本發明涉及一種泡沫塑料，具體涉及一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料及其制備方法。屬于泡沫塑料
技術領域：
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背景技術：
：泡沫塑料具有質輕、隔熱、吸音、減震等諸多優良性能，是由大量氣體微孔分散于固體塑料中而形成的一類高分子材料，具有極其廣泛的應用范圍。由于泡沫塑料分子的特殊結構，決定了其容易燃燒的特性，因此阻燃性能的優化成為泡沫塑料推廣發展的關鍵。另外，由于泡沫塑料材料中含有細菌、霉菌等所必需的營養物質，在合適的溫度和濕度條件下，微生物(細菌和霉菌)就會大量繁殖，霉菌分泌物引起泡沫塑料的生物降解，隨著人們生活水平的提高，越來越多的領域對材料的衛生性能提出了更高的要求，因此對于泡沫塑料的抗菌性也有了相應要求。通常使用的抗菌劑可分成無機類抗菌劑和有機類抗菌劑兩大類，前者耐熱性較高，但是成本高，后者殺菌效率較高，添加量較少，但是存在耐熱性差和安全性低等缺點。三聚氰胺泡沫塑料，又稱密胺泡沫塑料，外形類似聚氨酯海綿，在建筑、交通、車輛制造、聲學工程、電子信息和物體表面清潔去污等領域都具有廣闊的應用前景。三聚氰胺泡沫塑料由德國巴斯夫公司率先推出，長久以來處于高價壟斷地位，其具有穩定、低溫柔性好、透氣性好、耐磨損能力強、實用溫區廣等優點，但是其力學性能比較差。鑒于目前市場上的三聚氰胺泡沫塑料產品特點，如何同時優化其抗菌性和阻燃性具有非常重要的意義。技術實現要素：本發明的目的是為克服上述現有技術的不足，提供一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料。本發明還提供了上述三聚氰胺泡沫塑料的制備方法。為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的組分制成的：三聚氰胺樹脂100份，表面活性劑15～30份，發泡劑6～12份，固化劑3～9份，抗菌劑6～15份，十溴聯苯醚2～4份，三氧化二銻0.5～0.8份；所述抗菌劑是將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中，抗菌劑中的十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽、咪唑啉雙胍硫酸鹽、硅酸鈉和氯化鈣的摩爾比為1：2：3：2～5：3～5。優選的，所述三聚氰胺泡沫塑料的開孔率大于99％，是充分開孔的三維網格結構，所述網格的長徑比為15～20。優選的，所述表面活性劑為聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或烷基酚聚氧乙烯醚。其中，聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯優選為聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯或聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯中的任一種；烷基酚聚氧乙烯醚優選為辛基酚聚氧乙烯醚。優選的，所述發泡劑選自二氯甲烷、異戊烷、正戊烷、環戊烷、正丁烷或4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯中的任一種。優選的，所述固化劑是由以下質量百分比的組分混合得到：氯化銨5～25％，二月桂酸二丁基錫10～25％，酚磺酸30～40％，余量為水。優選的，所述抗菌劑的具體制備方法如下：將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽混合溶于去離子水中，得溶液A；將硅酸鈉溶于去離子水中，得溶液B；將溶液A與溶液B混合，得溶液C，邊攪拌邊將氯化鈣緩慢加入溶液C中，加入完畢后繼續攪拌10～20分鐘，得到絮狀沉淀物，抽濾，洗滌，干燥，粉碎，即得。