本發明涉及空氣凈化技術領域，尤其涉及一種耐老化納米改性環保色母塑料及其制備方法。
背景技術：
霧霾是霧和霾的混合物，早晚濕度大時，霧的成分多。白天濕度小時，霾占據主力，相對濕度在80%到90%之間。其中霧是自然天氣現象，空氣中水汽氤氳。雖然以灰塵作為凝結核，但總體無毒無害；霾的核心物質是懸浮在空氣中的煙、灰塵等物質，空氣相對濕度低于80%，顏色發黃。氣體能直接進入并粘附在人體下呼吸道和肺葉中，對人體健康有傷害。霧霾天氣的形成是主要是人為的環境污染，再加上氣溫低、風小等自然條件導致污染物不易擴散。
色粉顏料是一種含碳材料制成的外觀呈黑色，內部孔隙結構發達，比表面積大、吸附能力強的一類碳素材料，是一種常用的吸附劑、催化劑或催化劑載體。色粉顏料有著廣泛的用途，為了提高色粉顏料的應用質量，需要對采用物理法生產的色粉顏料進行酸化處理，本發明選用粉碎后的色粉顏料，色粉顏料的顆粒細度≤0.5毫米。
目前市場上用于空氣凈化、霧霾防治的色粉顏料材料，其作用原理主要是通過物理吸附作用的方式將霧霾中的污染物與空氣進行分離。色粉顏料由于具有巨大的比表面積及發達的空隙結構，因此具有較強的吸附能力，適用于霧霾深度凈化。為了使色粉顏料有效地發揮功能，要求色粉顏料具有適當的物性，提出了通過改良色粉顏料以提高各種特性的技術。
技術實現要素：
為克服上述不足，本發明提供一種耐老化納米改性環保色母塑料及其制備方法。
本發明是采取以下技術方案來實現的：一種耐老化納米改性環保色母塑料，它包括的組成原料為：苯二甲酸丁二醇酯15-25重量份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物10-15重量份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物10-20重量份、聚碳酸酯60-80重量份、納米碳酸鋇10-15重量份、芳綸短纖維20-25重量份、碳化硅片晶2-10重量份、聚乳酸殼聚糖15-20重量份、納米石墨烯10-15重量份、瀝青基碳纖維粉末30-35份、非鹵化有機次膦酸酯5-7份、六次甲基四胺8-10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2-4份、導電云母粉0.3-0.5重量份、納米導電石墨粉0.2-0.4重量份、多異氰酸酯的三聚體0.8-1重量份、聚四氟乙烯纖維1-2重量份、色粉顏料65-85重量份、蒙脫石12-20重量份、納米二氧化鈦5-12重量份、二氧化硅3-7重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1-10重量份、羥丙基甲基纖維素6-12重量份、金屬陽離子絮凝劑0.5-5.5重量份、硝酸鎳4-8重量份、聚合氯化鋁鐵1-10重量份、雷尼鎳8-12重量份、氧化錳1-5重量份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷5-10重量份、粘接劑2-8重量份。
所述納米石墨烯的制備方法為：將濃硫酸加入石墨中，經過-20℃~-10℃低溫攪拌5-12小時，再經過0℃~5℃攪拌5-12小時后，加入高錳酸鉀進行氧化反應得到氧化石墨溶液；將得到氧化石墨溶液中直接加入ctab，ctab對氧化石墨進行絮凝和改性反應得到改性氧化石墨溶液；將改性氧化石墨溶液過濾、洗滌，在50℃真空干燥24小時，即得到納米石墨烯。
本發明還提供一種耐老化納米改性環保色母塑料的制備方法，由以下步驟組成：
1）按照所述比例將色粉顏料與蒙脫石、納米二氧化鈦、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，過100目篩，制得混合物a；
2）按照所述比例將羥丙基甲基纖維素、金屬陽離子絮凝劑、硝酸鎳、聚合氯化鋁鐵雷尼鎳與氧化錳粉碎混合后，再加入步驟1）、2）所有混合物質質量的10倍質量的蒸餾水，然后對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度90-100℃，超聲功率500w，超聲時間40-50min；制得混合物b；
3）塑煉，按照所述比例將苯二甲酸丁二醇酯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚碳酸酯、納米碳酸鋇、芳綸短纖維、碳化硅片晶放入內部溫度為120℃的塑煉機中混合攪拌30min，得到混合物f，
4）將其余組分按照所述比例粉碎混合后，再加入其8倍質量的蒸餾水，然后對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度70-80℃，超聲功率450w，超聲時間30-40min；制得混合物c；
5）將混合物a、b置入混合物c中，再對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度60℃，超聲功率500w，超聲時間75min；制得混合物d；
5）將混合物d置入105℃的烘箱中烘干，制得混合物e；
