤泥填充。

6、PVC管材的性能,发现赤泥添加量为1020份时,随着赤泥加入量的提高,复合材料的力学性能降低;经08KH550偶联剂对赤泥改性后力学性能明显提高。土耳其AAKINCI等测试了不同赤泥填充量的赤泥/PP复合材料的力学性能,发现随着赤泥含量的提高,拉伸强度和弯曲强度下降,硬度提高;结晶取向率随赤泥含量的增加而上升,而对熔化温度没有多少影响。另一方面,塑料制品的色彩也为人们所关注,目前常用的颜料包括有机颜料和无机颜料,有机颜料着色力较无机颜料强,颜色鲜艳而且比重小,但是大多数有机颜料热稳定性、光稳定性、耐迁移性、耐化学性及耐候性都比无机颜料差。无机颜料有良好的遮盖力,着色强度较高,但是比重大,颜色不。

7、够鲜艳。赤泥中含有大量的铁红,具有作为红色颜料的潜力,加入到塑料中,可改善塑料制品的色彩。此外,人们对健康的要求促使了抗菌塑料的发展,无机载体负载抗菌离子制备抗菌剂占有很大的比例,而将赤泥这种工业废渣用来负载抗菌离子可起到杀菌抑菌作用,不但有利于人们的健康,而且提高了赤泥的利用价值,对于工业废渣的处理具有重要意义。目前常用的抗菌剂载体主要有滑石、沸石、硅藻土等多孔材料,赤泥作为抗菌离子载体制备高效抗菌剂和抗菌塑料母料尚未见报道。因此,本发明通过利用赤泥负载金属盐制备无机抗菌剂,加入到塑料中,制备具有抗菌功能的红色赤泥/树脂基复合材料。发明内容0003本发明的目的在于对工业废渣赤泥的综合利用,并。

8、通过赤泥负载金属盐改性制备色泽均一、力学、热学和抗菌性优异的红色抗菌塑料,同时采用表面改性提高赤泥/树脂基复合材料的力学和热学性能。0004其制备方法包括如下步骤00051首先取一定量抗菌剂溶解在水中,然后加入一定比例的赤泥,搅拌48小时,使其充分的进行离子交换和吸附。然后将浆体烘干,研磨、备用。00062将负载抗菌剂的赤泥与树脂共混,采用双螺杆挤出机等设备混合造粒,制备抗说明书CN101935419A2/2页4菌母料。00073采用双螺杆挤出机等制备抗菌塑料颗粒及其复合材料。00084对制备的抗菌塑料颗粒采用注射成型制备抗菌塑料。0009本发明的特点0010本发明利用了工业废弃物赤泥作为载体。

9、制备了抗菌剂,其优点在于具有原料来源丰富成本低,实施简便易行,扩展了废渣赤泥的利用途径,起到了保护环境的作用,同时赤泥的加入对塑料的力学、热学性能起到了较好的改善作用,制备的抗菌塑料在较低的抗菌剂含量下就具有强的抗菌作用,抗菌剂具有较好的杀菌持久性;利用赤泥中所含的铁红作为塑料的颜料。附图说明0011图1为赤泥/PP复合材料弯曲强度随赤泥和改性赤泥加入量的变化曲线。0012图2为赤泥/PP复合材料热变形温度随赤泥和改性赤泥加入量的变化曲线。0013图3为赤泥/PP复合材料色品指数随赤泥加入量的变化曲线。0014图4为赤泥/PP复合材料抗菌性能测试结果。具体实施方式0015实施实例10016将2。

10、00G硫酸锌加入水中搅拌溶解,然后加入160G赤泥,搅拌4小时使赤泥能够充分的吸附硫酸锌并与其进行离子交换,将搅拌后获得的絮状的浆体在烘箱中烘干,然后研磨至50200目,将获得的抗菌剂粉体以质量分数为05添加到聚丙烯中混合,采用双螺杆挤出机等设备进行造粒,获得赤泥/PP抗菌母粒。采用注射成型制备抗菌塑料。0017实施实例20018将200G硫酸铜加入水中搅拌溶解,然后加入160G赤泥,搅拌4小时使赤泥能够充分的吸附硫酸锌并与其进行离子交换,将搅拌后获得的絮状的浆体在烘箱中烘干,然后研磨至50200目以下,将获得的抗菌剂粉体以质量分数为1添加到聚丙烯中混合,采用双螺杆挤出机等设备进行造粒,获得赤。

11、泥/PP抗菌母粒。采用注射成型制备抗菌塑料。0019实施实例30020将250G硫酸锌加入水中搅拌溶解,然后加入200G赤泥,搅拌8小时使赤泥能够充分的吸附硫酸锌并与其进行离子交换,将搅拌后获得的絮状的浆体在烘箱中烘干,然后研磨至50200目以下,将获得的抗菌剂粉体以质量分数为05添加到聚碳酸酯中混合,采用双螺杆挤出机等设备进行造粒,获得赤泥/PC抗菌母粒。利用赤泥、抗菌母粒、采用双螺杆挤出机等设备进行造粒,获得赤泥/PC抗菌母粒。采用注射成型制备抗菌塑料。0021实施实例40022将250G硫酸锌加入水中搅拌溶解,然后加入200G赤泥,搅拌8小时使赤泥能够充分的吸附硫酸锌并与其进行离子交换,将搅拌后获得的絮状的浆体在烘箱中烘干,然后研磨至50200目以下,将获得的抗菌剂粉体以质量分数为1添加到聚碳酸酯中混合,采用双螺杆挤出机等设备进行造粒,获得赤泥/PC抗菌母粒。利用赤泥、抗菌母粒、采用双螺杆挤出机等设备进行造粒,获得赤泥/PC抗菌母粒。采用注射成型制备抗菌塑料。说明书CN101935419A1/2页5图1图2说明书附图CN101935419A2/2页6图3图4说明书附图。

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