上述的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料的制備方法，具體步驟如下：(1)將甲醛溶液與三聚氰胺按摩爾比為1：1～2進行混合，然后向其內加入氫氧化鈉溶液調節pH值為9～10，在90～95℃，反應40～45分鐘，得三聚氰胺甲醛樹脂；(2)稱取氯化銨、二月桂酸二丁錫、酚磺酸與水，攪拌混合，即得固化劑；(3)將步驟(1)制備的三聚氰胺樹脂預熱到30～40℃，向其加入表面活性劑、發泡劑，攪拌1～3分鐘，加入十溴聯苯醚和三氧化二銻，繼續攪拌10～30分鐘，加入抗菌劑，繼續攪拌5～10分鐘，再加入步驟(2)制備的固化劑，攪拌均勻；然后將混合物迅速倒入模具中，并送入遠紅外加熱爐中，調節溫度為50～60℃進行預發泡0.5～1小時，然后升溫到110～120℃，高溫烘烤1～2小時，即得到三聚氰胺泡沫塑料。優選的，步驟(1)中，甲醛溶液的質量分數為37～40％，氫氧化鈉溶液的質量分數為20～40％。本發明的有益效果：本發明的三聚氰胺泡沫塑料中加入了抗菌成分和阻燃成分，兼具較好的抗菌性和阻燃性。抗菌成分是將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中的硅酸鈉在溶于水后會逐漸水解、聚合得到中間產物聚硅酸，當其與十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽的水溶液混合時，由于聚硅酸的分子量很高，具有很強的粘結聚集能力和吸附架橋作用，并與上述胍類化合物的分子鏈相互纏繞，最后加入氯化鈣后，相互纏繞的分子鏈與鈣離子發生螯合作用，產生絮凝，從而形成厭水性的復合抗菌劑，在所得泡沫塑料中具有極佳的分散性，保證了泡沫塑料抗菌性能的均勻性。胍類化合物選擇了十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽，結合硅酸鈉和氯化鈣的嚴格配比關系，保證了抗菌劑的抗菌性能。阻燃成分是十溴聯苯醚和三氧化二銻，二者協同作用，結合所得泡沫塑料的特殊結構，大大提高了產品的阻燃性能。另外，本發明的三聚氰胺泡沫塑料還具有較好的力學性能和熱穩定性。具體實施方式下面結合實施例對本發明進行進一步的闡述，應該說明的是，下述說明僅是為了解釋本發明，并不對其內容進行限定。實施例1：本發明的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的組分制成的：三聚氰胺樹脂100份，表面活性劑15份，發泡劑6份，固化劑3份，抗菌劑6份，十溴聯苯醚2份，三氧化二銻0.5份；抗菌劑是將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中，抗菌劑中的十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽、咪唑啉雙胍硫酸鹽、硅酸鈉和氯化鈣的摩爾比為1：2：3：2：3。三聚氰胺泡沫塑料的開孔率大于99％，是充分開孔的三維網格結構，所述網格的長徑比為15。表面活性劑為聚氧乙烯失水山梨醇單月桂酸酯。發泡劑為二氯甲烷。固化劑是由以下質量百分比的組分混合得到：氯化銨5％，二月桂酸二丁基錫10％，酚磺酸30％，余量為水。抗菌劑的具體制備方法如下：將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽混合溶于去離子水中，得溶液A；將硅酸鈉溶于去離子水中，得溶液B；將溶液A與溶液B混合，得溶液C，邊攪拌邊將氯化鈣緩慢加入溶液C中，加入完畢后繼續攪拌10分鐘，得到絮狀沉淀物，抽濾，洗滌，干燥，粉碎，即得。上述的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料的制備方法，具體步驟如下：(1)將37w.t.％甲醛溶液與三聚氰胺按摩爾比為1：1進行混合，然后向其內加入20w.t.％氫氧化鈉溶液調節pH值為9，在90℃，反應40分鐘，得三聚氰胺甲醛樹脂；(2)稱取氯化銨、二月桂酸二丁錫、酚磺酸與水，攪拌混合，即得固化劑；(3)將步驟(1)制備的三聚氰胺樹脂預熱到30℃，向其加入表面活性劑、發泡劑，攪拌1分鐘，加入十溴聯苯醚和三氧化二銻，繼續攪拌10分鐘，加入抗菌劑，繼續攪拌5分鐘，再加入步驟(2)制備的固化劑，攪拌均勻；然后將混合物迅速倒入模具中，并送入遠紅外加熱爐中，調節溫度為50℃進行預發泡0.5小時，然后升溫到110℃，高溫烘烤1小時，即得到三聚氰胺泡沫塑料。