7）混煉，將組基材e、f放入內部溫度為120℃混煉機中混合攪拌20min；在注塑機的注塑色板上比較顏色，根據顏色差距調整配方，增加或減少顏色母粒的配比，調整合格后；通過雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒、冷卻、干燥制得所述全生物降解塑料色母粒；
8）成型，將上一步的產物放入成型機器中，獲得產物。本發明具有以下有益效果：本發明以苯二甲酸丁二醇酯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物與聚碳酸酯共混，提高了材料的韌性、耐磨性、化學穩定性、沖擊強度和耐輻射性能；采用納米碳酸鋇、芳綸短纖維、碳化硅片晶等原料高分子共混物進行共混改性，可以提高材料的防輻射性能；滿足顏色要求，又能滿足復合性能的要求，其作用原理主要是通過物理吸附作用的方式將霧霾中的污染物與空氣進行分離，本發明制備的色粉顏料復合材料具有巨大的比表面積及發達的空隙結構，因此具有較強的吸附能力，較好的觸變性、熱穩定性、可塑性、粘結性和干壓強度高等特點，提高了色粉顏料凈化效果，同時，本發明組分經過超聲、煅燒等工藝處理后，并且加入的粘接劑可以使得到的粒料不會出現脫落成渣的情況，形成結構穩定的復合材料，無二次污染的優點，制備方法簡單科學，適用于大范圍推廣。添加的巖煤矸石、導電云母粉、納米導電石墨粉等增強劑可以提高抗熱老化開裂性能，從而提高鑄造效率，降低鑄造成本；同時，本發明的制備工藝簡單科學，適用于大范圍推廣。選擇光催化劑和可降解聚乳酸殼聚糖制備過濾纖維膜，具有吸附氣溶膠以及揮發性有機物的雙重功能，具有可降解環保的優點，采用的殼聚糖因為分子帶正電荷，可以吸附點負電荷的細菌，使其具有殺菌功能；在結構上，制備了不同直徑和孔隙的纖維膜層，結合層與層之間的納米石墨烯，改善了復合吸附膜的孔隙和比表面積在，增強了功效。
具體實施方式
為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體實施方式，進一步闡述本發明。
實施例1
一種耐老化納米改性環保色母塑料，它包括的組成原料為：苯二甲酸丁二醇酯15重量份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物10重量份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物10重量份、聚碳酸酯60重量份、納米碳酸鋇10重量份、芳綸短纖維20重量份、碳化硅片晶2重量份、聚乳酸殼聚糖15重量份、納米石墨烯10重量份、瀝青基碳纖維粉末6份、非鹵化有機次膦酸酯5份、六次甲基四胺8份、三甲基戊基三乙氧基硅烷2份、導電云母粉0.3重量份、納米導電石墨粉0.2重量份、多異氰酸酯的三聚體0.8重量份、聚四氟乙烯纖維1重量份、色粉顏料65重量份、蒙脫石12重量份、納米二氧化鈦5重量份、二氧化硅3重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1重量份、羥丙基甲基纖維素6重量份、金屬陽離子絮凝劑0.5重量份、硝酸鎳4重量份、聚合氯化鋁鐵1重量份、雷尼鎳8重量份、氧化錳1重量份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷5重量份、粘接劑2重量份。
所述的非鹵化有機次膦酸酯為磷酸三乙酯；所述的金屬陽離子絮凝劑為聚合硫酸氯化鐵鋁；所述的粘接劑為丁苯膠。
所述納米石墨烯的制備方法為：將75%的濃硫酸加入石墨中（所述石墨和濃硫酸的質量體積比為1g:50ml），經過-20℃低溫攪拌5小時，再經過0℃攪拌5小時后，加入高錳酸鉀進行氧化反應得到氧化石墨溶液（所述高錳酸鉀與濃硫酸石墨混合溶液的質量體積比為：1g:60ml）；將得到氧化石墨溶液中直接加入ctab(所述ctab與氧化石墨溶液的質量體積比為：1g:30ml，ctab為溴化十六烷三甲基銨)，ctab對氧化石墨進行絮凝和改性反應得到改性氧化石墨溶液；將改性氧化石墨溶液過濾、洗滌，在50℃真空干燥24小時，即得到納米石墨烯。
本發明還提供一種耐老化納米改性環保色母塑料的制備方法，由以下步驟組成：
1）按照所述比例將色粉顏料與蒙脫石、納米二氧化鈦、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，過100目篩，制得混合物a；
2）按照所述比例將羥丙基甲基纖維素、金屬陽離子絮凝劑、硝酸鎳、聚合氯化鋁鐵雷尼鎳與氧化錳粉碎混合后，再加入其10倍重量的蒸餾水，然后對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度90℃，超聲功率500w，超聲時間40min；制得混合物b；
3）塑煉，按照所述比例將苯二甲酸丁二醇酯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚碳酸酯、納米碳酸鋇、芳綸短纖維、碳化硅片晶放入內部溫度為120℃的塑煉機中混合攪拌30min，得到混合物f，
