本發明屬于高分子材料技術領域，尤其涉及一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料及其制備方法。
背景技術：
隨著現代工業的飛速發展，高分子材料的運用越來越廣泛。高分子材料也成為聚合物材料，是以高分子化合物為基體，再添加其他助劑所構成的材料。高分子材料在電氣電子工業、航天工業、建筑業、醫療器械、醫藥包裝、交通運輸業、家用電器、農業等各行各業都有廣泛的應用。
可降解高分子材料是一種環保高分子材料，隨著國家環保政策和人民環保意識的加強，可降解高分子材料越來越受關注。能從根本上解決廢棄物所造成的環境污染問題，但是現有的高分子材料還存在加工性能和物理性能較差，成本高，抗菌性能、耐腐蝕性能等綜合性能較差等技術問題。
技術實現要素：
發明目的：為了克服以上問題，本發明的目的是提供一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料及其制備方法。
技術方案：本發明的一個目的在于提供一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂30-40份、聚苯胺25-35份、聚丁二酸丁二醇酯15-25份、富勒烯微納米纖維10-20份、電氣石負離子粉6-8份、三氯均二苯脲1-3份、可生物降解高分子材料10-20份、海藻酸鈣纖維素1-3份、槐豆膠4-6份、亞麻油3-5份、過氧化苯甲酰2-4份、偶聯劑2-4份、增韌劑1-3份、相容劑1-2份。
優選地，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂35份、聚苯胺30份、聚丁二酸丁二醇酯20份、富勒烯微納米纖維15份、電氣石負離子粉7份、三氯均二苯脲2份、可生物降解高分子材料15份、海藻酸鈣纖維素2份、槐豆膠5份、亞麻油4份、過氧化苯甲酰3份、偶聯劑3份、增韌劑2份、相容劑2份。
優選地，所述的可生物降解高分子材料包括交聯淀粉、甲殼質、聚乳酸、3-羥基丁酸酯，且其重量份數為交聯淀粉20-30份、甲殼質30-40份、聚乳酸15-25份、3-羥基丁酸酯15-25份。
優選地，所述的偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
優選地，所述的增韌劑為cpe135a和納米級碳酸鈣中的一種。
優選地，所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴或苯乙烯類馬來酸酐接枝物。提升材料的熱穩定性，平衡剛性及韌性，有效提升材料的機械性能。
優選的，所述的聚氯乙烯樹脂通過以下工藝制得：
1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，攪拌狀態下用高純氬氣充分置換；
2）將聚合釜升溫到60-70℃，加入催化劑鎂化合物和有機硅化合物；
3）將聚合釜升溫至70-80℃后，加入鋁化合物和α-烯烴類單體；
4）將聚合釜降溫至60-70℃，控制聚合釜中壓力為0.4-0.6mpa，連續通入氯乙烯進行共聚反應，聚合反應時間為3-5h；
5）蒸餾脫去庚烷即得聚氯乙烯樹脂。
本發明的另一個目的在于提供所述的抗菌耐腐蝕可生物降解型高分子材料的制備方法，包括以下方法步驟：
（1）稱取配方量的聚氯乙烯樹脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微納米纖維、電氣石負離子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸鈣纖維素、槐豆膠、亞麻油、過氧化苯甲酰、偶聯劑、增韌劑、相容劑；
（2）將步驟（1）中稱取的原料同時放入到攪拌釜中加熱到130-150℃攪拌混合均勻得到共混物，攪拌速度為200-300r/min，攪拌時間為5-15min；
（3）將步驟（2）共混物降溫至60-80℃，繼續攪拌3-5min后加入到雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，擠出溫度為260-280℃，擠出速率為100-150r/min；
（4）將步驟（3）擠出造粒物放入熱壓溫度為160-180℃熱壓機熱壓成型，熱壓時間為5-8min，自然冷卻即得。
上述技術方案可以看出，本發明具有如下有益效果：本發明所述的抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，具有良好的耐腐蝕性能、耐磨性能和耐高溫性能，抗菌性能良好，加工性能優異，易加工成型，可生物降解，降解周期短，安全環保，對環境友好；制備方法簡單易行，工藝成本低，產品質量穩定，環保無有毒物質產生，適于工業化生產。
具體實施方式
以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。
實施例1
本實施例所述的一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂30份、聚苯胺25份、聚丁二酸丁二醇酯15份、富勒烯微納米纖維10份、電氣石負離子粉6份、三氯均二苯脲1份、可生物降解高分子材料10份、海藻酸鈣纖維素1份、槐豆膠4份、亞麻油3份、過氧化苯甲酰2份、偶聯劑2份、增韌劑1份、相容劑1份。
所述的可生物降解高分子材料包括交聯淀粉、甲殼質、聚乳酸、3-羥基丁酸酯，且其重量份數為交聯淀粉20份、甲殼質30份、聚乳酸15份、3-羥基丁酸酯15份。
所述的偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑。
所述的增韌劑為cpe135a。
所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴。
所述的聚氯乙烯樹脂通過以下工藝制得：