實施例2：本發明的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的組分制成的：三聚氰胺樹脂100份，表面活性劑30份，發泡劑12份，固化劑9份，抗菌劑15份，十溴聯苯醚4份，三氧化二銻0.8份；抗菌劑是將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中，抗菌劑中的十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽、咪唑啉雙胍硫酸鹽、硅酸鈉和氯化鈣的摩爾比為1：2：3：5：5。三聚氰胺泡沫塑料的開孔率大于99％，是充分開孔的三維網格結構，所述網格的長徑比為20。表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚。發泡劑為異戊烷。固化劑是由以下質量百分比的組分混合得到：氯化銨25％，二月桂酸二丁基錫25％，酚磺酸40％，余量為水。抗菌劑的具體制備方法如下：將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽混合溶于去離子水中，得溶液A；將硅酸鈉溶于去離子水中，得溶液B；將溶液A與溶液B混合，得溶液C，邊攪拌邊將氯化鈣緩慢加入溶液C中，加入完畢后繼續攪拌10～20分鐘，得到絮狀沉淀物，抽濾，洗滌，干燥，粉碎，即得。上述的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料的制備方法，具體步驟如下：(1)將40w.t.％甲醛溶液與三聚氰胺按摩爾比為1：2進行混合，然后向其內加入40w.t.％氫氧化鈉溶液調節pH值為10，在95℃，反應45分鐘，得三聚氰胺甲醛樹脂；(2)稱取氯化銨、二月桂酸二丁錫、酚磺酸與水，攪拌混合，即得固化劑；(3)將步驟(1)制備的三聚氰胺樹脂預熱到40℃，向其加入表面活性劑、發泡劑，攪拌3分鐘，加入十溴聯苯醚和三氧化二銻，繼續攪拌30分鐘，加入抗菌劑，繼續攪拌10分鐘，再加入步驟(2)制備的固化劑，攪拌均勻；然后將混合物迅速倒入模具中，并送入遠紅外加熱爐中，調節溫度為60℃進行預發泡1小時，然后升溫到120℃，高溫烘烤2小時，即得到三聚氰胺泡沫塑料。實施例3：本發明的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的組分制成的：三聚氰胺樹脂100份，表面活性劑15份，發泡劑12份，固化劑3份，抗菌劑15份，十溴聯苯醚2份，三氧化二銻0.8份；抗菌劑是將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中，抗菌劑中的十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽、咪唑啉雙胍硫酸鹽、硅酸鈉和氯化鈣的摩爾比為1：2：3：2：5。三聚氰胺泡沫塑料的開孔率大于99％，是充分開孔的三維網格結構，所述網格的長徑比為15。表面活性劑為聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯。發泡劑為環戊烷。固化劑是由以下質量百分比的組分混合得到：氯化銨25％，二月桂酸二丁基錫10％，酚磺酸40％，余量為水。抗菌劑的具體制備方法如下：將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽混合溶于去離子水中，得溶液A；將硅酸鈉溶于去離子水中，得溶液B；將溶液A與溶液B混合，得溶液C，邊攪拌邊將氯化鈣緩慢加入溶液C中，加入完畢后繼續攪拌10～20分鐘，得到絮狀沉淀物，抽濾，洗滌，干燥，粉碎，即得。上述的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料的制備方法，具體步驟如下：(1)將37w.t.