本发明涉及材料技术领域，尤其涉及一种防藻抗菌聚丙烯复合材料及其在制备水培槽中的应用。
背景技术：
随着人民物质文化生活水平的提高，花卉等植物养殖越来越普及，科学技术的发展也使无土栽培技术得到了广泛的应用。但是久而久之，会在水培槽表面产生细菌，藻类等微生物，既有恶臭，有损美观，又会导致植物枯萎，甚至死亡，造成经济和精神上的双重损失。
过去，针对这种情况的处理方法一般是将藻类取出，或换容器养殖，或在其内加入生石灰进行消毒，但这都不是根本方法，目前迫切需要一种既清洁卫生，又稳定持久的杀菌防藻材料的出现。
聚丙烯作为一种无毒塑料，因密度小、价格低和良好的加工性能，被广泛应用于水培槽领域。但是聚丙烯本身并不具备防藻抗菌的作用，因此开发出一种具有抗菌控藻性能的新型聚丙烯材料，对从事水培养殖领域的从业者来说有着十分重要的现实意义。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种防藻抗菌聚丙烯复合材料，通过在聚丙烯的基体中添加防藻抗菌剂，使所得复合材料具有抗菌性能，当用于制备水培槽时，可以长期有效地抑制细菌、藻类生长，繁殖，从而达到保护培养液的目的。
本发明提出的一种防藻抗菌聚丙烯复合材料，所述复合材料包括：聚丙烯和分散在聚丙烯中的防藻抗菌剂；其中，所述防藻抗菌剂包括铜、银活性组分以及负载铜、银活性组分的沸石载体。
优选地，以重量份计，所述复合材料包括：聚丙烯100份，防藻抗菌剂0.1-5份。
优选地，所述聚丙烯为均聚丙烯或共聚丙烯中的一种或多种的混合；优选地，所述共聚丙烯为230℃、2.16kg负荷下熔体流动速率为0.5-60g/10min的乙烯-丙烯嵌段共聚物。
优选地，所述防藻抗菌剂是通过将沸石与铵盐溶液进行铵离子交换后，与银盐和铜盐的混合溶液进行银离子和铜离子的交换后得到。
优选地，所述沸石为
优选地，所述银盐为硝酸银、硫酸银或氯化银中的一种或多种的混合，所述铜盐为硝酸铜、硫酸铜或氯化铜中的一种或多种的混合；
优选地，所述银盐和铜盐的摩尔比为0.001-0.05:0.05-0.5。
优选地，所述复合材料还包括弹性体、偶联剂和抗氧剂；
优选地，所述弹性体为乙烯-辛烯的共聚物；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种的混合；所述抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂中的一种或多种的混合。
优选地，以重量份计，所述复合材料还包括：弹性剂1-10份、偶联剂0.1-1份、抗氧剂0.1-1份。
本发明所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料，其是通过将包括聚丙烯和防藻抗菌剂的原料混合均匀后，熔融挤出造粒获得；
优选地，所述熔融挤出采用双螺杆挤出机进行，其工艺条件为：一区140-150℃，二区150-160℃，三区170-180℃，四区190-200℃，五区190-200℃，六区190-200℃，七区180-190℃。
本发明还提出一种上述防藻抗菌聚丙烯复合材料在制备水培槽中的应用。
本发明中，所述防藻抗菌聚丙烯复合材料中，以聚丙烯为基体原料，添加防藻抗菌剂，该防藻抗菌剂包括铜、银活性组分，既有铜类化合物高效防止藻类生长的特性，同时也有银类化合物较强杀菌能力的特性，因此当加入到聚丙烯中时，可以在原有聚丙烯材料性能的基础上，赋予聚丙烯优良的抗菌、抗藻活性。
此外，本发明中为了使得所述防藻抗菌剂能够有效分散在聚丙烯基体中，通过将铜、银活性组分负载到具有较强分散性能的沸石载体中，既增强了铜、银活性组分单纯作为添加剂与基体的分散性和相容性，也可以控制铜、银活性组分的释放速率，通过活性组分从载体上的缓慢释放特定，确保其能够长效发挥防藻抗菌性能。
进一步地，本发明中所述防藻抗菌剂具体是通过将沸石与铵盐溶液进行离子交换后，先实现沸石表面的nh4 交换，此后再与银盐、铜盐溶液进行交换，确保了银、铜金属离子能定向交换在nh4 离子交换位上，如此既有利于银、铜活性组分的均匀分布，增效防藻抗菌效果，同时也降低了银、铜离子快速析出，变色的可能，防藻抗菌效果长效持久。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本发明的范围。
实施例1
一种防藻抗菌聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯(乙烯/丙烯嵌段共聚物，230℃、2.16kg负荷下熔体流动速率为26g/10min)100份，防藻抗菌剂1份，乙烯-辛烯共聚物poe(engage8207)5份，硅烷偶联剂(kh550)0.5份，抗氧剂(irganox1010)0.5份；