4）將其余組分按照所述比例粉碎混合后，再加入其8倍質量的蒸餾水，然后對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度70℃，超聲功率450w，超聲時間30min；制得混合物c；
5）將混合物a、b置入混合物c中，再對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度60℃，超聲功率500w，超聲時間75min；制得混合物d；
5）將混合物d置入105℃的烘箱中烘干，制得混合物e；
7）混煉，將組基材e、f放入內部溫度為120℃混煉機中混合攪拌20min；在注塑機的注塑色板上比較顏色，根據顏色差距調整配方，增加或減少顏色母粒的配比，調整合格后；通過雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒、冷卻、干燥制得所述全生物降解塑料色母粒；
8）成型，將上一步的產物放入成型機器中，獲得產物。
實施例2一種耐老化納米改性環保色母塑料及其制備方法
一種耐老化納米改性環保色母塑料，它包括的組成原料為：苯二甲酸丁二醇酯25重量份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物15重量份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物20重量份、聚碳酸酯80重量份、納米碳酸鋇15重量份、芳綸短纖維25重量份、碳化硅片晶10重量份、聚乳酸殼聚糖20重量份、納米石墨烯15重量份、瀝青基碳纖維粉末8份、非鹵化有機次膦酸酯7份、六次甲基四胺10份、三甲基戊基三乙氧基硅烷4份、導電云母粉0.5重量份、納米導電石墨粉0.4重量份、多異氰酸酯的三聚體1重量份、聚四氟乙烯纖維2重量份、色粉顏料85重量份、蒙脫石20重量份、納米二氧化鈦12重量份、二氧化硅7重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷10重量份、羥丙基甲基纖維素2重量份、金屬陽離子絮凝劑5.5重量份、硝酸鎳8重量份、聚合氯化鋁鐵10重量份、雷尼鎳12重量份、氧化錳5重量份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷10重量份、粘接劑8重量份。
所述的非鹵化有機次膦酸酯為磷酸三乙酯；所述的金屬陽離子絮凝劑為聚合硫酸氯化鐵鋁；所述的粘接劑為丁苯膠。
所述納米石墨烯的制備方法為：將75%的濃硫酸加入石墨中（所述石墨和濃硫酸的質量體積比為1g:50ml），經過-20℃低溫攪拌5小時，再經過0℃攪拌5小時后，加入高錳酸鉀進行氧化反應得到氧化石墨溶液（所述高錳酸鉀與濃硫酸石墨混合溶液的質量體積比為：1g:60ml）；將得到氧化石墨溶液中直接加入ctab(所述ctab與氧化石墨溶液的質量體積比為：1g:30ml，ctab為溴化十六烷三甲基銨)，ctab對氧化石墨進行絮凝和改性反應得到改性氧化石墨溶液；將改性氧化石墨溶液過濾、洗滌，在50℃真空干燥24小時，即得到納米石墨烯。
本發明還提供一種耐老化納米改性環保色母塑料的制備方法，由以下步驟組成：
1）按照所述比例將色粉顏料與蒙脫石、納米二氧化鈦、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，過100目篩，制得混合物a；
2）按照所述比例將羥丙基甲基纖維素、金屬陽離子絮凝劑、硝酸鎳、聚合氯化鋁鐵雷尼鎳與氧化錳粉碎混合后，再加入步驟1）、2）所有混合物質質量的10倍質量的蒸餾水，然后對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度100℃，超聲功率500w，超聲時間50min；制得混合物b；
3）塑煉，按照所述比例將苯二甲酸丁二醇酯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚碳酸酯、納米碳酸鋇、芳綸短纖維、碳化硅片晶放入內部溫度為120℃的塑煉機中混合攪拌30min，得到混合物f，
4）將其余組分按照所述比例粉碎混合后，再加入其8倍質量的蒸餾水，然后對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度80℃，超聲功率450w，超聲時間40min；制得混合物c；
5）將混合物a、b置入混合物c中，再對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度60℃，超聲功率500w，超聲時間75min；制得混合物d；
5）將混合物d置入105℃的烘箱中烘干，制得混合物e；
7）混煉，將組基材e、f放入內部溫度為120℃混煉機中混合攪拌20min；在注塑機的注塑色板上比較顏色，根據顏色差距調整配方，增加或減少顏色母粒的配比，調整合格后；通過雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒、冷卻、干燥制得所述全生物降解塑料色母粒；
8）成型，將上一步的產物放入成型機器中，獲得產物。
實施例3.