％甲醛溶液與三聚氰胺按摩爾比為1：2進行混合，然后向其內加入20w.t.％氫氧化鈉溶液調節pH值為10，在90℃，反應45分鐘，得三聚氰胺甲醛樹脂；(2)稱取氯化銨、二月桂酸二丁錫、酚磺酸與水，攪拌混合，即得固化劑；(3)將步驟(1)制備的三聚氰胺樹脂預熱到30℃，向其加入表面活性劑、發泡劑，攪拌3分鐘，加入十溴聯苯醚和三氧化二銻，繼續攪拌10分鐘，加入抗菌劑，繼續攪拌5分鐘，再加入步驟(2)制備的固化劑，攪拌均勻；然后將混合物迅速倒入模具中，并送入遠紅外加熱爐中，調節溫度為60℃進行預發泡0.5小時，然后升溫到120℃，高溫烘烤1小時，即得到三聚氰胺泡沫塑料。實施例4：本發明的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的組分制成的：三聚氰胺樹脂100份，表面活性劑30份，發泡劑6份，固化劑9份，抗菌劑6份，十溴聯苯醚4份，三氧化二銻0.5份；抗菌劑是將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中，抗菌劑中的十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽、咪唑啉雙胍硫酸鹽、硅酸鈉和氯化鈣的摩爾比為1：2：3：5：3。三聚氰胺泡沫塑料的開孔率大于99％，是充分開孔的三維網格結構，所述網格的長徑比為20。表面活性劑為聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯。發泡劑為正丁烷。固化劑是由以下質量百分比的組分混合得到：氯化銨5％，二月桂酸二丁基錫25％，酚磺酸30％，余量為水。抗菌劑的具體制備方法如下：將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽混合溶于去離子水中，得溶液A；將硅酸鈉溶于去離子水中，得溶液B；將溶液A與溶液B混合，得溶液C，邊攪拌邊將氯化鈣緩慢加入溶液C中，加入完畢后繼續攪拌10～20分鐘，得到絮狀沉淀物，抽濾，洗滌，干燥，粉碎，即得。上述的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料的制備方法，具體步驟如下：(1)將40w.t.％甲醛溶液與三聚氰胺按摩爾比為1：1進行混合，然后向其內加入40w.t.％氫氧化鈉溶液調節pH值為9，在95℃，反應40分鐘，得三聚氰胺甲醛樹脂；(2)稱取氯化銨、二月桂酸二丁錫、酚磺酸與水，攪拌混合，即得固化劑；(3)將步驟(1)制備的三聚氰胺樹脂預熱到40℃，向其加入表面活性劑、發泡劑，攪拌1分鐘，加入十溴聯苯醚和三氧化二銻，繼續攪拌30分鐘，加入抗菌劑，繼續攪拌10分鐘，再加入步驟(2)制備的固化劑，攪拌均勻；然后將混合物迅速倒入模具中，并送入遠紅外加熱爐中，調節溫度為50℃進行預發泡1小時，然后升溫到110℃，高溫烘烤2小時，即得到三聚氰胺泡沫塑料。實施例5：本發明的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的組分制成的：三聚氰胺樹脂100份，表面活性劑20份，發泡劑10份，固化劑8份，抗菌劑12份，十溴聯苯醚3份，三氧化二銻0.6份；抗菌劑是將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中，抗菌劑中的十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽、咪唑啉雙胍硫酸鹽、硅酸鈉和氯化鈣的摩爾比為1：2：3：4：4。三聚氰胺泡沫塑料的開孔率大于99％，是充分開孔的三維網格結構，所述網格的長徑比為18。表面活性劑為辛基酚聚氧乙烯醚。發泡劑為4,4’-二苯基甲烷二異氰酸酯。固化劑是由以下質量百分比的組分混合得到：氯化銨20％，二月桂酸二丁基錫18％，酚磺酸35％，余量為水。抗菌劑的具體制備方法如下：將十二烷基胍醋酸鹽、聚六亞基胍碳酸鹽和咪唑啉雙胍硫酸鹽混合溶于去離子水中，得溶液A；將硅酸鈉溶于去離子水中，得溶液B；將溶液A與溶液B混合，得溶液C，邊攪拌邊將氯化鈣緩慢加入溶液C中，加入完畢后繼續攪拌10～20分鐘，得到絮狀沉淀物，抽濾，洗滌，干燥，粉碎，即得。