1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，攪拌狀態下用高純氬氣充分置換；
2）將聚合釜升溫到60℃，加入催化劑鎂化合物和有機硅化合物；
3）將聚合釜升溫至70℃后，加入鋁化合物和α-烯烴類單體；
4）將聚合釜降溫至60℃，控制聚合釜中壓力為0.4mpa，連續通入氯乙烯進行共聚反應，聚合反應時間為3h；
5）蒸餾脫去庚烷即得聚氯乙烯樹脂。
所述的抗菌耐腐蝕可生物降解型高分子材料的制備方法，包括以下方法步驟：
（1）稱取配方量的聚氯乙烯樹脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微納米纖維、電氣石負離子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸鈣纖維素、槐豆膠、亞麻油、過氧化苯甲酰、偶聯劑、增韌劑、相容劑；
（2）將步驟（1）中稱取的原料同時放入到攪拌釜中加熱到130℃攪拌混合均勻得到共混物，攪拌速度為200r/min，攪拌時間為15min；
（3）將步驟（2）共混物降溫至60℃，繼續攪拌5min后加入到雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，擠出溫度為260℃，擠出速率為100r/min；
（4）將步驟（3）擠出造粒物放入熱壓溫度為160℃熱壓機熱壓成型，熱壓時間為8min，自然冷卻即得。
實施例2
本實施例所述的一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂40份、聚苯胺35份、聚丁二酸丁二醇酯25份、富勒烯微納米纖維20份、電氣石負離子粉8份、三氯均二苯脲3份、可生物降解高分子材料20份、海藻酸鈣纖維素3份、槐豆膠6份、亞麻油5份、過氧化苯甲酰4份、偶聯劑4份、增韌劑3份、相容劑2份。
所述的可生物降解高分子材料包括交聯淀粉、甲殼質、聚乳酸、3-羥基丁酸酯，且其重量份數為交聯淀粉30份、甲殼質40份、聚乳酸25份、3-羥基丁酸酯25份。
所述的偶聯劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述的增韌劑為納米級碳酸鈣。
所述的相容劑為苯乙烯類馬來酸酐接枝物。
所述的聚氯乙烯樹脂通過以下工藝制得：
1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，攪拌狀態下用高純氬氣充分置換；
2）將聚合釜升溫到70℃，加入催化劑鎂化合物和有機硅化合物；
3）將聚合釜升溫至80℃后，加入鋁化合物和α-烯烴類單體；
4）將聚合釜降溫至70℃，控制聚合釜中壓力為0.6mpa，連續通入氯乙烯進行共聚反應，聚合反應時間為5h；
5）蒸餾脫去庚烷即得聚氯乙烯樹脂。
所述的抗菌耐腐蝕可生物降解型高分子材料的制備方法，包括以下方法步驟：
（1）稱取配方量的聚氯乙烯樹脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微納米纖維、電氣石負離子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸鈣纖維素、槐豆膠、亞麻油、過氧化苯甲酰、偶聯劑、增韌劑、相容劑；
（2）將步驟（1）中稱取的原料同時放入到攪拌釜中加熱到150℃攪拌混合均勻得到共混物，攪拌速度為300r/min，攪拌時間為15min；
（3）將步驟（2）共混物降溫至80℃，繼續攪拌3min后加入到雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，擠出溫度為280℃，擠出速率為150r/min；
（4）將步驟（3）擠出造粒物放入熱壓溫度為180℃熱壓機熱壓成型，熱壓時間為5min，自然冷卻即得。
實施例3
本實施例所述的一種抗菌耐腐蝕可生物降解高分子材料，包括以下重量份的組分：聚氯乙烯樹脂35份、聚苯胺30份、聚丁二酸丁二醇酯20份、富勒烯微納米纖維15份、電氣石負離子粉7份、三氯均二苯脲2份、可生物降解高分子材料15份、海藻酸鈣纖維素2份、槐豆膠5份、亞麻油4份、過氧化苯甲酰3份、偶聯劑3份、增韌劑2份、相容劑2份。
所述的可生物降解高分子材料包括交聯淀粉、甲殼質、聚乳酸、3-羥基丁酸酯，且其重量份數為交聯淀粉25份、甲殼質35份、聚乳酸20份、3-羥基丁酸酯20份。
所述的偶聯劑為鋁酸酯偶聯劑。
所述的增韌劑為cpe135a。
所述的相容劑為馬來酸酐接枝聚烯烴。
所述的聚氯乙烯樹脂通過以下工藝制得：
1）在聚合釜中加入干燥的庚烷，攪拌狀態下用高純氬氣充分置換；
2）將聚合釜升溫到65℃，加入催化劑鎂化合物和有機硅化合物；
3）將聚合釜升溫至75℃后，加入鋁化合物和α-烯烴類單體；
4）將聚合釜降溫至65℃，控制聚合釜中壓力為0.5mpa，連續通入氯乙烯進行共聚反應，聚合反應時間為4h；
5）蒸餾脫去庚烷即得聚氯乙烯樹脂。
所述的抗菌耐腐蝕可生物降解型高分子材料的制備方法，包括以下方法步驟：
（1）稱取配方量的聚氯乙烯樹脂、聚苯胺、聚丁二酸丁二醇酯、富勒烯微納米纖維、電氣石負離子粉、三氯均二苯脲、可生物降解高分子材料、海藻酸鈣纖維素、槐豆膠、亞麻油、過氧化苯甲酰、偶聯劑、增韌劑、相容劑；
（2）將步驟（1）中稱取的原料同時放入到攪拌釜中加熱到140℃攪拌混合均勻得到共混物，攪拌速度為250r/min，攪拌時間為10min；
（3）將步驟（2）共混物降溫至70℃，繼續攪拌4min后加入到雙螺桿擠出機中熔融擠出造粒，擠出溫度為270℃，擠出速率為135r/min；
（4）將步驟（3）擠出造粒物放入熱壓溫度為170℃熱壓機熱壓成型，熱壓時間為6min，自然冷卻即得。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發明的保護范圍。