其中，所述防藻抗菌剂包括铜、银活性组分以及负载铜、银活性组分的沸石载体，其采用下述方法制备得到：将
上述防藻抗菌聚丙烯复合材料采用下述方法制备得到：按重量份将上述聚丙烯100份、防藻抗菌剂1份、乙烯-辛烯的共聚物5份、硅烷偶联剂0.5份、抗氧剂0.5份加入到高速混合机中混合10min，得到混合料；将该混合料再加入到双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机包括顺次排布的七个温度区，第一温度区的温度为140℃，第二温度区的温度为150℃，第三温度区的温度为170℃，第四温度区的温度为190℃，第五温度区的温度为190℃，第六温度区的温度为200℃，第七温度区的温度为190℃，再经造粒机造粒，即得到所述防藻抗菌聚丙烯复合材料。
实施例2
一种防藻抗菌聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯(乙烯/丙烯嵌段共聚物，230℃、2.16kg负荷下熔体流动速率为26g/10min)100份，防藻抗菌剂0.1份，乙烯-辛烯共聚物poe(engage8207)10份，硅烷偶联剂(kh550)0.1份，抗氧剂(irganox1010)1份；
其中，所述防藻抗菌剂包括铜、银活性组分以及负载铜、银活性组分的沸石载体，其采用下述方法制备得到：将
上述防藻抗菌聚丙烯复合材料采用下述方法制备得到：按重量份将上述聚丙烯100份、防藻抗菌剂0.1份、乙烯-辛烯共聚物10份、硅烷偶联剂0.1份，抗氧剂1份加入到高速混合机中混合10min，得到混合料；将该混合料再加入到双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机包括顺次排布的七个温度区，第一温度区的温度为150℃，第二温度区的温度为160℃，第三温度区的温度为180℃，第四温度区的温度为200℃，第五温度区的温度为200℃，第六温度区的温度为190℃，第七温度区的温度为190℃，再经造粒机造粒，即得到所述防藻抗菌聚丙烯复合材料。
实施例3
一种防藻抗菌聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯(乙烯/丙烯嵌段共聚物，230℃、2.16kg负荷下熔体流动速率为26g/10min)100份，防藻抗菌剂5份，乙烯-辛烯共聚物poe(engage8207)1份，硅烷偶联剂(kh550)1份，抗氧剂(irganox1010)0.1份；
其中，所述防藻抗菌剂包括铜、银活性组分以及负载铜、银活性组分的沸石载体，其采用下述方法制备得到：将
上述防藻抗菌聚丙烯复合材料采用下述方法制备得到：按重量份将上述聚丙烯100份、防藻抗菌剂5份、乙烯-辛烯共聚物1份、硅烷偶联剂1份、抗氧剂0.1份加入到高速混合机中混合15min，得到混合料；将该混合料再加入到双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机包括顺次排布的七个温度区，第一温度区的温度为140℃，第二温度区的温度为150℃，第三温度区的温度为180℃，第四温度区的温度为190℃，第五温度区的温度为200℃，第六温度区的温度为200℃，第七温度区的温度为190℃，再经造粒机造粒，即得到所述防藻抗菌聚丙烯复合材料。
对比例1
一种聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯(乙烯/丙烯嵌段共聚物，230℃、2.16kg负荷下熔体流动速率为26g/10min)100份，乙烯-辛烯共聚物poe(engage8207)5份，硅烷偶联剂(kh550)0.5份，抗氧剂(irganox1010)0.5份。
上述聚丙烯复合材料采用下述方法制备得到：按重量份将上述聚丙烯100份、乙烯-辛烯的共聚物5份、硅烷偶联剂0.5份，抗氧剂0.5份加入到高速混合机中混合10min，得到混合料；将该混合料再加入双螺杆挤出机中进行挤出，双螺杆挤出机包括顺次排布的七个温度区，第一温度区的温度为140℃，第二温度区的温度为150℃，第三温度区的温度为170℃，第四温度区的温度为190℃，第五温度区的温度为190℃，第六温度区的温度为200℃，第七温度区的温度为190℃，再经造粒机造粒，即得到所述聚丙烯复合材料。
对比例2