一種耐老化納米改性環保色母塑料，它包括的組成原料為：苯二甲酸丁二醇酯20重量份、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物12重量份、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物16重量份、聚碳酸酯70重量份、納米碳酸鋇12重量份、芳綸短纖維22重量份、碳化硅片晶6重量份、聚乳酸殼聚糖17重量份、納米石墨烯12重量份、瀝青基碳纖維粉末32份、非鹵化有機次膦酸酯6份、六次甲基四胺9份、三甲基戊基三乙氧基硅烷3份、導電云母粉0.4重量份、納米導電石墨粉0.3重量份、多異氰酸酯的三聚體0.9重量份、聚四氟乙烯纖維1.5重量份、色粉顏料70重量份、蒙脫石16重量份、納米二氧化鈦8重量份、二氧化硅5重量份、γ-氨丙基三乙氧基硅烷5重量份、羥丙基甲基纖維素8重量份、金屬陽離子絮凝劑4重量份、硝酸鎳6重量份、聚合氯化鋁鐵1-10重量份、雷尼鎳8-12重量份、氧化錳1-5重量份、低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷7重量份、粘接劑6重量份。
所述的非鹵化有機次膦酸酯為磷酸三乙酯；所述的金屬陽離子絮凝劑為聚合硫酸氯化鐵鋁；所述的粘接劑為丁苯膠。
所述納米石墨烯的制備方法為：將75%的濃硫酸加入石墨中（所述石墨和濃硫酸的質量體積比為1g:50ml），經過-20℃低溫攪拌5小時，再經過0℃攪拌5小時后，加入高錳酸鉀進行氧化反應得到氧化石墨溶液（所述高錳酸鉀與濃硫酸石墨混合溶液的質量體積比為：1g:60ml）；將得到氧化石墨溶液中直接加入ctab(所述ctab與氧化石墨溶液的質量體積比為：1g:30ml，ctab為溴化十六烷三甲基銨)，ctab對氧化石墨進行絮凝和改性反應得到改性氧化石墨溶液；將改性氧化石墨溶液過濾、洗滌，在50℃真空干燥24小時，即得到納米石墨烯。
本發明還提供一種耐老化納米改性環保色母塑料的制備方法，由以下步驟組成：
1）按照所述比例將色粉顏料與蒙脫石、納米二氧化鈦、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷研磨，過100目篩，制得混合物a；
2）按照所述比例將羥丙基甲基纖維素、金屬陽離子絮凝劑、硝酸鎳、聚合氯化鋁鐵雷尼鎳與氧化錳粉碎混合后，再加入步驟1）、2）所有混合物質質量的10倍質量的蒸餾水，然后對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度95℃，超聲功率500w，超聲時間45min；制得混合物b；
3）塑煉，按照所述比例將苯二甲酸丁二醇酯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚碳酸酯、納米碳酸鋇、芳綸短纖維、碳化硅片晶放入內部溫度為120℃的塑煉機中混合攪拌30min，得到混合物f，
4）將其余組分按照所述比例粉碎混合后，再加入其8倍質量的蒸餾水，然后對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度75℃，超聲功率450w，超聲時間35min；制得混合物c；
5）將混合物a、b置入混合物c中，再對其進行超聲處理，超聲處理條件為：溫度60℃，超聲功率500w，超聲時間75min；制得混合物d；
5）將混合物d置入105℃的烘箱中烘干，制得混合物e；
7）混煉，將組基材e、f放入內部溫度為120℃混煉機中混合攪拌20min；在注塑機的注塑色板上比較顏色，根據顏色差距調整配方，增加或減少顏色母粒的配比，調整合格后；通過雙螺桿擠出機熔融共混，擠出造粒、冷卻、干燥制得所述全生物降解塑料色母粒；
8）成型，將上一步的產物放入成型機器中，獲得產物。
以下實施例中的原料購買渠道和生產廠家分別為：
色粉顏料與蒙脫石、納米二氧化鈦、二氧化硅、γ-氨丙基三乙氧基硅烷渠道阿里巴巴，臺灣奇美實業股份有限公司；上海錦悅化工有限公司；
羥丙基甲基纖維素、金屬陽離子絮凝劑、硝酸鎳、聚合氯化鋁鐵雷尼鎳與氧化錳中國制造交易網，美國陶氏化學(中國)有限公司；
苯二甲酸丁二醇酯、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物渠道阿里巴巴，浙江振陽絕熱科技有限公司；中國化工網，揚州三得利化工有限公司；
丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚碳酸酯、納米碳酸鋇、芳綸短纖維、碳化硅片晶渠道阿里巴巴，美國埃克森化工有限公司；
其他原料渠道無憂商務網，河北省東盛蜂蠟有限公司；蓋得化工網，淮南市科迪化工科技有限公司。
性能檢測結果如下表所示：
以上所述是本發明的實施例，故凡依本發明申請范圍所述的構造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發明專利申請范圍內。