上述的一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料的制備方法，具體步驟如下：(1)將38w.t.％甲醛溶液與三聚氰胺按摩爾比為1：1.5進行混合，然后向其內加入30w.t.％氫氧化鈉溶液調節pH值為9，在95℃，反應40分鐘，得三聚氰胺甲醛樹脂；(2)稱取氯化銨、二月桂酸二丁錫、酚磺酸與水，攪拌混合，即得固化劑；(3)將步驟(1)制備的三聚氰胺樹脂預熱到35℃，向其加入表面活性劑、發泡劑，攪拌2分鐘，加入十溴聯苯醚和三氧化二銻，繼續攪拌20分鐘，加入抗菌劑，繼續攪拌8分鐘，再加入步驟(2)制備的固化劑，攪拌均勻；然后將混合物迅速倒入模具中，并送入遠紅外加熱爐中，調節溫度為55℃進行預發泡1小時，然后升溫到120℃，高溫烘烤1小時，即得到三聚氰胺泡沫塑料。對比例1抗菌劑是將十二烷基胍醋酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中，抗菌劑中的十二烷基胍醋酸鹽、硅酸鈉和氯化鈣的摩爾比為6：4：4。其余同實施例5。對比例2抗菌劑是將聚六亞基胍碳酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中，抗菌劑中的聚六亞基胍碳酸鹽、硅酸鈉和氯化鈣的摩爾比為6：4：4。其余同實施例5。對比例3抗菌劑是將咪唑啉雙胍硫酸鹽的水溶液和硅酸鈉水溶液混合后，加入氯化鈣得到的絮狀沉淀物，其中，抗菌劑中的咪唑啉雙胍硫酸鹽、硅酸鈉和氯化鈣的摩爾比為6：4：4。其余同實施例5。對比例4一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的組分制成的：三聚氰胺樹脂100份，表面活性劑20份，發泡劑10份，固化劑8份，抗菌劑12份，十溴聯苯醚3份，三氧化二銻1.5份。其余同實施例5。對比例5一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的組分制成的：三聚氰胺樹脂100份，表面活性劑20份，發泡劑10份，固化劑8份，抗菌劑12份，十溴聯苯醚3.6份。其余同實施例5。對比例6一種抗菌阻燃雙功能型三聚氰胺泡沫塑料，是由以下重量份的組分制成的：三聚氰胺樹脂100份，表面活性劑20份，發泡劑10份，固化劑8份，抗菌劑12份，三氧化二銻3.6份。其余同實施例5。試驗例將實施例1～5和對比例1～6所得三聚氰胺泡沫塑料裁剪成1cm×1cm×1cm，測試水煮前后的抗菌性能，結果見表1。表1.抗菌性能比較由表1可以看出，本發明的三聚氰胺泡沫塑料具有極佳的抗菌性能，并且在水煮后仍能保持99.99％的抗菌性能，而對比例1～3使用單一胍化合物的泡沫塑料具有明顯較差的抗菌性能，水煮后抗菌性能也有明顯降低。對比例4～6中阻燃成分的調整也對抗菌性能有一定程度的降低作用。對實施例1～5和對比例1～6所得三聚氰胺泡沫塑料進行了力學性能、阻燃性能和熱穩定性檢測，結果見表2。表2.力學性能、阻燃性能和熱穩定性檢測拉伸強度(MPa)極限氧指數(％)最大失重溫度(℃)實施例10.9533450實施例20.9633451實施例30.9834458實施例40.9834457實施例50.9935462對比例10.4230410對比例20.4830420對比例30.5830415對比例40.5720408對比例50.5218407對比例60.4717408由表2可以看出，本發明的三聚氰胺泡沫塑料拉伸強度在0.95MPa以上，具有較好的力學性能，極限氧指數高達33％，最高至35％，阻燃效果好，最大失重溫度在450℃以上，具有極佳的熱穩定性。上述雖然對本發明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發明保護范圍的限制，在本發明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發明的保護范圍以內。當前第1頁1 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