一种聚丙烯复合材料，按重量份计，包括如下原料组分：聚丙烯(乙烯/丙烯嵌段共聚物，230℃、2.16kg负荷下熔体流动速率为26g/10min)100份，防藻抗菌剂1份，乙烯-辛烯共聚物poe(engage8207)5份，硅烷偶联剂(kh550)0.5份，抗氧剂(irganox1010)0.5份；
其中，所述防藻抗菌剂包括铜、银活性组分以及负载铜、银活性组分的沸石载体，其采用下述方法制备得到：将
上述防藻抗菌聚丙烯复合材料采用下述方法制备得到：按重量份将上述聚丙烯100份、防藻抗菌剂1份、乙烯-辛烯的共聚物5份，硅烷偶联剂0.5份，抗氧剂0.5份加入到高速混合机中混合10min，得到混合料；将该混合料再加入双螺杆挤出机进行挤出，双螺杆挤出机包括顺次排布的七个温度区，第一温度区的温度为140℃，第二温度区的温度为150℃，第三温度区的温度为170℃，第四温度区的温度为190℃，第五温度区的温度为190℃，第六温度区的温度为200℃，第七温度区的温度为190℃，再经造粒机造粒，即得到所述聚丙烯复合材料。
将实施例和对比例获得的聚丙烯复合材料进行下述方法所示的性能测试，结果参照表1。
抗菌性能测试：参照qb/t2591-2003《抗菌塑料抗菌性能试验方法和抗菌效果》标准进行抗菌性能的测试(检测用菌：大肠杆菌atcc25922，金黄葡萄球菌atcc6538)；
防藻性能测试：参照gb/t24127-2009《塑料抗藻性能实验方法》进行防藻性能测试；
表1实施例1-3和对比例1-2对应获得的聚丙烯复合材料的测试结果
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种防藻抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，所述复合材料包括：聚丙烯和分散在聚丙烯中的防藻抗菌剂；其中，所述防藻抗菌剂包括铜、银活性组分以及负载铜、银活性组分的沸石载体。
2.根据权利要求1所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，以重量份计，所述复合材料包括：聚丙烯100份，防藻抗菌剂0.1-5份。
3.根据权利要求1-2任一项所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯为均聚丙烯或共聚丙烯中的一种或多种的混合；
优选地，所述共聚丙烯为230℃、2.16kg负荷下熔体流动速率为0.5-60g/10min的乙烯-丙烯嵌段共聚物。
4.根据权利要求1-3任一项所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，所述防藻抗菌剂是通过将沸石与铵盐溶液进行铵离子交换后，与银盐和铜盐的混合溶液进行银离子和铜离子的交换后得到。
5.根据权利要求4所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，所述沸石为
6.根据权利要求4或5所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，所述银盐为硝酸银、硫酸银或氯化银中的一种或多种的混合，所述铜盐为硝酸铜、硫酸铜或氯化铜中的一种或多种的混合；
优选地，所述银盐和铜盐的摩尔比为0.001-0.05:0.05-0.5。
7.根据权利要求1-6任一项所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，所述复合材料还包括弹性体、偶联剂和抗氧剂；
优选地，所述弹性体为乙烯-辛烯的共聚物；所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂中的一种或多种的混合；所述抗氧剂为受阻酚或硫酯类抗氧剂中的一种或多种的混合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，以重量份计，所述复合材料还包括：弹性剂1-10份、偶联剂0.1-1份、抗氧剂0.1-1份。
9.根据权利要求1-8任一项所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料，其特征在于，所述聚丙烯复合材料是通过将包括聚丙烯和防藻抗菌剂的原料混合均匀后，熔融挤出造粒获得；
优选地，所述熔融挤出采用双螺杆挤出机进行，其工艺条件为：一区140-150℃，二区150-160℃，三区170-180℃，四区190-200℃，五区190-200℃，六区190-200℃，七区180-190℃。
10.一种权利要求1-9任一项所述的防藻抗菌聚丙烯复合材料在制备水培槽中的应用。
技术总结